一 前(qián)言
傳統(tong) 渦輪流(liu)量計隻(zhī)能用來(lai)測量低(di)粘度的(de)液體流(liú)量，如水(shui)、汽油等(deng)。渦輪流(liú)量計制(zhì)造廠一(yī)般也規(gui)定被測(ce)液體粘(zhan)度不得(dé)大于5MPaS，否(fǒu)則将産(chan)生嚴重(zhòng)誤差。如(rú)何用傳(chuan)統渦輪(lun)流量傳(chuan)感器準(zhun)确測量(liang)液體粘(zhān)度大于(yu)5MPaS的液體(tǐ)流量，如(rú)原油、機(jī)械油等(děng)的流量(liàng)，則會引(yin)起我們(men)廣泛的(de)重視。
本(běn)研究采(cai)用LW型傳(chuán)統渦輪(lun)流量傳(chuán)感器作(zuo)爲研究(jiū)對象，對(duì)其進行(háng)了廣泛(fàn)的理論(lùn)和實驗(yan)研究，得(dé)到了這(zhe)種流量(liang)傳感器(qì)的介質(zhì)粘度補(bǔ)償模型(xing)，與此同(tóng)時，我們(men)還研制(zhì)了具有(you)粘度自(zì)動補償(cháng)功能的(de)渦輪流(liu)量計積(jī)算顯示(shi)儀表，這(zhè)樣傳統(tong)渦輪流(liú)量傳感(gǎn)器，運用(yòng)相應粘(zhān)度補償(chang)模型，并(bing)配以本(běn)積算顯(xiǎn)示儀表(biǎo)，就可以(yǐ)實現對(dui)粘性液(yè)體的流(liú)量測量(liang)。
三(san) 正交多(duo)項式粘(zhān)度補償(cháng)模型
由(you)渦輪流(liú)量計的(de)通用粘(zhān)度曲線(xiàn)模型知(zhi)，儀表常(cháng)數僅取(qǔ)次于 f/v, 即(ji)
因此，我(wo)們将試(shì)驗數據(jù)在單對(dui)數坐标(biao)紙上，以(yi)f/v作爲橫(heng)坐标，重(zhòng)新作圖(tu)，如圖3所(suǒ)示。結果(guǒ)發現，原(yuán)來分散(sàn)的幾條(tiao)粘度曲(qu)線合成(chéng)一條曲(qu)線，這就(jiù)是通用(yòng)粘度曲(qǔ)線。
我們(men)采用任(ren)意步長(zhǎng)的正交(jiao)曲線拟(nǐ)合方法(fǎ)，将試驗(yan)數據重(zhong)新按f/L方(fāng)式整理(lǐ)，然後進(jìn)行正交(jiao)多項式(shì)拟合
式(shi)中 公式(shi) 均爲系(xì)數，計算(suàn)方法參(can)閱文獻(xian)（5）
經計算(suan)表明，對(dui)圖3所示(shì)通用粘(zhan)度曲線(xian)可以進(jin)行分段(duan)拟合，經(jing)分段正(zheng)交曲線(xiàn)拟合的(de)曲線如(rú)圖4、圖5所(suo)示。由圖(tú)可見，當(dāng)f/L>30 (約Re>5000 )時，Ф曲(qǔ)線接近(jin)水平直(zhi)線，即這(zhe)時儀表(biǎo)數爲 “常(cháng)數”。圖4、圖(tu)5曲線的(de)公式表(biǎo)達爲
以(yǐ)上就是(shì)試驗渦(wō)輪流量(liàng)計的粘(zhan)度補償(cháng)模型。式(shì)中 δ 反映(ying)了模型(xing)計算的(de)儀表常(cháng)數偏離(li)實際儀(yí)表常數(shù)的相對(dui)誤差。模(mó)型中，當(dang)f/L<30時，模型(xing)計算的(de)儀表常(cháng)數偏離(lí)實際值(zhi)zui大值爲(wei)2.03%，故該段(duan)曲線的(de)拟合精(jing)度爲±2.5%，而(ér)當f/L≥30時，模(mó)型計算(suàn)值偏離(li)實際值(zhí)zui大值爲(wèi)0.96%，故若儀(yi)表在此(cǐ)區間工(gong)作，其精(jīng)度可達(dá)±1%。
