摘要：針對(duì)煤礦流量計(jì)檢定裝置采用單一的稱重法或標(biāo)準(zhǔn)表法存在精度低,、成本高、操作繁瑣等問題,，提出了一種綜合稱重法和標(biāo)準(zhǔn)表法的煤礦用流量計(jì)檢定裝置的設(shè)計(jì)方案,，即采用稱重法定期標(biāo)定標(biāo)準(zhǔn)表或者檢定較高精度的流量計(jì)，用標(biāo)準(zhǔn)表法檢定流量計(jì),。該方案既保留了稱重法可靠,、穩(wěn)定、準(zhǔn)確度高的優(yōu)點(diǎn),，又繼承了標(biāo)準(zhǔn)表法效率高,、裝置無須頻繁換向、使用壽命長的優(yōu)點(diǎn),，保證了整套檢定裝置的精度,。
0引言
自17世紀(jì)托里拆利奠定差壓式流量計(jì)的理論基礎(chǔ)、測(cè)量流量的儀表雛形開始形成至今,，煤氣流量計(jì)的種類已達(dá)數(shù)百種,。隨著流量計(jì)的發(fā)展，檢測(cè)流量計(jì)的方法也不斷進(jìn)步,。目前,，成熟的流量計(jì)檢定方法有標(biāo)準(zhǔn)表法、稱重法,、容積法,，其中利用標(biāo)準(zhǔn)表法水流量裝置進(jìn)行流量量值傳遞，是國內(nèi)外*的一種簡單,、實(shí)用的檢測(cè)方法,，尤其是在大口徑流量計(jì)的檢定、校準(zhǔn)方面,，不僅可擴(kuò)展流量范圍,，而且對(duì)減少空間占有、節(jié)約投資,、提高工作效率都有特殊的意義,。
我國也對(duì)單一的標(biāo)準(zhǔn)表法進(jìn)行了改進(jìn)，將靜態(tài)容積法和標(biāo)準(zhǔn)表法結(jié)合在一起,，互補(bǔ)2種檢測(cè)方法的不足,，以達(dá)到檢測(cè)結(jié)果的zui高精度，但是造價(jià)比較高,。所以，研究高精度,、低成本,、易操作的檢定方式是流量計(jì)發(fā)展的必然趨勢(shì),。
目前，用于煤礦的流量計(jì)有智能渦街流量計(jì),、V錐流量計(jì),、電磁流量計(jì)等。為了保證流量計(jì)精度指標(biāo),，需要研制一種適合于煤炭行業(yè)流量計(jì)的檢定裝置,。為此，筆者研發(fā)了一套將稱重法和標(biāo)準(zhǔn)表法結(jié)合在一起的檢定裝置,。該檢定裝置可以大大提升檢測(cè)精度,，解決傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)表法被測(cè)表管段人工換表不便的問題，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度,，提高了檢測(cè)效率,。
1流量計(jì)檢定裝置原理
（1）標(biāo)準(zhǔn)表法
如圖1所示，以標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)（可以是速度式流量計(jì),、容積式流量計(jì),、臨界流流量計(jì)、質(zhì)量流量計(jì)和熱能表等）為標(biāo)準(zhǔn)器,，使流體在相同時(shí)間間隔內(nèi)連續(xù)通
過標(biāo)準(zhǔn)表和被檢表,，比較兩者的輸出流量值，從而確定被檢表的計(jì)量性能,。

（2）靜態(tài)稱重法
靜態(tài)稱重的流量測(cè)量原理如圖2所示,。首先確定容器和容器內(nèi)剩余液體的初始質(zhì)量，其次操作換向器使液體流人稱重的容器,，直到認(rèn)為的質(zhì)量足以達(dá)到所要求的度,，同時(shí)啟動(dòng)定時(shí)器以測(cè)量注水的時(shí)間，zui后確定容器和收集在容器內(nèi)液體的zui終質(zhì)量,。根據(jù)所收集的液體質(zhì)量,、注水時(shí)間以及GB／Tl7612一l998標(biāo)準(zhǔn)第5章和附錄A所論述的其它數(shù)據(jù)來求得流量，從而確定被測(cè)流量計(jì)的計(jì)量性能,。

筆者設(shè)計(jì)的檢定裝置采用稱重法來定期標(biāo)定標(biāo)準(zhǔn)表或者檢定較高精度的流量計(jì),；用標(biāo)準(zhǔn)表法檢定流量計(jì)，參比標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)的度等級(jí)至少優(yōu)于被測(cè)裝置度等級(jí)的3倍（參考ISO9014規(guī)定）,。用標(biāo)準(zhǔn)表法和靜態(tài)稱重法相結(jié)合的優(yōu)點(diǎn)：既保留了靜態(tài)稱重法可靠,、穩(wěn)定、準(zhǔn)確度高的優(yōu)點(diǎn),，又具備標(biāo)準(zhǔn)表法效率高,、裝置無須頻繁換向、使用壽命長的優(yōu)點(diǎn)。
2流量計(jì)檢定裝置組成
煤礦用流量計(jì)檢定裝置由標(biāo)準(zhǔn)表法流量標(biāo)準(zhǔn)裝置,、稱重法流量標(biāo)準(zhǔn)裝置合并組成,，整套裝置由水箱、水泵系統(tǒng),、變頻控制裝置,、流量穩(wěn)定器、止回閥,、截止閥,、調(diào)節(jié)閥、轉(zhuǎn)盤,、稱重容器,、標(biāo)準(zhǔn)表、被檢表,、電子秤,、換向器、計(jì)時(shí)器,、控制臺(tái)等組成,，如圖3所示。

