标准表法流量计自动检定 - 图文

中国计量学院 现代科技学院

本科毕业设计（论文）

标准表法流量计自动检定 The Automatic Verification of

Flow-meter Based on Standard Method

学生姓名 孙海良 学号 0630222317

学生专业 测控技术与仪器 班级 测控063班

系 计测工程系 指导教师 赵玉晓 副教授

中国计量学院现代科技学院

2010年6月

郑 重 声 明

本人呈交的毕业设计论文，是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，所有数据、图片资料真实可靠。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含他人享有著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确的方式标明。本学位论文的知识产权归属于培养单位。

学生签名： 日期： 2010年6月6日

分类号： TP216 密 级： 公开 UDC： 62 学校代码： 13292

中国计量学院 现代科技学院

本科毕业设计（论文）

标准表法流量计自动检定 The Automatic Verification of

Flow-meter Based on Standard Method

作 者 孙海良 学号 0630222317 申请学位 工学学士 指导教师 赵玉晓 学科专业 测控技术与仪器 培养单位 中国计量学院现代科技学院 答辩委员会主席 谢代梁 评 阅 人

2010 年6月

致谢

经过半年的忙碌与工作，本次毕业设计已经接近尾声，作为一个本科生的毕业设计，由于经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，如果没有赵玉晓导师的督促指导，以及同一实验室的同学们的支持，想要完成这个设计将是十分困难的。

在这里首先要感谢我的导师赵玉晓老师。赵老师平日里工作繁多，但在我做毕业设计的每个阶段，从查阅资料到设计草案的确定和修改，中期检查，后期详细设计等整个过程中都给予了我悉心的指导。除了敬佩赵老师的专业知识水平外，她治学严谨的态度和科学研究的精神也是十分值得我学习的，并将积极影响我今后的学习和工作。

其次要感谢我同实验室以及同班的每一位同学对我无私的帮助，特别是在软件的使用方面丁洋师兄给予了我很大的帮助，在和丁洋师兄共同学习的日子里让我学到了许多的知识，给予了我许多启发和快乐，正因为如此我才能顺利的完成设计。

我要感谢我的母校——中国计量学院，是母校给我们提供了优良的学习环境。

最后，我还要感谢参与我毕业设计答辩的老师们！在此，我再次谢谢大家！

孙海良 2010年6月6日

标准表法流量计自动检定

摘要：流量计量广泛应用于工农业生产、国防建设、科学研究对外贸易以及人民生活各个领域之中。随着流量仪表的迅猛发展，流量标准装置也得到较快发展，流量量值传递网络已经形成。目前水、油、气、蒸汽高精度的流量标准装置已在国家、省市计量机构建立，确保其流量量值传递的准确一致。流量计的检定显得尤其重要。流量计的检定是计量工作的一个重要的组成部分。流量计检定方式的进步与完善是生产技术进步和管理现代化的基础与前提。本文采用标准表法应用计算机软件控制，制作了一套成本低、效率高、检定范围广的流量计自动检定装置。进一步对该装置的使用做了详细的介绍。 关键词：流量计；标准表法；自动检定 中图分类号：TP216

I

The Automatic Verification of Flow-meter Based on Standard

Method

Abstract: Flow measurement is widely applied in national defense construction, industrial and agricultural production, scientific research and people's life of foreign trade fields. Along with the rapid development of flow meters, flow standard devices and rapid development, dissemination network flow has been formed. Current water, oil, gas and steam flow standard devices has high precision in the national, provincial and municipal organizations, to ensure that the measurement accuracy of dissemination of the flow. The verification of flow-meter is especially important. Flow-meter metering of verification work is an important part. The progress and verification of flow-meter way is perfect production technology and modern management foundation and prerequisite. Using standard method applied computer software control, a low cost, high efficiency, wide range of the automatic verification device of flow-meter. The use of device was introduced details. Keywords: flow-meter, Standard method, Automatic verification Classification: TP217

II

目 次

摘要 ................................................................ I Abstract ........................................... 错误！未定义书签。 目 次 ............................................................. III 1 绪论 ............................................................. 1 1.1 课题的背景和意义 ................................................ 1 1.2 标准法发展现状 .................................................. 2 1.3课题主要研究内容 ................................................ 3 2 标准表法流量计自动检定系统 ....................................... 5 2.1 标准表法原理 .................................................... 5 2.2 标准表法自动检定系统总体设计方案（硬件架构，系统管路图） ........ 5 2.3 标准表流量计选型 ................................................ 6 2.4 被检流量计介绍 .................................................. 8 2.4.1 超声波流量计的种类 ............................................ 8 2.4.2 超声波流量计的选型 ........................................... 9 2.4.3 超声波流量计的原理 ........................................... 10 2.5 气动调节阀选型 ................................................. 10 2.6 稳压罐设计 ..................................................... 13 2.7 水槽设计 ....................................................... 14 2.8 水泵 ........................................................... 14 3 数据采集单元实现 ................................................ 16 3.1 FF总线概述 .................................................... 16 3.2现场设备组态 ................................................... 16 3.2.1 科里奥利质量流量计的工作原理 ................................. 16 3.2.2科里奥利质量流量计的选用 ..................................... 20 3.3 现场数据采集在LabVIEW中的实现（OPC技术） ..... 错误！未定义书签。 4 系统软件设计 .................................................... 23 4.1 LabVIEW概述 ............................................... 23

