熱量儀表的校驗

一 概述
在熱量測量技術(shù)發(fā)展*，熱量校驗技術(shù)與設(shè)備和熱量儀表兩大主題是研究的中心。它們好比車子的兩輪，鳥的雙翼，不可分離，密切相關(guān)，共同前進。目前阻礙測量技術(shù)前進的恐怕是熱量校驗技術(shù)與設(shè)備的滯后，它有主客觀的原因。主觀方面是人們重視還不夠，措施不夠得力；客觀方面是要建設(shè)校驗設(shè)備需耗費巨大的人力物力，亦非一時之功。
熱量儀表校驗的目的是確定實際使用時儀表的特性，但是一般校驗又只能在特定條件下（即參考條件亦稱參比條件）校驗，這就出現(xiàn)以下幾個問題：1）校驗介質(zhì)物理性質(zhì)（物性）對儀表特性的影響；2）流體流動特性對儀表特性的影響；3）熱量量值的溯源性和*性。只有解決了這幾個問題才能使實驗室校驗得到的儀表特性轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)場的儀表特性。

二 校驗的目的和方法

（一）校驗的目的
（1）儀表開發(fā)研制的試驗
儀表開發(fā)研制一般要經(jīng)過若干階段，從模型、樣機到正式產(chǎn)品。這時試驗的目的是找出儀表特性的數(shù)學(xué)模型，確定儀表的靜態(tài)特性和動態(tài)特性，確定需要采用的測量器具和測量方法。這些都要進行試驗和探索，它為制訂產(chǎn)品的技術(shù)文件打下基礎(chǔ)，這些試驗可稱為計量研究。
（2）儀表產(chǎn)品出廠及使用中的校驗
儀表產(chǎn)品出廠及使用中的校驗，無論校驗設(shè)備或校驗方法都在技術(shù)文件（標(biāo)準(zhǔn)或檢定規(guī)程）中詳細規(guī)定了，這種校驗可稱為標(biāo)準(zhǔn)化測量。一般校驗項目于主要特性等少數(shù)項目，如準(zhǔn)確度、重復(fù)性及壓力損失等。
（二）熱量校驗的方法
熱量校驗的方法由直接測量流量和溫差測量組成。
（1）本裝置采用直接測量流量法
直接測量法就是將被測量與同種類的標(biāo)準(zhǔn)量進行比較的測量方法。儀表在流量校驗裝置（亦稱流量標(biāo)準(zhǔn)裝置）上進行校驗，裝置上有流量標(biāo)準(zhǔn)（標(biāo)準(zhǔn)量）可以進行比較。目前大多數(shù)流量計都是用這種方法進行檢驗，如容積式、電磁式、渦輪式、渦街式、超聲、質(zhì)量流量計等。這種方法亦稱實流校驗，濕式校驗等。
（2）溫差檢驗方法
本裝置采用雙溫區(qū)恒溫水浴槽及標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻，對溫度傳感器Pt1000或Pt500進行檢驗。

熱量表檢定裝置特點如下：


三 熱量校驗裝置

校驗裝置的功用

一臺熱量表從開始研制到投入使用需要確定儀表特性等許多情況，這些大都要靠試驗來求得。校驗裝置應(yīng)滿足這些試驗要求。影響流量計特性大致有三個方面：1）儀表本身參數(shù)，包括幾何尺寸，機械和電氣特性等；2）流體流動特性，如管道內(nèi)流速分布、流動旋渦、湍流度、脈動情況等；3）流體性質(zhì)和工作狀態(tài)，包括熱力學(xué)性質(zhì)（溫度、壓力、密度等），介質(zhì)
性質(zhì)（粘度、表面張力等）及其他物理性質(zhì)（聲、光、電學(xué)性質(zhì)）。為了滿足*方面特性的試驗，需要各種機械、電氣測試設(shè)備及儀器。
如介質(zhì)熱力學(xué)性質(zhì)（密度、壓縮系數(shù)）及等熵指數(shù)對熱量的特性有很大影響，采用水（H2O）作為試驗介質(zhì)，便于變化所需要的特性范圍。因為水（H2O）在中等壓力、常溫條件下壓縮系數(shù)及等熵指數(shù)的變化，與現(xiàn)實供熱工藝*，技術(shù)經(jīng)濟性好。
流體流動特性的影響與儀表工作原理有關(guān)，管道內(nèi)流速分布畸變與旋轉(zhuǎn)流對同一臺熱量表可能起相反的作用，而不同熱量表對流速分布畸變與旋轉(zhuǎn)流的反應(yīng)亦不一樣。因此建立特定流動特性的試驗裝置是迫切需要的。
熱量校驗裝置的功用大致有：1）進行熱量表特性試驗，研究熱量表在實驗室條件下和現(xiàn)場條件下靜態(tài)和動態(tài)特性，確定熱量表準(zhǔn)確度、測量范圍、適應(yīng)的工作狀態(tài)、穩(wěn)定性、可靠性及使用期限等技術(shù)指標(biāo)，使熱量表可定型生產(chǎn)，它是熱量表生產(chǎn)的主要檢驗設(shè)備；2）對熱量表在現(xiàn)場使用中由于介質(zhì)性質(zhì)及流動特性不同而引起的特性變化進行研究，找出修正方法；3）作為熱量單位量值統(tǒng)一與傳遞的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，它稱為熱量單位量值復(fù)制系統(tǒng)，使各部門的熱量量值保持準(zhǔn)確和*。
校驗裝置的類型
校驗裝置的種類繁多，至今沒有*的分類原則，熱量表檢驗裝置的核心是熱水流量的校驗。
熱水流量校驗裝置如下圖所示。它代表不可壓縮流體（液體），是發(fā)展歷史悠久，設(shè)計及工藝*的一種流量校驗裝置，是用于復(fù)制流量單位量值的標(biāo)準(zhǔn)裝置。裝置各部分都進行過深入的理論分析和實驗研究，積累了很豐富的技術(shù)資料。世界各國皆建有高一級精確度的水流量標(biāo)準(zhǔn)裝置用于統(tǒng)一和傳遞本國的流量量值。

標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）頒布ISO 4185（1980）《封閉管道中液體流量測量——稱量法》，ISO 8316（1987）《封閉管道中液體流量測量——容積法》和ISO 9368—1（1990）《封閉管道中液體流量測量——稱量法裝置校驗程序：*部分靜態(tài)稱量法》。標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容包括裝置工作原理、各主要組成部分、試驗方法程序、不確定度的評定方法等，它是液體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的總結(jié)。
我國亦頒布有水流量標(biāo)準(zhǔn)裝置檢定規(guī)程：JJG 164—86《靜態(tài)容積法水流量標(biāo)準(zhǔn)裝置檢定規(guī)程》、JJG 217—89《動態(tài)液體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置試行檢定規(guī)程》、JJG 585—89《高壓水表檢定規(guī)程》和JJG 686—90《熱水表試行檢定規(guī)程》等。水流量校驗裝置在日常生活活動中占有主要的地位，液體流量計出廠校驗就在這種裝置上進行。
關(guān)于熱量表校驗裝置歐洲制定了EN1431標(biāo)準(zhǔn)，我國也出版了CJ128—2007 《熱量表》標(biāo)準(zhǔn)和JJG225—2001檢驗規(guī)程。