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JJG 165-2005 钟罩式气体流量标准装置检定规程.pdf-全文阅读 下载-投稿赚钱网 23页
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中华人民共和国国家计量检定规程
JJG 165- 2005
钟罩式气体流量标准装置
StandardBellPorversofGasFlow
国家 质 量 监 督 检 验 检 疫 总 局 发布
JJG 165-2005
钟罩式气体流量标准装置
、 . 弓 乙 0 . 0 . 乙 JJG 165-2005沪 .
。 夕 ， -
代替JJG 165-1989
Verification Regulation of
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Standard Bell Porvers of Gas Flow
本规程经国家质量监督检验检疫总局于日批准，并自
日起施行。
归 口 单 位:全国流量容量计量技术委员会
主要起草单位:中国计量科学研究院
参加起草单位:国家水大流量计量站
浙江省质量技术监督检测研究院
北京市计量测试所
丹东市计量仪器设备厂
河南省计量科学研究院
湖北省计量测试技术研究院
本规程委托全国流量容量计量技术委员会负责解释
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JJG 165- 2005
本规程主要起草人 :
(中国计量科学研究院)
参加起草人:
(国家水大流量计量站)
(浙江省质量技术监督检测研究院)
(北京市计量测试所)
(丹东市计量仪器设备厂)
(河南省计量科学研究院)
(湖北省计量测试技术研究院)
JJG 165-2005
1范围··························································································……(1)
2概述········································-·················································……(1)
2.1装置用途··································。··············································……(1)
2.2结构型式·················································································……(1)
2.3工作原理·······································································
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标 准 号： JB/T
替代情况：
发布单位： 中华人民共和国工业和信息化部起草单位： 中国计量科学研究院等
发布日期： 实施日期：
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更新日期： 日
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本标准规定了钟罩式气体流量标准装置的术语和定义、计量单位、结构、材料和工作原理、通用技术要求、工作条件、计量性能要求、试验方法、检验规则及标志、包装、运输与贮存等要求。
本标准适用于标准装置的生产制造、检验、安装和使用。
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&& 京公网安备钟罩式气体流量标准装置结构和理论基础；1．钟罩装置的结构原理；钟罩式气体流量标准装置的结构如图2.1所示，它主；滑轮Ts导轮标尺钟罩平衡锤液槽补偿机构Ps调节阀；图2.1钟罩式气体流量标准装置结构；Fig.2.1Structureofthebel；钟罩式气体流量标准装置是以经过标定的钟罩有效容积；为了保证在一次校验中，气体以恒定的流量排出钟罩，；证了钟罩内工
