基于計(jì)算機(jī)的金屬管浮子流量計(jì)檢定實(shí)驗(yàn)研究

宋 文

計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)為人們的生活以及工作帶來很大便利，同時(shí)在一定程度上促進(jìn)我國的進(jìn)步與更好發(fā)展。其中流量的精確測(cè)量，對(duì)于國民經(jīng)濟(jì)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(jì)算機(jī)金屬管浮子流量計(jì)檢定實(shí)驗(yàn)工作的展開勢(shì)在必行。通過實(shí)驗(yàn)工作的展開，可以在最大程度上促使流量機(jī)能夠?qū)⒆陨淼淖饔门c價(jià)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(shí)驗(yàn)工作，是人們目前面臨的一個(gè)重要問題。所以，文章將針對(duì)基于計(jì)算機(jī)的金屬管浮子流量計(jì)檢定實(shí)驗(yàn)相應(yīng)內(nèi)容進(jìn)行闡述。

1 基于計(jì)算機(jī)的金屬管浮子流量計(jì)檢定實(shí)驗(yàn)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(cè)量，對(duì)于我國科研事業(yè)的發(fā)展以及國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展會(huì)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(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展背景下，對(duì)于更好完成流量測(cè)量工作中的流量計(jì)，有著更高的要求。所以，需要加強(qiáng)開展基于計(jì)算機(jī)的金屬管浮子流量計(jì)檢定實(shí)驗(yàn)工作，通過實(shí)驗(yàn)工作的展開，可以明確金屬管浮子流量計(jì)性能與功能，使其能夠在測(cè)量工作中，將自身的優(yōu)勢(shì)發(fā)揮，這樣才能在最大程度上保證測(cè)量工作的順利展開，同時(shí)使得流量測(cè)量結(jié)果得到保障[1]。所以，針對(duì)金屬管浮子流量計(jì)檢定實(shí)驗(yàn)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(shí)到自身工作重要性。端正工作態(tài)度，在實(shí)驗(yàn)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(jì)算機(jī)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(jìn)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(shí)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(shí)驗(yàn)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(huì)通過不同部分流入到實(shí)驗(yàn)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(jì)、夾表器以及調(diào)節(jié)閥等。

2.2 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)構(gòu)成

在水流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中由不同的部分組成，比如，高位水塔、計(jì)算機(jī)、金屬管浮子流量計(jì)等，整體水流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)如圖1。通過對(duì)整個(gè)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的分析與研究可以明確，計(jì)算機(jī)通過數(shù)字量采集卡7505，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電磁閥不同信號(hào)的控制，比如，開/關(guān)信號(hào)控制、換向器開/關(guān)信號(hào)控制以及底閥開/關(guān)信號(hào)的控制等。在對(duì)標(biāo)準(zhǔn)表的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)算過程中，需要利用7606 采集卡。電子秤讀數(shù)信號(hào)想要實(shí)現(xiàn)通 訊，需要利用RS232 串行通訊結(jié)構(gòu)與計(jì)算機(jī)進(jìn)行連接，這樣才能達(dá)到良好的通訊效果。利用軟件編程，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)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(gè)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)管路當(dāng)中，通過流體流動(dòng)連續(xù)性原理可以明確，在定常流動(dòng)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(duì)后，其精確度是標(biāo)準(zhǔn)表精確度的三倍。所以，在對(duì)標(biāo)準(zhǔn)表進(jìn)行檢定過程中，可以使用稱重法，接著使用標(biāo)準(zhǔn)表對(duì)校表展開相應(yīng)的檢定工作。采用稱重法對(duì)儀表進(jìn)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(shí)際的金屬管浮子流量計(jì)檢定實(shí)驗(yàn)過程中，會(huì)使用標(biāo)準(zhǔn)表展開相應(yīng)實(shí)驗(yàn)工作。為使得標(biāo)準(zhǔn)表的性能得到保障，要定期進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)表檢定。這樣可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)表中存在的問題，從而進(jìn)行及時(shí)調(diào)整，避免因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)表問題，對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程與實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響。