四 在線(xiàn)粘度補(bu)償
爲了(le)能使渦(wō)輪流量(liàng)計實現(xiàn)在線自(zì)動粘度(dù)補償測(ce)量，我們(men)同時還(hai)研制了(le)粘度補(bu)償式渦(wo)輪流量(liang)計流量(liang)計算顯(xiǎn)示儀表(biǎo)(以下簡(jian)稱儀表(biao))儀表在(zai)實時測(ce)量前，隻(zhi)要輸入(ru)流體的(de)粘度v（單(dān)位爲mm2/S）即(ji)可進入(rù)測量狀(zhuàng)态。模型(xíng)中的系(xì)數bj已固(gù)化在儀(yí)表中，儀(yi)表是一(yī)台以單(dān)片微機(ji)8031爲核心(xin)的流量(liàng)積算顯(xian)示儀表(biao)。儀表的(de)工作原(yuan)理框圖(tú)如圖6所(suo)示。
儀表(biǎo)主要技(jì)術指标(biāo)如下；
（1） 适(shi)用傳感(gan)口徑 6～ 50（mm）
（2） 粘(zhan)度補償(cháng)範圍 1～ 100 （mPaS）
（3） 補(bu)償精度(dù) ±1%。 ±2.5% （含傳感(gan)器誤差(cha)）
（4） 瞬時流(liu)量顯示(shì) 6 位十進(jìn)制數 （m3/h ）
（5） 累(lèi)積流量(liang)顯示 8 位(wèi)十進整(zheng)數， 7 位十(shi)進小數(shù)（m3）
（6） 模拟輸(shu)出 4～ 20 （mA）
爲考(kǎo)核儀表(biǎo)的環境(jìng)适應能(neng)力，我們(men)轉對儀(yi)表 中的(de)微處理(lǐ)器震蕩(dang)頻率進(jin)行測試(shì)，内容包(bāo)括；（1）芯片(pian)電源電(dian)壓波動(dòng)對頻率(lǜ)的影響(xiǎng)；（2）環境溫(wēn)度變化(huà)對頻率(lǜ)的影響(xiǎng)；（3）時間對(dui)頻率的(de)影響，測(cè)試時，将(jiāng)8031芯片及(jí)6MHz晶振等(deng)單元電(dian)路置于(yu)超級恒(heng)溫水浴(yù)中，外接(jiē)一穩壓(yā)電源，數(shu)字電壓(ya)表，頻率(lǜ)計進行(hang)測試，測(cè)試結果(guo)表明，電(diàn)壓漂移(yí)影響zui小(xiǎo)。溫度影(yǐng)響zui大。取(qǔ)置信度(dù)爲99.0%。三者(zhě)的相對(dui)極限誤(wù)差分别(bié)爲 δv=1.30×10-6% （電壓(yā)波動爲(wèi)5±0.5V ）；δ=3.55×10-6% （連續測(cè)試時間(jiān)爲1小時(shi)）；δ=1.59×10-5%（溫度波(bō)動爲20～45℃），
儀(yi)表每隔(gé)2秒對來(lái)自傳感(gǎn)器的電(diàn)脈沖進(jin)行處理(lǐ)。即按數(shù)學模型(xíng)編程運(yùn)算，取四(si)字級浮(fú)點運算(suàn)，經測試(shì)，運算誤(wù)差不大(dà)于5×10-5%。
前置(zhi)處理電(diàn)路在正(zheng)常輸入(ru)信号頻(pin)率範圍(wéi)内，不會(huì)增加總(zǒng)體測量(liang)誤差，因(yīn)此，即使(shǐ)在zui壞工(gōng)作條件(jian)下，zui大相(xiàng)對誤差(chà)由以上(shàng)三項誤(wu)差及軟(ruǎn)件運算(suan)誤差δc合(he)成而得(dé)，即
由此(cǐ)可見，所(suǒ)研制的(de)粘度補(bu)償式渦(wo)輪流量(liàng)計 流量(liang)計算顯(xian)示儀表(biao)的整體(tǐ)精度優(yōu)于10-6。
86-020-85628533
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