宁夏计量质量检验检测研究院,宁夏 银川 750200
摘要:本篇文章主要对热量表分量组合这一种检定方法进行研究与分析,探究检定工作开展的过程中经常出现的问题,给出问题解决的方法,以此促进检定工作正常开展,提高检定工作的质量及工作效率,保证检定结果更为准确。
关键词:热量表;检定工作;温度传感器
1热量表介绍
1.1热量表的概念及其作用原理
热量表是检定工作中常采用的一种计量器具,可以对载热液体在实际的热交换过程中释放出来的热量进行准确测量。热量表主要包括了两种类型,其一为组合式,其二为一体式。在测量工作开展的过程中,需要把配对温度传感器安设在相应的热交换回路入口处的管道上以及出口处的官道上,同时把流量传感器也安设在该位置。流量传感器在应用时会根据具体情况发出相应的流量信号,而配对温度传感器在应用时会发出相应的温度信号。机关器将发出的流量信号以及温度信号采集起来,对载热液体释放出来的热量进行计算并显示出来。
1.2热量表检定的主要方法
热量表检定方法的类型比较多,主要为总量检定法、分量检定法等。对于前者而言,指的是直接采用热量表对热量值进行检定。后者组指的是在检定的过程中以温度、流量传感器等相关参数当作分量,依据分量或是将各个分量相互组合起来进行热量值的计算。在检定过程中,工作人员需结合工作要求采用合理的的热量表检定方法,以此保证检定质量与检定效率。
2对热量表分量组合检定方法进行详细介绍
根据检定工作的具体情况来看,绝大多数检定工作开展的过程中都采用了分量组合检定法,在检定的过程中,工作人员需要对流量传感器、温度传感器等仪器最终显示结果的误差差值进行重点检定。
在检定过程中采用的热量表信息为:热量表准确程度等级为二级;将其安装在入口处;温度处于3摄氏度至95摄氏度之间;实验室内部温度大约为20摄氏度。
2.1流量传感器示值误差的检定方法
第一,对检定过程中用到的水进行加热处理,使其温度达到50度左右,在实际检定时需要确保温度处于恒温的状态下;
第二,依照水流的方向在热量表检定装置上安装好热量表,并将温度传感器合理的安设在规定位置,以保证温度传感器可正常应用。
第三,开始通水,待一定时间之后,排出管道以及各个阀门内部存在的空气,避免空气的存在对检定结果产生的影响。
第四,对流量进行合理调节,运行大约10分钟之后,调节好热量表后使用换向器开展检定工作,对电子秤上显示的初始数值以及最终数值,流量传感器的的初始数值、最终数值以及水体温度进行准确记录。对流量范围进行分析,从中挑选出相应的流量点进行进一步的测量,以此得到流量传感器显示结果存在的误差,计算结果为表1所示。
第五,对流量范围进行分析,从中挑选出相应的流量点进行反复的测量,以此得到流量传感器显示结果存在误差的重复性,计算结果为表2所示。
表1计算流量传感器显示结果误差得出计算结果
流量点(m3/h) | 示值(L) | 衡器(kg) | 介质温度 (C) | 密度(kg/m3) | 标准值 (L) | 示值误差 (%) | ||||
初始数值 | 最终数值 | 显示结果 | 初始数值 | 最终数值 | 显示结果 | |||||
6 | 0 | 284.43 | 283.43 | 0 | 279.73 | 279.73 | 50 | 988.31 | 283.401 | 0.02 |
0.6 | 0 | 43.43 | 43.26 | 0 | 42.91 | 42.93 | 50 | 988.31 | 43.442 | -0.40 |
0.12 | 0 | 10.59 | 10.64 | 0 | 10.70 | 10.77 | 50 | 988.31 | 10.847 | -1.56 |
表2流量传感器显示结果误差的重复性的计算结果
p | 示值(L) | 衡器(kg) | 介质温度 (C) | 密度(kg/m3) | 标准值 (L) | 示值误差 (%) | 重复性 (%) | ||||
初始数值 | 最终数值 | 显示结果 | 初始数值 | 最终数值 | 显示结果 | ||||||
1 | 0 | 283.43 | 283.43 | 0 | 279.73 | 279.73 | 50 | 988.31 | 283.351 | 0.021 | 0.19 |
2 | 0 | 285.30 | 285.30 | 0 | 281.43 | 281.43 | 50 | 988.31 | 285.081 | 0.081 | |
3 | 0 | 291.90 | 291.90 | 0 | 287.57 | 287.57 | 50 | 988.31 | 291.314 | 0.221 |
2.2对配对温度传感器显示结果误差进行检定
第一,检定开展之前,对恒温槽的温度进行合理调整,在调整结束后,把温度传感器依次放置在恒温槽中,这时需对插入深度进行控制,保证深度在30毫米左右即可,放置好之后保持10分钟左右。在此之后便可得到相应的温差范围,从该范围中随机的挑选温差点开展检定工作,检测点至少需要进行两次的测量,计算测量结果的平均值。