圖1 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)

3 基于計(jì)算機(jī)的金屬管浮子流量計(jì)檢定實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)中使用到的被檢定浮子流量計(jì)屬于金屬管浮子流量計(jì)。在金屬管浮子流量計(jì)的檢定實(shí)驗(yàn)過程中，流量檢測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)是其中的重要組成部分，同時(shí)也是控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵[3]。金屬管浮子流量計(jì)將計(jì)算機(jī)技術(shù)融入到其中，能夠?qū)鹘y(tǒng)凸輪機(jī)械結(jié)構(gòu)摒棄，從而展開相應(yīng)的流量計(jì)算工作。流量信號(hào)通過轉(zhuǎn)換器、傳感器，在數(shù)字液晶中進(jìn)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(diǎn)與工作可靠性特點(diǎn)。流量傳感器可以將非電量的流量信號(hào)，轉(zhuǎn)變成為電量信號(hào)感應(yīng)裝置，在這一過程中，金屬管轉(zhuǎn)子流量計(jì)輸出的信號(hào)屬于壓力信號(hào)。

3.1 實(shí)驗(yàn)原理

金屬管浮子流量計(jì)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(shí)，會(huì)遭到浮子的節(jié)流。當(dāng)流體作用在浮子動(dòng)壓力、浮力以及重力達(dá)到平衡后，浮子將會(huì)穩(wěn)定的漂浮在錐管中的某個(gè)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(duì)應(yīng)，浮子的位置高度，需要經(jīng)過角度儀傳感器進(jìn)行檢測(cè)，同時(shí)將其轉(zhuǎn)化成為電壓信號(hào)。所以，其中的某一個(gè)流量點(diǎn)Q 會(huì)與一個(gè)電壓值相對(duì)應(yīng)，具體實(shí)驗(yàn)工作的展開，需要嚴(yán)格按照相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)要求，在各個(gè)流量點(diǎn)下正反行程，需要展開三次實(shí)驗(yàn)工作。其平均值可以作為輸出電壓，用V0表示。根據(jù)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)工作，對(duì)擬合公式的擬合精度進(jìn)行檢驗(yàn)。

3.2 金屬管浮子流量計(jì)性能測(cè)試

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

3.3 擬合曲線Q～V0

結(jié)合相應(yīng)檢定測(cè)試數(shù)據(jù)可以得知，要結(jié)合窗口按下擬合按鍵，計(jì)算機(jī)將會(huì)自動(dòng)完善擬合三次曲線，采取最小二乘法方式。實(shí)質(zhì)內(nèi)容是，如果擬合n 次曲線，那么n+1 個(gè)待定系數(shù)需要通過簡(jiǎn)答n+1 元一次線性方程組的方式，對(duì)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(jì)檢定

在對(duì)金屬管浮子流量計(jì)進(jìn)行檢定過程中，需要在此選定五個(gè)或者六個(gè)流量點(diǎn)展開相應(yīng)的檢定工作。將不同流量點(diǎn)的浮子流量計(jì)輸出的電壓，帶入到擬合公式中，這樣通過浮子的流量將會(huì)得到精準(zhǔn)計(jì)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(jì)流量[5]。將標(biāo)準(zhǔn)表測(cè)得的流量Q0以及浮子流量計(jì)流量Q 帶入到公式中（計(jì)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(jì)檢定實(shí)驗(yàn)工作的展開，對(duì)保證測(cè)量精確度而言具有重要作用。因此，針對(duì)金屬管浮子流量計(jì)檢定實(shí)驗(yàn)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(xiàng)實(shí)驗(yàn)工作的有序進(jìn)行，對(duì)于實(shí)驗(yàn)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(duì)待，這樣才能將金屬管浮子流量計(jì)情況進(jìn)行明確，促使金屬管浮子流量計(jì)能夠在相應(yīng)工作中充分發(fā)揮自身價(jià)值。