基于计算机的金属管浮子流量计检定实验研究

宋 文

计算机的出现为人们的生活以及工作带来很大便利，同时在一定程度上促进我国的进步与更好发展。其中流量的精确测量，对于国民经济发展以及国防建设工作而言有着直接影响。所以，在基于计算机金属管浮子流量计检定实验工作的展开势在必行。通过实验工作的展开，可以在最大程度上促使流量机能够将自身的作用与价值充分发挥，保证流量的精确性与精准度，从而为我国科研工作的展开打下良好基础。怎样展开有效的实验工作，是人们目前面临的一个重要问题。所以，文章将针对基于计算机的金属管浮子流量计检定实验相应内容进行阐述。

1 基于计算机的金属管浮子流量计检定实验开展必要性

从目前我国的发展过程中不难看出，流量的精确测量，对于我国科研事业的发展以及国民经济的发展会产生直接影响，在提升产品质量，提高生产效率当中发挥着不可替代的作用。在如今社会经济发展背景下，对于更好完成流量测量工作中的流量计，有着更高的要求。所以，需要加强开展基于计算机的金属管浮子流量计检定实验工作，通过实验工作的展开，可以明确金属管浮子流量计性能与功能，使其能够在测量工作中，将自身的优势发挥，这样才能在最大程度上保证测量工作的顺利展开，同时使得流量测量结果得到保障[1]。所以，针对金属管浮子流量计检定实验工作的展开，需要加大投入力度，保证相关工作人员可以意识到自身工作重要性。端正工作态度，在实验工作的开展过程中，发挥自身的专业能力与综合素质。

2 计算机控制系统构成与水流量标准装置

2.1 水流量标准装置

水流量标准装置由不同的部分组成，比如，标准表组、平衡罐、进水总阀、喷嘴、调节阀组、上下支撑板、放水阀以及排污阀等。实际的工作过程是：将水池当中存在的水，利用水泵将其打入到水塔当中。在实验过程中，水塔需要始终保持在溢流状态中，这样才能使得系统压头保持不变。等到水流稳定之后，将截止阀打开，水将会通过不同部分流入到实验管路当中，在流入的这一过程，包括标准表、被检流量计、夹表器以及调节阀等。

2.2 计算机控制系统构成

在水流量标准装置的计算机控制系统中由不同的部分组成，比如，高位水塔、计算机、金属管浮子流量计等，整体水流量标准装置的计算机控制系统如图1。通过对整个计算机控制系统的分析与研究可以明确，计算机通过数字量采集卡7505，能够实现对电磁阀不同信号的控制，比如，开/关信号控制、换向器开/关信号控制以及底阀开/关信号的控制等。在对标准表的脉冲信号进行计算过程中，需要利用7606 采集卡。电子秤读数信号想要实现通 讯，需要利用RS232 串行通讯结构与计算机进行连接，这样才能达到良好的通讯效果。利用软件编程，可以实现对测试结果的线性拟合以及数据处理。在这一过程中，高位水塔能够起到良好的稳定水头效果，使得整个实验过程中的流量能够处于稳定的状态中。将标准表与被检表串联在实验管路当中，通过流体流动连续性原理可以明确，在定常流动情况下，流过标准表与被检表的流量是相同的[2]。电子秤在经过标准砝码的校对后，其精确度是标准表精确度的三倍。所以，在对标准表进行检定过程中，可以使用称重法，接着使用标准表对校表展开相应的检定工作。采用称重法对仪表进行检定，具备良好的塑源性。但是，往往工作效率无法提升，所以，在实际的金属管浮子流量计检定实验过程中，会使用标准表展开相应实验工作。为使得标准表的性能得到保障，要定期进行标准表检定。这样可以及时发现标准表中存在的问题，从而进行及时调整，避免因为标准表问题，对整个实验过程与实验结果造成影响。

