基于計算機的金屬管浮子流量計檢定實驗研究

宋 文

計算機的出現(xiàn)為人們的生活以及工作帶來很大便利，同時在一定程度上促進我國的進步與更好發(fā)展。其中流量的精確測量，對于國民經(jīng)濟發(fā)展以及國防建設(shè)工作而言有著直接影響。所以，在基于計算機金屬管浮子流量計檢定實驗工作的展開勢在必行。通過實驗工作的展開，可以在最大程度上促使流量機能夠?qū)⒆陨淼淖饔门c價值充分發(fā)揮，保證流量的精確性與精準(zhǔn)度，從而為我國科研工作的展開打下良好基礎(chǔ)。怎樣展開有效的實驗工作，是人們目前面臨的一個重要問題。所以，文章將針對基于計算機的金屬管浮子流量計檢定實驗相應(yīng)內(nèi)容進行闡述。

1 基于計算機的金屬管浮子流量計檢定實驗開展必要性

從目前我國的發(fā)展過程中不難看出，流量的精確測量，對于我國科研事業(yè)的發(fā)展以及國民經(jīng)濟的發(fā)展會產(chǎn)生直接影響，在提升產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率當(dāng)中發(fā)揮著不可替代的作用。在如今社會經(jīng)濟發(fā)展背景下，對于更好完成流量測量工作中的流量計，有著更高的要求。所以，需要加強開展基于計算機的金屬管浮子流量計檢定實驗工作，通過實驗工作的展開，可以明確金屬管浮子流量計性能與功能，使其能夠在測量工作中，將自身的優(yōu)勢發(fā)揮，這樣才能在最大程度上保證測量工作的順利展開，同時使得流量測量結(jié)果得到保障[1]。所以，針對金屬管浮子流量計檢定實驗工作的展開，需要加大投入力度，保證相關(guān)工作人員可以意識到自身工作重要性。端正工作態(tài)度，在實驗工作的開展過程中，發(fā)揮自身的專業(yè)能力與綜合素質(zhì)。

2 計算機控制系統(tǒng)構(gòu)成與水流量標(biāo)準(zhǔn)裝置

2.1 水流量標(biāo)準(zhǔn)裝置

水流量標(biāo)準(zhǔn)裝置由不同的部分組成，比如，標(biāo)準(zhǔn)表組、平衡罐、進水總閥、噴嘴、調(diào)節(jié)閥組、上下支撐板、放水閥以及排污閥等。實際的工作過程是：將水池當(dāng)中存在的水，利用水泵將其打入到水塔當(dāng)中。在實驗過程中，水塔需要始終保持在溢流狀態(tài)中，這樣才能使得系統(tǒng)壓頭保持不變。等到水流穩(wěn)定之后，將截止閥打開，水將會通過不同部分流入到實驗管路當(dāng)中，在流入的這一過程，包括標(biāo)準(zhǔn)表、被檢流量計、夾表器以及調(diào)節(jié)閥等。

2.2 計算機控制系統(tǒng)構(gòu)成

在水流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的計算機控制系統(tǒng)中由不同的部分組成，比如，高位水塔、計算機、金屬管浮子流量計等，整體水流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的計算機控制系統(tǒng)如圖1。通過對整個計算機控制系統(tǒng)的分析與研究可以明確，計算機通過數(shù)字量采集卡7505，能夠?qū)崿F(xiàn)對電磁閥不同信號的控制，比如，開/關(guān)信號控制、換向器開/關(guān)信號控制以及底閥開/關(guān)信號的控制等。在對標(biāo)準(zhǔn)表的脈沖信號進行計算過程中，需要利用7606 采集卡。電子秤讀數(shù)信號想要實現(xiàn)通 訊，需要利用RS232 串行通訊結(jié)構(gòu)與計算機進行連接，這樣才能達到良好的通訊效果。利用軟件編程，可以實現(xiàn)對測試結(jié)果的線性擬合以及數(shù)據(jù)處理。在這一過程中，高位水塔能夠起到良好的穩(wěn)定水頭效果，使得整個實驗過程中的流量能夠處于穩(wěn)定的狀態(tài)中。將標(biāo)準(zhǔn)表與被檢表串聯(lián)在實驗管路當(dāng)中，通過流體流動連續(xù)性原理可以明確，在定常流動情況下，流過標(biāo)準(zhǔn)表與被檢表的流量是相同的[2]。電子秤在經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)砝碼的校對后，其精確度是標(biāo)準(zhǔn)表精確度的三倍。所以，在對標(biāo)準(zhǔn)表進行檢定過程中，可以使用稱重法，接著使用標(biāo)準(zhǔn)表對校表展開相應(yīng)的檢定工作。采用稱重法對儀表進行檢定，具備良好的塑源性。但是，往往工作效率無法提升，所以，在實際的金屬管浮子流量計檢定實驗過程中，會使用標(biāo)準(zhǔn)表展開相應(yīng)實驗工作。為使得標(biāo)準(zhǔn)表的性能得到保障，要定期進行標(biāo)準(zhǔn)表檢定。這樣可以及時發(fā)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)表中存在的問題，從而進行及時調(diào)整，避免因為標(biāo)準(zhǔn)表問題，對整個實驗過程與實驗結(jié)果造成影響。

