音速噴嘴氣體流量標定系統

一、設計依據

　　根據貴公司提出的技術要求，具體指標如下：

1、裝置能力：

　　流量能力：1～6000 m3/h(由16個噴嘴組成，可升級至10000 Nm3/h)

? 口徑能力：DN15 ～ DN300

2、信號接口

　　頻率脈沖信號

　　4 ～ 20mA電流輸入、輸出

3、裝置不確定流量其流出系數的不確定度≦0.2%。

4、管道排列方式

　　并列排放

5、裝置標準依據
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6、裝置其他指標

? 壓力變送器精度：0.075%

? 溫度變送器精度：±0.2℃

? 濕度變送器精度：1%

? 流量范圍：1～6000 m3/h

? 檢測介質：空氣

? 使用環境：大氣壓力：86 ～ 106 kPa

? 相對濕度：40% ～ 80%

? 供電電源：AC 380 50Hz AC 220 50Hz

? 最大功率：140 KW

? 裝置材質：主體材質304

二、裝置設計原理概述

　　本裝置是根據需要標定的最大及最小流量范圍由多個文丘里噴嘴組成標準流量裝置，軟件智能組合。當實驗氣體經被檢表進入容器后音速噴嘴的出口壓力之比為一定值時，噴嘴喉部的雷諾數一定，則氣流通過噴嘴候部的流速恒定，此時即為臨界流狀態。根據連續性原理，此時通過被檢表的氣體質量流量，一定等于通過噴嘴處氣體的流量。選擇不同的噴嘴組合，就可以標定不同的流量值。然后通過環境條件檢測如溫度、壓力、濕度，由微機采集數據，通過修正算出標準的流量值，獲得檢定結果。

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可以參考下圖所示：
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三、裝置組成和分述

1. 泵房部分：
　　羅茨風機負壓機組：
　　該羅茨風機具有結構合理、體積小、效率高、噪音低、運行平穩、使用壽命長、維修簡便等特點。
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共計三臺（兩臺大的容量為2500m3/h 功率55KW；一臺小的容量為1400 m3/h 功率30KW），總裝機容量6400 m3/h。在標定DN50以下口徑流量計時只開1400m3/h的小風機即可能；標定DN80～DN125口徑的流量計時只開一個2500m3/h的風機即可；當需要大流量標定時同時開啟兩臺2500m3/h的風機。同時兩臺2500m3/h的風機可以互備互用，當一臺出現故障時可以互備使用。
　　壓縮機
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泵房內設計空氣壓縮機，系統設計約60 m3/h的空氣壓縮機，配置穩壓緩沖罐，以保證系統中氣動夾表器、氣動閥門動力保證，包括空氣壓縮機，連接管線，快速接頭、氣動軟管、開關控制閥門等
　　智能弱電控制柜
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裝置設計電總功率150KW，動力配電采用變頻器啟動方式，工作時風機的選擇采用電腦控制和人工選擇控制兩種，保證系統穩定運行，裝置配有真空緩沖罐和壓縮氣體緩沖罐
　　緩沖罐
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2.標定室部分

基本管路部分

　　基本管路采用304不銹鋼材質，以確保氣體的潔凈和裝置的耐用。檢定基本管包括：DN15、DN20、DN25、DN32、DN40、DN50、DN65、DN80、DN100、DN125、DN150、DN200、DN250、DN300口徑，以上口徑均可在系統所配置的四條管路上進行安裝檢定。四條檢定管路分別是：DN50、DN100、DN200、DN300。每條檢定管路中均安裝有夾表器、升降工作臺、可調移動支架、前后直管段（前直管段20D ，后直管段6D）以及變徑管段和直管段。

文丘里速噴嘴

　　0.5m3/h、1m3/h、2m3/h、4m3/h、8m3/h、16m3/h、32m3/h、64m3/h、128m3/h、256m3/h、512m3/h、1024m3/h、1024m3/h、1024m3/h、1024m3/h、1024m3/h設計16個圓環式臨界流文丘里噴嘴、滯止容器、計量段連接組件、控制閥門、背壓容器等，并配有溫度變送器和壓力變送器。

氣動夾表器

　　同時配有升降臺提高了儀表的裝卸效率。

其他參數

根據JJG198-94《速度式流量計檢定規程》，被檢表的溫度檢測位置在被檢表下游5D管徑處；被檢表前壓力（被檢表上游10D）、滯止容器壓力、匯流管壓力的測量采用差壓變送器測量的方法，輸出4～20mA電流信號，精度 0.075% （進口傳感器）

3.自動檢定控制系統

控制系統構成

　　裝置以上位機（PC機）和下位機（自主研發專用高精度控制板16A/D轉換模塊）為核心完成系統控制和檢定任務。其主要是完成流程控制設備的開關量、信號采集、數據處理、打印儀表檢定數據（或檢定報告）等功能。

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上下位機數據交換

　　上下位機之間通過網線連接，下位機通過模擬量、開關量和脈沖模塊對現場各設備數據進行控制和采集功能。

　　系統控制功能

　　變頻器的啟停；

　　變頻器頻率控制；

　　設備中所有氣動閥（包括噴嘴開關閥門）的開關控制；

數據采集功能

　　對溫度、壓力和濕度的4 ～ 20mA電流信號數據采集；

　　對被檢流量計4 ～ 20mA電流信號、脈沖信號/頻率信號的數據采集；

數據處理功能

　　按照國家檢定規程進行檢定數據處理和結果判定；

　　系統可以對各種被檢流量計、溫度變送器、壓力變送器數據進行計算和噴嘴組合設置；

　　檢定時間靈活設置；

　　系統可顯示在流量檢定過程中的流量調節過程；

　　系統可將每臺儀表檢定數據存入數據庫，用戶可隨時進行數據查詢、打印，檢定結束后可打印檢定記錄報表和規定格式的證書。

4.系統主要特點

　　系統為負壓標定，利用常壓下的潔凈空氣，氣源穩定，投資??；

　　系統選用臨界流文丘里噴嘴復現氣體標準流量，每一個噴嘴均由國家計量檢定部門檢定，臨界流文丘里噴嘴具有結構簡單，性能可靠，準確度高，無可動部件，維護方便，檢定周期長（五年）等特點，是國際標準推薦使用的型式，成為近年來國內外普遍使用的氣體流量標準儀表，由于臨界流文丘里噴嘴以上特點，大大提高了裝置的整體可靠性和量值溯源性。

　　系統采用多個噴嘴并聯組合，每個噴嘴相當于高精度的氣體流量給定器，利用流量的疊加，滿足對不同流量范圍的被檢表進行標定，準確度高，重復性好，節能效果明顯。

　　本系統可預留被檢表接口，方便升級和更大流量范圍使用。

　　本系統所配置的壓力變送器和溫度變送器，分別測量噴嘴處和被檢表前后的氣流壓力和溫度以及噴嘴背壓。

一、設備價格單位：萬元