图1 计算机控制系统

3 基于计算机的金属管浮子流量计检定实验分析

浮子流量传感器又被人们称为转子流量传感器，在本文实验中使用到的被检定浮子流量计属于金属管浮子流量计。在金属管浮子流量计的检定实验过程中，流量检测技术实验是其中的重要组成部分，同时也是控制系统设计的关键[3]。金属管浮子流量计将计算机技术融入到其中，能够将传统凸轮机械结构摒弃，从而展开相应的流量计算工作。流量信号通过转换器、传感器，在数字液晶中进行显示，通过键盘设置相应的压力工况参数以及温度工况参数等，具备一定的智能化特点与工作可靠性特点。流量传感器可以将非电量的流量信号，转变成为电量信号感应装置，在这一过程中，金属管转子流量计输出的信号属于压力信号。

3.1 实验原理

金属管浮子流量计的管体主要由两部分构成，分别是锥管与浮子。当流体从下网上流入到锥管当中时，会遭到浮子的节流。当流体作用在浮子动压力、浮力以及重力达到平衡后，浮子将会稳定的漂浮在锥管中的某个位置上。锥管中浮子的位置，与流体流过锥管流量的大小相对应，浮子的位置高度，需要经过角度仪传感器进行检测，同时将其转化成为电压信号。所以，其中的某一个流量点Q 会与一个电压值相对应，具体实验工作的展开，需要严格按照相应的实验要求，在各个流量点下正反行程，需要展开三次实验工作。其平均值可以作为输出电压，用V0表示。根据实验数据可以拟合出关系式Q～V0，接着需要再次展开流量检定实验工作，对拟合公式的拟合精度进行检验。

3.2 金属管浮子流量计性能测试

在浮子流量计流量允许范围内，选择六个或者七个流量点，这几个流量点做最好保证分布均匀，并且经过标准涡轮流量计读取[4]。当调节阀门满足相应要求的流量值点Q，瞬时流量需要保证在m3/h，将会测出流量点Q 所对应的浮子输出电压V，在对电压进行读取时，可以从浮子液晶显示器上进行。在对正行程进行测量期间，需要通过从小流量到大流量的测量方式，反之，在对反行程进行测量时，需要从大流量往小流量的测量方式。正行程与反行程的测量，要各进行三次。当完成全部测量后，将会形成相应的测量数据，这时计算机将会自动将各个流量点的电压平均值进行计算。

3.3 拟合曲线Q～V0

结合相应检定测试数据可以得知，要结合窗口按下拟合按键，计算机将会自动完善拟合三次曲线，采取最小二乘法方式。实质内容是，如果拟合n 次曲线，那么n+1 个待定系数需要通过简答n+1 元一次线性方程组的方式，对于结果的获得，要使用高斯消除法。这样可以求得浮子电压—流量特性曲线图，并拟合出相应的公式。

3.4 金属管浮子流量计检定

在对金属管浮子流量计进行检定过程中，需要在此选定五个或者六个流量点展开相应的检定工作。将不同流量点的浮子流量计输出的电压，带入到拟合公式中，这样通过浮子的流量将会得到精准计算。根据相关标准可以了解到，涡轮流量主要是指标准表的流量，拟合曲线流量主要是指浮子电压带入三次拟合曲线公式后，所得到的浮子流量计流量[5]。将标准表测得的流量Q0以及浮子流量计流量Q 带入到公式中（计算满意度误差公式：E=（Q-Q0）/Qmax），可以得出满意度误差E。

4 结束语

综上所述，金属管浮子流量计检定实验工作的展开，对保证测量精确度而言具有重要作用。因此，针对金属管浮子流量计检定实验工作需要相关工作人员能够给予更多的关注与重视，加大投入力度，这样才能在最大程度上保证各项实验工作的有序进行，对于实验中涉及到的工作环节以及工作内容，需要工作人员能够谨慎对待，这样才能将金属管浮子流量计情况进行明确，促使金属管浮子流量计能够在相应工作中充分发挥自身价值。