[发明专利]一种大口径流量计在线校准的方法

权利要求书

1.一种大口径流量计在线校准的方法，其特征在于：该方法的具体步骤如下：

步骤一：标准流量计的选择

大口径流量计中，以电磁流量计的精度为最高，达0.2～0.5％，为满足精度校准的要求，采用精度为0.2％的涡轮流量计作为标准流量计实现对大口径流量计的在线校准；

步骤二：旁路管道的设计

画出总管道与旁路管道图，将涡轮流量计放置于旁路管道即支路的中间位置，Q₀表示A点与B点之间总管道的流量，L₀表示A点与B点之间总管道的长度，D₀表示总管道的管径，Q_x表示旁路管道的流量，L₁表示涡轮流量计上游管道的长度，L₃表示涡轮流量计下游管道的长度，D₁、D₃表示旁路管道的管径，D₂表示涡轮流量计的公称通径，L₂表示涡轮流量计的安装管道长度；

式(1)表示流体力学中总流能量方程，式中下标1、2代表断面A与B，z₁、z₂表示流体的位能，p₁、p₂表示断面A与B的压强，g表示重力加速度，一般取值9.8m/s²，ρ表示流体的密度，V₁、V₂表示流体在断面A与B处的平均流速，α₁、α₂表示动能修正系数，在流速分布均匀的情况下取值为0.1，h_w表示水头损失；由于各支路在分流点A与汇合点B之间的压强差是相同的，得式(2)即水头损失恒等；

z1+p1gρ+α1V122g=z2+p2gρ+α2V222g+hw---(1)]]>

h_f1+h_f2+h_f3＝h_f0                (2)

将公式谢齐系数和曼宁公式代入式(2)，其中λ为阻滞系数，n为粗糙系数，与管壁的凸起物、粗糙程度有关，假设旁路管道与总管道采用同一材料，则n值相同，得出总管道与旁路管道的流量、管径和流程三者之间的关系表达式(3)

L1Qx2D116/3+L2Qx2D216/3+L3Qx2D316/3=L0Q02D016/3---(3)]]>

设定L1=L3=aL2D1=D3=bD2,]]>式中a、b表示比例系数，代入式(3)，得出：

(2δ-2b16/3)a=1-δ---(4)]]>

其中若使旁路管道尺寸设计达到最小，即a和b的值最小，则应选取最大的δ值；

为求得旁路管道的几何尺寸，综合考虑以下几点：(1)根据现场实际测试环境的不同，选取相应型号的涡轮流量计，获得参数D₂的大小；(2)结合实际情况，a和b的值均应大于0；(3)涡轮流量计在安装使用时，要求上、下游侧应分别有与传感器相同公称通径的长度不少于20DN和5DN的直管段；

将以上三个条件代入公式(4)中，即得出旁路管道的几何尺寸；

步骤三：标准表的安装

在确定涡轮流量计型号和旁路管道的尺寸后，将涡轮流量计安装至旁路管道内，安装过程中应保证流量计轴线应与管道轴线同心，流向一致，且确保管道内壁光滑清洁，无明显的凹痕、积垢和起皮缺陷，当流体中含有杂质时，应加装过滤器，保证涡轮流量计在使用过程中的测量精度；

步骤四：方法性能评估

在通过理论建模与仿真分析相结合的基础上，初步建立旁路管道流量和总管流量间的函数关系，然后进行大量的实测工作，作好各项参数的统计和记录，通过实际测试的结果修正理论建立的模型，以确保该测试方法精度要求和实现对大口径流量计的在线校准。