钟罩式气体流量标准装置结构和理论基础 1．钟罩装置的结构原理 钟罩式气体流量标准装置的结构如图2.1所示，它主要由钟罩、液槽、平衡锤和补偿机构组成。按钟罩升降的传动方式，钟罩装置可分成机械传动式和气动式，一般大钟罩采用气动式；按液槽内是否有干槽，钟罩装置可分成湿式和干式两种[1]。 滑轮Ts导轮标尺钟罩平衡锤液槽补偿机构Ps调节阀TmPm被检流量计试验管鼓风机 图2.1 钟罩式气体流量标准装置结构 Fig.2.1 Structure of the bell prover gas calibration facility 钟罩式气体流量标准装置是以经过标定的钟罩有效容积为标准容积的计量仪器，当钟罩下降时，钟罩内的气体经过试验管道排往被检表，以钟罩排出的气体标准体积来校验流量仪表。 为了保证在一次校验中，气体以恒定的流量排出钟罩，钟罩内应该有一个恒定的压力源，它是利用钟罩的重量超过平衡锤质量的常数而产生的（所以也叫钟罩余压），并利用补偿机构使得余压不随钟罩浸入液槽中的深度而改变，从而保证了钟罩内工作压力的恒定。所以，钟罩式气体流量标准装置本身就是一个恒压源并能给出标准容积的装置。当需要不同的工作压力时，可通过增减平衡锤的砝码来实现，平衡锤的砝码加得越多，钟罩内的工作压力就越低。 补偿机构是为了补偿钟罩内压力受密封液浮力影响的机构，目前常见的有链条式补偿机构、杠杆式补偿机构和象限式补偿机构等几种，国内钟罩装置主要用象限式补偿机构。 2．钟罩装置检定系统的理论基础 钟罩装置检定系统的气体参数有[5]： Vz――钟罩内部排出气体体积，单位L。Vz是钟罩排出气体的标准体积，通过光电编码器测得钟罩下降距离，后经过计算可得到Vz。 Tz――钟罩内部气体温度，单位K。Tz?tz?273.15，tz为温度传感器测得的摄氏温度。 Pz――钟罩内部气体压力，单位Pa。Pz?pz?Pa，pz为压力传感器测得的压力，Pa为标准大气压，Pa?101325Pa，要使钟罩装置测量更加精确，还应该测量环境的大气压力。 Zz――钟罩内部气体压缩系数，Zz通过公式计算得出。 被检涡街流量计处的气体参数有： Vm――流经被检表的气体体积，单位L。Vm通过计算得出。 Tm――被检表处的气体温度，单位K。Tm?tm?273.15，tm为温度传感器测得的摄氏温度。 Pm――被检表处气体压力，单位Pa。Pm?pm?Pa，Pm为压力传感器测得的压力，Pa为标准大气压，Pa=101325Pa。要使钟罩装置测量更加精确，还应该测量环境的大气压力。 Zm――被检表处气体压缩系数。Zm通过公式计算得出。 钟罩内部排出的标准气体体积为Vz，但气体流经被检流量表时的气体体积不等于Vz，这是由于钟罩内部和被检流量表处的温度（Tz、Tm）与压力（Pz、Pm）不同，如果认为流经被检流量表的气体体积是Vz则会产生误差，所以需要进行温压补偿。 温压补偿的原理：因为钟罩内部排出的气体体积与流经被检流量表处的气体体积质量相等，由实际气体状态方程 PV?nTZR
(2.1) 式中 P――气体压力；
V――气体体积；
n――气体摩尔数，可以理解为气体质量；
T――气体温度；
Z――气体压缩系数，可以计算得出；
R――气体常数，为固定值。 根据气体状态方程，能够得出 PzVzPmVm ?TzZzTmZm
(2.2) 经过简单的计算，进而得出 Vm?VzPzTmZm
(2.3) 由此可知，要想得到流经被检涡街流量计处的气体气体Vm，需要测量的量有Vz、Pz、Tz、Pz、Tm，分别由光电编码器、温度、压力传感器测量；需要计算的量有钟罩内部气体压缩系数Zz、被检表处气体压缩系数Zm，将在下面具体说明。 压缩系数Z是临界常数、工作压力和温度的函数，一般气体符合相应状态定理，从而为计算工作状态下的压缩系数提供了条件。 确定气体工作状态下的压缩系数有不同的方法，可用查表法，也可利用计算法。在计算机技术和软件技术广泛应用的今天，用计算法更有实用价值。特别是压缩系数在0.95～1.0之间的一般气体，采用迭代法求解雷德利克-孔(Redlich-Kwong)方程式[1]。 无论是查表法，还是计算法，都要根据气体的工作压力和工作温度，按照相应状态原理计算出气体的对比压力和对比温度。 Pr?P/Pc Tr?T/Tc 式中 Pr――气体的对比压力；
(2.4) (2.5) Pc――气体的临界压力，单位MPa； P――气体的工作压力，单位MPa； Tr――气体的对比温度； Pc――气体的临界温度，单位K； T――气体的工作温度，单位K。 下面介绍采用雷德利克-孔方程求解气体压缩系数Z的方法。根据气体的对比压力和对比温度计算压缩系数Z，可把方法整理为： ABA2BZ?1?A??
(2.6) 式中，A?0.0867Pr/Tr，B?4.934/(Tr1.5)，式(2.6)是非线性的，需要利用迭代法求解，这里用牛顿法求解方程的零根是最简单的，这是一种方便的逐次逼近法。 压缩系数Z的二次迭代的估价值可写为： Z1?Z0?(F/F0')
(2.7) 式中，Z0为初始估价值，一般初始估计值设为Z0=1。 ABA2B F0?1?A?Z0??2A?ZAZ0?Z0A2B(2Z0?A)ABF???1
222(A?Z0)(Z0?AZ0)'0