III

4.2 基于LabVIEW的标准表法自动检定程序 ............................. 24 5. 实验结果 ........................................................ 16 6.结论 ........................................................... 288 参考文献 ........................................................... 30 作者简历 .......................................................... 302 学位论文数据集 ..................................................... 33

IV

中国计量学院现代科技学院本科毕业设计（论文）

1 绪论

1.1 课题的背景和意义

在工业自动化生产中，流量是经常检测的参数，流量测量广泛应用于工农业生产、国防建设、科学研究以及人们生活的各个领域P1。做好流量计量工作，对保证产品质量、提高生产效率、促进科学技术的发展都具有重要的作用。特别是在能源危机、工业生产自动化程度愈来愈高的当今时代，流量计在国民经济中的地位与作用更加明显。

流量测量是一项复杂的技术。从被测流体来说，包括气体、液体和混合流体这三种具有不同物理特性的流体:从测量流体流量时的条件来说，又是多种多样的，如测量时的温度可以从高温到极低温，测量时的压力可以从高压到低压:被测流量可以从微小流量到大流量；被测流体的流动状态可以是层流、紊流等等.此外，就液体而言，还存在粘度大小不同等情况。因此，为准确测量流量，就必须研究不同流体在不同条件下的流量测量方法，并提供相应的测量仪表。这是流量计量的主要工作之一。由于被测流体的特性如此复杂，测量条件又各不相同，从而产生了各种不同的测量方法和测量仪表。显然，如果没有一个统一的检定流量测量仪表准确度的方法，那么要保证大规模生产的工艺要求，要保证贸易的平等互换是不可能的。所以，必须有一套流量单位复现方法和检定系统对使用流量仪表传递的标准方法。建立流量计量的基、标准装置，以保证量值传递和流量测量的准确度。这对流量仪器检定装置的精度和可靠性提出了新的要求。

流量计检定装置的研究和应用是流量计量和测试技术发展的重要环节，也是物流计量的重要组成部分，所以多年来一直得到世界各国政府和企业的重视，有些国家组成了专门的研究机构，研究建立了种类繁多的流量计检定装置，并对装置的技术指标、特性和经济效益进行了分析和研究。虽然目前流量计检定装置的研究和建立已有很大的进展，但仍然存在不少问题，这些问题有的是技术上的，有的是经济上的，为此，研制一套既能满足校准要求又造价低廉且工作效率较高的流量计检定装置，无论在经济上还是在技术上都有积极的意义。

流量计量广泛应用于工农业生产、国防建设、科学研究对外贸易以及人民生活各个领域之中。随着流量仪表的迅猛发展，流量标准装置也得到较快发展，流量量值传递网络已经形成。目前水、油、气、蒸汽高精度的流量标准装置已在

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中国计量学院现代科技学院本科毕业设计（论文）

国家、省市计量机构建立，确保其流量量值传递的准确一致。流量计的检定显得尤其重要。流量计的检定是计量工作的一个重要的组成部分。流量计检定方式的进步与完善是生产技术进步和管理现代化的基础与前提。

流量计的检定一般采用容积法，容积法流量标准装置精度高，但其一次投资大，校验规程复杂，且校验时间长、效率低。而标准表法流量标准装置成本低、效率高、检定范围容易拓宽，能够满足一般仪表的精度要求。目前，自动化和计算机技术的发展，为提高标准表法流量标准装置的准确度和检定效率提供了新的技术手段。不但仪表厂家新建校验装置时优先采用，而且对流量标准装置进行改造时也会增加标准表法。依照本文所述建造的标准表法流量标准装置，可为仪表用户节约大量的仪表复校费用。

1.2 标准表法发展现状

标准表法检定流量计是实流检定的一种。标准表法流量标准装置是利用流体力学的连续性原理，将标准表和被测流量计串联，由标准表和相关参数测量仪表给出标准流量，与被测流量计的输出流量比较，确定被检测流量计的技术指标。用标准表法检定流量计的效率高，原理、结构和操作简单。可以直观的从标准流量计和被检流量计上看出被检流量计的误差，但是由于标准表法检定流量计时没有考虑温度和压力对检定结果的影响，所以检定精度很低，检定结果的精度取决于标准流量计的精度。

标准流量计法(标准表法)是用标准流童计检定流t计的方法，也称为比较法。用这种方法对流量量值进行传递，扩大了装里的流量范围，对节约投资、提高工效都有其特殊的意义。

标准流量计法流量标准装置基本由流体源、试验管路、标准流量计、流量调节阀、其他辅助设备、信号采集处理设备等构成。当用作液体(水)的检定装置时，流体源是液体(水)流体源。一条试验管线可以用一台标准流量计，也可以用两个以上并联的标准流量计。 构成设备的技术要求:

1. 装置准确度应不低于被检流量计准确度的1/2。

2. 流体源的流体(水)是单相的，并充满管道，其流动应是稳定流。标准流量计与被检流量计处的流体参数应尽可能保持一致。

2

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