金属管浮子流量计非线性问题的实验研究

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金属管浮子流量计非线性问题的实验研究

发布时间：2023-02-08 08:55:00

1.实验装置
实验装置如图4所示，采用称重法对金属管浮子流量计进行标定.实验过程如下所述:

实验中所需流体介质来自高位稳压水塔,流体经过进水阀1进入过滤罐2,3为标准表，可以监视管道中的流量值,电动调节阀4起选通作用,从平衡罐5流出的流体进入金属管浮子流量计8,再经过流量调节阀10从喷嘴11不断向量器13中注入，当量器13中注满流体以后换向器12自动换向,使得从喷嘴11流过来的流体不再进入量器13,而是进入量器13右侧的回水槽,此时电子秤15可以称出量器13中流体的重量，通过计算机17中的程序显示结果可以看到流量值，之后打开放水阀14放水，当量器13中的水全部都放完时,电子秤15清零,换向器12又自动换向到量器13-侧,使得流体不断的注入,准备下一次实验.
2.实验数据
实验过程中选取10个流量点进行实验,单行程每点重复测量3次,正反行程各5次.对每个实验点处的样本取平均(30次平均值).实验数据如表4,表5和表6所示，其中标准流量是实验过程中利用称重法得到的流量,即流过金属浮子流量计的流量,浮子高度是浮子在锥管中的垂直位置.同样数据表中的第三列是利用公式(3)计算出来的非线性误差.

3.实验数据分析
如图5所示为根据实验过程中所得到的标准流量和浮子高度之间的对应关系曲线及相应的利用最小二乘法得到的拟合直线.

下面对行程分别是45mm、50mm,55mm的浮子流量计的非线性误差值作一下比较.从表4、表5，表6中的非线性误差数据可以看出，在实验过程中流量和浮子高度之间也并不是简单的一对应的线性关系,二者之间存在严重的非线性，这也进一步证明了在进行流量计算时不能利用公式(2)对流量和高度之间的关系进行线性化处理,而应该利用公式(1)进行计算.
当浮子行程是45mm(锥半角φ=21°06')时:最大非线性误差γmax=12.43%，平均非线性误差γ=6.71%.
当浮子行程是50mm(锥半角中=18°16')时:最大非线性误差γmax=11.45%,平均非线性误差γ=5.08%.
当浮子行程是55mm(锥半角φ=15°15')时:最大非线性误差γmx=5.66%,平均非线性误差V=3.28%.
对比.上述两组最大非线性误差和平均非线性误差的数值可以看出，当浮子行程为45mm、50mm,55mm，相应的锥半角为φ=21°06'φ=18°16'φ=15°15'时浮子流量计非线性误差的最大值和平均值也都有了很明显的减小，其中金属管浮子流量计的线性度即最大非线性误差分别为γmax=12.43%γmax=11.45%γmax=5.66%,仪表的线性度得到了很好的.改善.

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