(2.9) 把式(2.8)和(2.9)计算结果和Z0?1代入式(2.7)，就可获得二次估计值Z1。当气体压缩系数在0.9～1范围内时，用式(2.7)算出的压缩系数Z值的精度可达到0.2%。 如果二次估计值Z1就是所求的零根，则F1等于零，表明迭代收敛；如果不等于零，可以再次迭代。由此，可写出牛顿法求取压缩系数的通用公式为式(2.10) Zn?1?Zn?(Fn/Fn') 式中，n为迭代次数。
(2.10) 用牛顿法求解零根，收敛速度最快，经三次迭代便可收敛。为保证一定的计算精度，满足式(2.11)时，就可认为迭代收敛。 |(Zn?1?Zn)|?? 式中，?为预选设定的迭代精度。
(2.11) 在钟罩式气体流量标准装置中采用空气作为标定气体，通过查阅气体性质表可得知空气的临界温度为132.42K，临界压力为3.766MPa，在测定钟罩内的温度、压力和被检表前的温度、压力后，根据计算压缩系数的牛顿迭代算法便可得到钟罩内气体和被检表前气体的压缩系数。
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　4.钟罩式标准装置钟罩式气体流量标准装置是检定气体流量传递标准和气体流量仪表的主要 设备之一,在国内外已大量使用。这种装置的工作压力一般小于 10000Pa,最大 ... 　膜式燃气表技术比武理论试题_教学研究_教育专区。一、填空题(每空 2 分) 1、...压力修正值的绝对值不超过 10、钟罩式气体流量标准装置是由 源和试验管道组成... 　钟罩式气体流量标准装置 1 用途: 空气、水蒸气及氯化氰三元混合气体专用流量计校准。 2 数量: 50L:一套 ; 3 技术参数要求: 3.1 准确度等级:0.2 级 满足 ... 　二、计量标准的工作原理及其组成 工作原理: 该装置是一个具有恒压源(并给出标准容积)的气体流量标准装置。 采用力平衡原理, 利用钟罩重量超过平衡锤重量的常数。... 　组成:1、钟罩式气体流量标准装置; 2、被检流量计实验管线; 3、控制系统。 1 三、计量标准器及主要配套设备不确定度 或准确度等 级或最大允 许误差 计量标准... 　《钟罩式气体流量标准装置... 3页 免费如要投诉违规内容,请到百度文库投诉中心;如要提出功能问题或意见建议,请点击此处进行反馈。 ... 　检定钟罩式气体流量标准装置应进行修正的探讨_机械/仪表_工程科技_专业资料。检定钟罩式气体流量标准装置应进行修正的探讨检定钟罩标准容积有动态容积法、静态容积法... 　喷嘴为标准表的气体流量标准装置的设计、组成、控制...气;瑞典 Lund 技术院建立了一种钟罩和秤量装置相...则从理论上可导出临界压力比 的计算公式: (4-1)...流量标准装置的类型
《一》钟罩式气体流量标准装置
&&&&&& 气体和液体虽然都是流体，但是在物理性质上却有很大的不同。气体有很多种类，如空气、天然气煤气、氧气等。由于其性质所致，气体是可压缩、可膨胀、可扩散的，受密度、压力、温度、组分等参数的影响很大。因此，气体流量标准装置的研究和建立要比液体流量标准装置更加复杂并具有一定难度。随着国内现代化发展，天然气作为一种优质能源已逐渐成为人们生存的物质资料。所以其他流量计计量已经不仅是对单一参数的计量，如天然气就属于多参数、多组分，具有复杂气质的气体，且测量准确度受多种因素的影响。为了将天然气流量计计量准确度控制在法定的、供需双方均能接受的、技术经济都合理的范围内，需要建立起完善且有效的量值传递和溯源系统，用以保证天然气流量量值的准确和统一。因此，目前国内外研究了各式各样的气体或实气（如天然气）的流量标准装置。下面就介绍国内外最普遍、最典型的气体流量标准装置。&&&&&&&&&&&1、钟罩式气体流量标准装置&&&&&&&&& 钟罩式气体流量标准装置（以下简称&钟罩式装置&）是一种经典的气体流量装置，其压力不是太高，流量不是太大，但使用简便，所以在国内外用的最多、最普遍。该装置是以气体为介质，对气体流量计进行检定、校准的标准装置。&&&&&&&&&1 ）结构组成&&&&&&&&&&& 钟罩式一个倒置在液槽内的容器 ，顶部封闭、底部开口。液槽内放有水或不易挥发的有作为密封液体，此时可动的钟罩和固定的液槽形成一个容积可变的密封空腔。钟罩是装置上有一根导气管，一端通到钟罩的内部，穿过液槽底部和封闭液体：另一端与试验管道相连接。试验管道上装有阀门和被检的流量计。为了使钟罩垂直上升和下降而不晃动，钟罩的两侧装有滑轮，两边的立柱上装有导轨，滑轮沿导轨上下滚动。为了调节钟罩内的压力，在钟罩顶部细一根柔绳，柔绳经过定滑轮，与配重物相连，配重物的重量是可调的。钟罩在上升和 下降过程中，由于浸没与液体中的深度在变化，是液体 对钟罩的浮力产生变化。为了使钟罩在上升和下降过程中始终保持内压不变，用压力补偿机构来补偿浮力的变化。