第二,对热量表进行调整,调整好后开展检定工作,重点对检定工作开展前后的的模拟流量、热量的初始数值、最终数值进行检定,在此基础上,对标准热量值进行计算,并将其与热量表最终所呈现出来的热量值之间进行对比,进而了解误差,计算结果为表3所示。
检定工作开展时,恒温槽的温度始终保持在恒定的状态,热量标准值计算公式主要为:
Q=m×Δh=ρ×V×Δh
该公式中,Q表示热量标准值,单位为kJ/kg;ρ表示水体的密度,单位为kg/m³。
3检定过程中常见问题分析及注意事项
检定工作开展的过程中经常会出现以下几点问题,对问题进行分析,给出相应的解决方法:
第一,在检定工作开展之前,相关工作人员并没有对管道、阀门等进行检查,并未将其中存在的空气有效的排放出来,导致管道中存在气泡。
超声波在水体中、在空气中的传播速度是不同的,如果管道中、阀门中存在较多的气体,会对超声波传播速度造成严重的影响,进而导致计算结果出现误差。为保证计算结果的准确性,工作人员必须在检定工作开展前,充分的排出管道中、阀门中存在的气体,避免其中存在气泡。
第二,在水箱中安装好热量表温度传感器,在检定过程中,对热水密度值进行合理选用。
在对流量传感器的流量点所呈现出的误差及进行检测时,相关工作人员并没有对管道进行有效的保温,在这种情况下,使得经过流量传感器的水体的温度相比于热箱水体温度而言是比较低的。在实际计算时,如果并没有对密度值进行统一,就会造成最终结果存在较大的偏差。
表3配对温度传感器显示结果误差的计算结果
温差点 (K) | 供水温度 (C) | 回水温度 (C) | 模拟流量(L) | 标准热量值(kWh) | 被检表热量示值(kWh) | 示值误差 (%) | 平均误差 (%) | ||||
初始数值 | 最终数值 | 模拟流量 | 初始数值 | 最终数值 | 热量示值 | ||||||
3 | 47.044 | 43.937 | 0 | 247.42 | 247.42 | 0.8801 | 0 | 0.8823 | 0.8823 | 0.05 | -0.011 |
47.044 | 43.937 | 0 | 277.83 | 277.83 | 0.9887 | 0 | 0.9890 | 0.9890 | -0.07 | ||
15 | 62.001 | 47.046 | 0 | 178.63 | 178.63 | 3.0471 | 0 | 3.0449 | 3.0449 | -0.06 | -0.10 |
62.001 | 47.046 | 0 | 191.21 | 191.21 | 3.2622 | 0 | 3.2571 | 3.2571 | -0.15 | ||
60 | 92.166 | 32.263 | 0 | 147.23 | 147.23 | 9.8863 | 0 | 9.8979 | 9.8979 | 0.14 | 0.26 |
92.166 | 32.263 | 0 | 126.02 | 126.02 | 8.4511 | 0 | 8.4810 | 8.4810 | 0.38 |
第三,在对流量传感器标准体积进行计算的过程中,相关工作人员直接采用了电子秤显示的数值,并没有对其进行浮力修正,对计算结果产生一定的影响。
浮力修正系数的计算公式为:
C=ρi(ρb-ρa)
ρb(ρi-ρa)
在该公式中,C代表浮力修正系数;ρi表示检定工作中被检定液体的密度;ρa表示检定时气体密度。
第三,检定工作中,相关工作人员并没有按照要求将温度传感器放置在测温孔中,对计算结果造成严重影响。在水温不同的情况下,超声波的传播速度会发生明显的变化。
表4测量结果
流量点 (m3/h) | 流量传感器示值误差 | |
第一次测量结果 | 第二次测量结果 | |
6 | 0.03% | -8.76% |
0.6 | -0.38% | -9.12% |
0.12 | -1.58% | -8.30% |
对表4进行分析可知,温度传感器是否能够正确的放置于测温孔中,对检测结果会产生较大的影响,因此,在检定工作中,相关人员必须按要求放置好温度传感器,只有这样才能够保证结果更为准确,避免结果出现明显的误差。
4结语
综上所述,随着节能减排这一政策的全面实施,使得人们对热量表检定工作的重视明显提高,在检定的过程中,相关工作人员必须对检定方法、 检定仪器等进行合理选择,同时加强对误差的测量与把控,以此提高结果的准确性。
参考文献
[1]热能表检定规程:JJG225—2001[S].
[2]曾剑平.浅析影响超声热量表流量检定结果的因素[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2017(4):74-75.