轉(zhuǎn)盤為被檢表提供前后直管段和接口,；換向器用于標(biāo)準(zhǔn)表法與靜態(tài)稱重法的水路切換,；流量穩(wěn)定器用于保證水流穩(wěn)定；變頻控制裝置用于控制水泵電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,；控制臺(tái)用于顯示關(guān)鍵點(diǎn)數(shù)據(jù)及有效控制流量,。
該檢定裝置用4臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)表（DN32、DN65,、DN125,、DN250電磁流量計(jì)，精度等級(jí)為0．2級(jí)）組合實(shí)現(xiàn)DN25～DN300的流量計(jì)檢測(cè),，通過換向器實(shí)現(xiàn)稱重法標(biāo)定標(biāo)準(zhǔn)表以及較高精度的流量計(jì),。其中轉(zhuǎn)盤使被檢表裝卸更加方便，而采用2個(gè)水箱又保證了水流平穩(wěn)以及泵的抽出水流量的穩(wěn)定,。標(biāo)準(zhǔn)表前后直管段以及轉(zhuǎn)盤中被檢表的前后直管段均采用前25DN,、后10DN的設(shè)計(jì)，滿足了國家標(biāo)準(zhǔn)JB／T92941999及檢定規(guī)程JJG643一-2003的要求,。
3流量計(jì)檢定裝置的設(shè)計(jì)
3．1標(biāo)準(zhǔn)表法原理分析
標(biāo)準(zhǔn)表法檢定原理主要基于流體力學(xué)的連續(xù)方程,。同時(shí)讀取標(biāo)準(zhǔn)表和被檢流量計(jì)的讀數(shù)，若一臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)表與被檢流量計(jì)串聯(lián),，則被檢流量計(jì)的儀表系數(shù)K為

式中：△m為規(guī)定時(shí)間內(nèi)流過流量計(jì)的液體質(zhì)量,，kg；t為稱重法檢定規(guī)定時(shí)間。
3．3標(biāo)準(zhǔn)表的選型
該檢定裝置面向礦用流量傳感器,，以渦街,、V錐流量計(jì)為例,。渦街和V錐流量計(jì)可以測(cè)量液體和氣體,。該檢定裝置選用純凈水作為介質(zhì)進(jìn)行檢定，選用電磁流量計(jì)作為標(biāo)準(zhǔn)表,，一方面考慮電磁流量計(jì)可測(cè)量水,，另一方面電磁流量計(jì)的精度可滿足標(biāo)準(zhǔn)表法計(jì)量傳遞的要求。
該檢定裝置選用4臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)表：DN32,、DN65,、DN125、DN250電磁流量計(jì),。DN32標(biāo)準(zhǔn)表可標(biāo)定流量范圍為DN25~DN80的被檢表（用閥門控制流量）,；DN65標(biāo)準(zhǔn)表可標(biāo)定流量范圍為DN50～DN80的被檢表；DN125標(biāo)準(zhǔn)表可標(biāo)定流量范圍為DN100～DN300被檢表,；DN250標(biāo)準(zhǔn)表可標(biāo)定流量范圍為DN200～DN300的被檢表,。此外，DN32,、DN65標(biāo)準(zhǔn)表可并聯(lián)檢定流量范圍為DN25～DN80的被檢表,，DN125、DN250標(biāo)準(zhǔn)表可并聯(lián)檢定流量范圍為DN1O0～DN300的被檢表,。DN125和DN250標(biāo)準(zhǔn)表所需的水流量由2臺(tái)變頻水泵提供,，配合閥門調(diào)節(jié)流量。標(biāo)準(zhǔn)表和被檢表的流量數(shù)據(jù)如表1所示,。

3．4轉(zhuǎn)盤設(shè)計(jì)
常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)表法被檢表的支路繁多,，更換被檢表時(shí)，操作繁瑣,，浪費(fèi)時(shí)間和人力,。鑒此，該檢定裝置采用2個(gè)系列的轉(zhuǎn)盤實(shí)現(xiàn)被檢表的更換,，分別為DN25-DN80系列,、DN100~DN300系列。各個(gè)口徑的被檢表放置于托表器上,，托表器根據(jù)需要自行設(shè)計(jì),。將被檢表安置于對(duì)應(yīng)系列轉(zhuǎn)盤中的接口處，利用氣缸將被檢表夾緊,，再進(jìn)行標(biāo)定,。
4結(jié)語
煤礦用流量計(jì)檢定裝置采用標(biāo)準(zhǔn)表法與靜態(tài)稱重法相結(jié)合的測(cè)量方法，彌補(bǔ)了標(biāo)準(zhǔn)表無法長期保持高精度的缺陷；采用變頻控制與水泵結(jié)合供水技
術(shù),，占地少,、投資少、穩(wěn)壓效果好,；采用轉(zhuǎn)盤裝置取代不同管徑的測(cè)試回路,，有效地減少了測(cè)試管路的占地，也降低了投資成本,；采用氣動(dòng)夾表裝置代替人工安裝拆卸被檢表,，大大提高了測(cè)量效率；采用控制臺(tái)聯(lián)動(dòng)檢測(cè),，使檢測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性進(jìn)一步提高,，減少了人為影響，提高了檢測(cè)結(jié)果的可靠性,。