钟罩上装有标尺，标尺上有上档板和下挡板，钟罩两挡板之间的容积式预先检定好的，在液槽上装有广电发信器，光电发信器与计时器和被检流量计的脉冲计数器相连，控制计时和计数。鼓风机作为气源，用于向钟罩内充气式钟罩上升。液位计用于指示液槽内的液位。温度计与压力机分别测量钟罩内核被检流量计处的温度和压力。&&&&& 2）工作原理&&&&&& 首先打开钟罩是装置的进气阀门，启动气源，空气通过导气管进入钟罩，使钟罩上升，当下挡板高处光电发信器一定高度时，关闭阀门，稳定一段时间后，带钟罩内空气温度稳定后，开始检定。&&&&&&&& 由于钟罩本身的重力超过施于钟罩上的其他几个力（如液体的浮力、配重物的重力、补偿机构的拉力、、、0之和，并且由于补偿机构的补偿，使钟罩内气体产生一个不变的表压力(也称钟罩的内压力，即与大气压力之差），于是钟罩内的空气通过导气管、被检流量计流到大气。由于压力补偿机构的补偿，用调节阀将气流调到所需流量，使钟罩匀速下降。当下挡板经过光电发信器遮住光时，光电发信器发出信号，启动计时器和被检流量计的脉冲计数器。钟罩继续下降，当上挡板经过光电发信器遮住光时，光电发信器再次发出信号，停止计时器计时和脉冲计数器显示的脉冲数。&&&&&&&& 通过被检流量计排出的气体体积即可计算出流量。&&&&&&&& 3）钟罩式装置排气方式&&&&&&&&& 钟罩式装置按气流方向可分为排气式和进气式两种形式。排气式装置由于本身的限制使其流过被检流量计的压力很低，并且气体的湿度对流量计有影响。进气式装置可提高被检流量计的压力，但流量不会增大。&&&&&&&&& 目前，国内普遍使用的气体钟罩装置，其扩展不确定度为0.2%（k=2）。最大的气体钟罩装置，容积为10m³，压力为1Kpa，最大流量可达2000m³/h，装置扩展不确定度为0.1%（k=2）&
（本文来源：江苏金湖大华自动化仪表有限公司&&>>
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LJQ系列钟罩式气体流量标准装置
产品编号编号：SN01494
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产品介绍/技术参数
钟罩式气体流量标准装置是以经过标定的钟罩有效容积为标准容积的计量仪器，该装置具有压力稳定、流量稳定、重复性好、易于溯源、操作方便等特点，可实现对低压损流量计的校准，因此各国均将钟罩作为低压气体小流量装置的国家基准。
检测时以钟罩内有效容积作为标准体积，当钟罩下降时，钟罩内气体通过连接管路流经被检表。在钟罩下降的同时，通过与传动齿轮相连接的光电编码器（高精 度钟罩用光栅尺），将钟罩下降的高度转换成脉冲信号，经控制系统将脉冲信号转换成钟罩体积，通过比较该钟罩体积与被检表指示的体积，就可以得到被检表的基 本误差。
装置可实时接收电流、电压、脉冲等各种信号，也可采用动态图像处理器或光电采样器对被检表自动采样，实现动态计量。
●&系统自动控制钟罩升降、钟罩进出气、系统检漏、流量阀开关等功能，提高检测效率；
●&通过光电编码转换技术，自动计量钟罩体积，避免了人工读数误差，提高了系统准确度；
●&系统可实时接收电流、电压、脉冲等各种信号，也可采用动态图像处理器或光电采样器对被检表自动采样，实现动态计量；
●&表号输入方式：采用Symbol激光条码扫描仪，对气表出厂编号自动扫描输入（也可用键盘输入）；
●&计算机控制软件：整个系统在检测测试软件控制下实现全自动检测。测试软件界面清晰美观、操作简便等特点，试验数据和分析数据结果可以和Excel软件直接动态连接，可以方便的快速完成试验报告，具有数据存盘、证书打印、分析统计等功能；
● 所有气动元件均采用台湾亚德客及日本SMC品牌，传感器均采用国际知名品牌。
装置扩展不确定度：
0.5%，0.2%（K=2）
流量范围：
视标准器规格而定；
工作压力：
&1kPa（可调）；
被检表类型：
工业膜式燃气表、工业气体流量计、浮子流量计、音速喷嘴、湿式气体流量计等
被检表数量：
由工位数决定
被检表采样方式：
电流、电压、脉冲信号直接接收，动态图像采集或光电传感器采集
夹表方式：
气动夹表或液压升降车
压力补偿：
温度补偿：
装置功率：
0.5～2.5KW
通讯方式：
控制系统：
联想电脑、HP激光打印机
准确度等级
流量范围（m3/h）
钟罩尺寸及重量(kg)
毛重：400kg（含密封液）
毛重：350kg（含密封液）
毛重：1100kg（含密封液）
毛重：&850&kg（含密封液）
毛重：&&&&kg（含密封液）
毛重：1400kg（含密封液）
毛重：&&&kg（含密封液）
毛重：1850kg（含密封液）
毛重：&&&kg（含密封液）
毛重：1850kg（含密封液）