[发明专利]一种差压式流量计的数字化标定及优化方法

说明书

一种差压式流量计的数字化标定，用CFD方法求解差压式流量计在实际工况下的流场，进而计算差压、仪表系数、差压灵敏度和仪表系数不确定度，包括以下内容：1）求解基本流场；2）求解标定点流场；3）求解标定点压差；4）计算标定点的仪表系数；5）计算平均仪表系数；6）计算标定点的线性误差；7）确定仪表系数不确定度；8）计算差压灵敏度；9）编制标定数据表。与现有的技术相比，本发明的有益效果是：本发明对几何特性、介质类型及参数和流动规律与状态都是数字化描述，因此具有低成本、便捷、科学有效的特点，解决实流标定难以解决或不能解决的差压式流量计的工况标定和优化问题。

技术领域

本发明涉及流量的测量技术领域，特别涉及一种差压式流量计的数字化标定及优化方法。

背景技术

1、流量测量的基本概念

流体是一种没有固定形态能够自由流动的物质，因为自然界中只有液体和气体能够流动，所以把液体和气体统称为流体；又因为流体都有外廓(渠道和管道)，属于外廓内的一种物质有时又称为介质。流体可分为不可压缩和可压缩流体，密度不随压力变化的流体称不可压缩流体，相反称可压缩流体。不可压缩流体包含温度、压力不高的水、油和各种液态化工原料等，可压缩流体又分为理想和非理想气体，理想气体是无粘性流体，其密度可由理想气态方程导出。但真正的理想气体并不存在，不过因为温度、压力相对其临界温度、压力较低的气体可近似为理想气体，其密度可用理想气态方程导出，这些气体包含常压空气和各种化工气体等。非理想气体是不满足理想气态方程需要特殊计算密度的气体，包含饱和蒸汽、过热蒸汽和各种湿气体、多组分气体及高温、高压气体等。

流量测量，除了要面对各种介质外，还要面对流动状态、体积状态、流量范围、管道和安装条件与环境等约束。介质条件是指被测介质是否可压缩和单相等情况，流动状态是指流动是否满管、脉动和雷诺数是否满足要求，体积状态是指流体的温度、压力参数如何，流量范围是指流量从小到大的变化情况，管道条件是指测量管道的形状、规格、圆度、粗糙度和铺设情况，安装条件是指流量计安装是否同心、管道口径与流量计口径匹配度和直管段是否满足要求。环境条件是指管道外流量计工作附近的温度、湿度、霉菌、盐雾和电磁场等情况。因此流量测量，涉及五花八门的气体、液体和蒸汽，涉及从几毫米到几米的圆形、方形和各种不规矩管道，更有千变万化的工作温度、压力、安装状况和流动状态与流量范围，在温度、压力、成份、液位5大工业参数测量中属于难度最大也是问题最多的一项技术。

2、流量测量技术

流量测量技术可以慨括为产品和标定两个方面。产品，是安装到管道上获取流量值的设备，是实现流量测量的手段。标定，是安装到标准流量装置上或通过理论方法确定可测参数与流量关系的过程，是产品检验的必要环节。

产品技术包括质量和体积流量计与流量补偿技术，体积流量计只能直接测量体积流量，由于流量测量的目的是质量流量，而质量是体积与密度的乘积，所以对体积流量计还需密度补偿，就是通过温度、压力测量计算密度，以获得质量流量，它是决定体积流量计测量成败的重要因素，对可压缩流体更为关键。质量流量计是不需要密度补偿直接测量质量流量的流量计。目前只有科里奥利和热式质量流量计，其余全属体积流量计。