圖1 計算機控制系統(tǒng)

3 基于計算機的金屬管浮子流量計檢定實驗分析

浮子流量傳感器又被人們稱為轉(zhuǎn)子流量傳感器，在本文實驗中使用到的被檢定浮子流量計屬于金屬管浮子流量計。在金屬管浮子流量計的檢定實驗過程中，流量檢測技術(shù)實驗是其中的重要組成部分，同時也是控制系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵[3]。金屬管浮子流量計將計算機技術(shù)融入到其中，能夠?qū)鹘y(tǒng)凸輪機械結(jié)構(gòu)摒棄，從而展開相應(yīng)的流量計算工作。流量信號通過轉(zhuǎn)換器、傳感器，在數(shù)字液晶中進行顯示，通過鍵盤設(shè)置相應(yīng)的壓力工況參數(shù)以及溫度工況參數(shù)等，具備一定的智能化特點與工作可靠性特點。流量傳感器可以將非電量的流量信號，轉(zhuǎn)變成為電量信號感應(yīng)裝置，在這一過程中，金屬管轉(zhuǎn)子流量計輸出的信號屬于壓力信號。

3.1 實驗原理

金屬管浮子流量計的管體主要由兩部分構(gòu)成，分別是錐管與浮子。當(dāng)流體從下網(wǎng)上流入到錐管當(dāng)中時，會遭到浮子的節(jié)流。當(dāng)流體作用在浮子動壓力、浮力以及重力達到平衡后，浮子將會穩(wěn)定的漂浮在錐管中的某個位置上。錐管中浮子的位置，與流體流過錐管流量的大小相對應(yīng)，浮子的位置高度，需要經(jīng)過角度儀傳感器進行檢測，同時將其轉(zhuǎn)化成為電壓信號。所以，其中的某一個流量點Q 會與一個電壓值相對應(yīng)，具體實驗工作的展開，需要嚴(yán)格按照相應(yīng)的實驗要求，在各個流量點下正反行程，需要展開三次實驗工作。其平均值可以作為輸出電壓，用V0表示。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)可以擬合出關(guān)系式Q～V0，接著需要再次展開流量檢定實驗工作，對擬合公式的擬合精度進行檢驗。

3.2 金屬管浮子流量計性能測試

在浮子流量計流量允許范圍內(nèi)，選擇六個或者七個流量點，這幾個流量點做最好保證分布均勻，并且經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)渦輪流量計讀取[4]。當(dāng)調(diào)節(jié)閥門滿足相應(yīng)要求的流量值點Q，瞬時流量需要保證在m3/h，將會測出流量點Q 所對應(yīng)的浮子輸出電壓V，在對電壓進行讀取時，可以從浮子液晶顯示器上進行。在對正行程進行測量期間，需要通過從小流量到大流量的測量方式，反之，在對反行程進行測量時，需要從大流量往小流量的測量方式。正行程與反行程的測量，要各進行三次。當(dāng)完成全部測量后，將會形成相應(yīng)的測量數(shù)據(jù)，這時計算機將會自動將各個流量點的電壓平均值進行計算。

3.3 擬合曲線Q～V0

結(jié)合相應(yīng)檢定測試數(shù)據(jù)可以得知，要結(jié)合窗口按下擬合按鍵，計算機將會自動完善擬合三次曲線，采取最小二乘法方式。實質(zhì)內(nèi)容是，如果擬合n 次曲線，那么n+1 個待定系數(shù)需要通過簡答n+1 元一次線性方程組的方式，對于結(jié)果的獲得，要使用高斯消除法。這樣可以求得浮子電壓—流量特性曲線圖，并擬合出相應(yīng)的公式。

3.4 金屬管浮子流量計檢定

在對金屬管浮子流量計進行檢定過程中，需要在此選定五個或者六個流量點展開相應(yīng)的檢定工作。將不同流量點的浮子流量計輸出的電壓，帶入到擬合公式中，這樣通過浮子的流量將會得到精準(zhǔn)計算。根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)可以了解到，渦輪流量主要是指標(biāo)準(zhǔn)表的流量，擬合曲線流量主要是指浮子電壓帶入三次擬合曲線公式后，所得到的浮子流量計流量[5]。將標(biāo)準(zhǔn)表測得的流量Q0以及浮子流量計流量Q 帶入到公式中（計算滿意度誤差公式：E=（Q-Q0）/Qmax），可以得出滿意度誤差E。

4 結(jié)束語

綜上所述，金屬管浮子流量計檢定實驗工作的展開，對保證測量精確度而言具有重要作用。因此，針對金屬管浮子流量計檢定實驗工作需要相關(guān)工作人員能夠給予更多的關(guān)注與重視，加大投入力度，這樣才能在最大程度上保證各項實驗工作的有序進行，對于實驗中涉及到的工作環(huán)節(jié)以及工作內(nèi)容，需要工作人員能夠謹(jǐn)慎對待，這樣才能將金屬管浮子流量計情況進行明確，促使金屬管浮子流量計能夠在相應(yīng)工作中充分發(fā)揮自身價值。