一种应用于真实介质的涡轮流量计校准参数获取方法技术

本发明专利技术涉及一种涡轮流量计校准方法，具体涉及一种应用于真实介质的涡轮流量计校准参数获取方法。解决了现有用于真实介质环境下的涡轮流量计校准方法存在偏差，难以获得准确的涡轮流量计校准参数指标，导致涡轮流量计测量数据不准确的技术问题。本发明专利技术一种应用于真实介质的涡轮流量计校准方法包括以下步骤：步骤1)获取液氧容器的体积流量值；步骤2)按照动态容积法原理建立校准系统；步骤3)确定放液试验的校准流量点；步骤4)进行预放液试验，以及所有校准流量点的放液校准试验，并记录保存所有有效校准数据；步骤5)数据处理与计算，得到涡轮流量计的各校准参数指标。轮流量计的各校准参数指标。轮流量计的各校准参数指标。

【技术实现步骤摘要】
一种应用于真实介质的涡轮流量计校准参数获取方法


[0001]本专利技术涉及一种涡轮流量计校准方法，具体涉及一种应用于真实介质的涡轮流量计校准参数获取方法。

技术介绍

[0002]为获得液氧煤油发动机性能指标，需要通过地面试验获得流量、压力、推力等众多参数。其中，流量参数是一项必须准确测量的关键参数，它与发动机的比冲、混合比等性能参数密切相关，因此，通过校准试验，获得涡轮流量计性能参数指标，是确保液氧煤油发动机试验流量参数测量准确、正确的必要环节。
[0003]为了更符合实际应用场景，通常使用液氧煤油真实介质进行涡轮流量计的校准，采用真实介质可消除安装环境、校验介质差异对流量测量的不利影响。现有技术中，用于真实介质环境下的涡轮流量计校准方法主要存在以下不足之处：1)需要获得实际应用环境中流过涡轮流量计的真实介质密度，但受环境温度、容器压力等多方面影响，实际应用环境中的真实介质密度无法精确获得，取标准值将会导致校准结果误差较大，为了减小误差，也有人通过测量液氧温度间接获取真实介质密度，但该方法同样存在一定的校准偏差，使涡轮流量计测量不准确；2)容器容积修正偏差较大，导致校准效果差，难以获得准确的涡轮流量计性能参数指标。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是解决现有用于真实介质环境下的涡轮流量计校准方法存在偏差，难以获得准确的涡轮流量计性能参数指标，导致涡轮流量计测量数据不准确的技术问题，而提供一种应用于真实介质的涡轮流量计校准方法。
[0005]本专利技术的技术解决方案是：
>[0006]一种应用于真实介质的涡轮流量计校准参数获取方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：
[0007]步骤1)通过激光标定获取液氧容器的标准容积；
[0008]步骤2)按照动态容积法原理建立校准系统，保证涡轮流量计的安装状态、介质状态和测量状态与发动机试车状态完全一致；
[0009]步骤3)确定放液试验的校准流量点；
[0010]根据发动机试验额定段流量设计值以及降工况段流量设计值确定多个放液试验的校准流量点；
[0011]步骤4)首先进行预放液试验，然后完成步骤3)中确定的所有校准流量点的放液校准试验，并记录保存所有有效校准数据；
[0012]每个校准流量点的单次校准时间对应液位计的有效高度≥500mm；
[0013]步骤5)数据处理与计算
[0014]步骤5.1)容积修正
[0015]根据容积修正公式计算得到低温状态下的容积V：
[0016][0017]V为低温状态下的容积，m3；
[0018]V
20
为容量表所示20℃时常压下的容积，容器标定提供数据，m3；
[0019]t为介质平均温度，℃；
[0020]α1为容器材料的线性膨胀系数；
[0021]α2为液位计材料的线膨胀系数；
[0022]R为容器的半径(取内径的1/2)，m；
[0023]E为容器材料的弹性模量(
‑
183℃)，MPa；
[0024]δ为容器圆柱段壁厚，m；
[0025]P0为容器的增压压力，Mpa；
[0026]H为分节式电容液位计的分节高度，m；
[0027]步骤5.2)根据步骤5.1)所得低温状态下的容积V，采用动态容积法，分别计算各校准流量点容器流出的介质体积流量，计算公式为：
[0028](Q
Vr
)
ij
＝(Q
Vg
)
ij
[0029](Q
Vr
)
ij
为各校准流量点容器流出的介质体积流量，L/s；
[0030](Q
Vg
)
ij
为各校准流量点涡轮流量计处的介质体积流量，L/s；
[0031]i＝1，2，
…
，m，m为校准点数，m≥4；
[0032]j＝1，2，
…
，n，n为每个校准点的校准次数，n≥3；
[0033]步骤5.3)分别计算得到涡轮流量计原位校准参数截距a和斜率b，计算公式如下：
[0034][0035][0036]f
ij
为各校准点涡轮流量计输出频率的平均值，Hz；
[0037]为全部校准点涡轮流量计输出频率的平均值，Hz；
[0038]为涡轮流量计处全部校准点介质体积流量的平均值，L/s。
[0039]进一步地，还包括：
[0040]步骤5.4)通过以下公式计算得到涡轮流量计原位校准示值误差L；
[0041]L＝[Δ(Q
Vg
)
ij
]max
[0042]Δ(Q
Vg
)
ij
为各个校准流量点的涡轮流量计处介质体积流量相对误差。
[0043]进一步地，还包括：
[0044]步骤5.5)通过以下公式计算得到涡轮流量计原位校准参数重复性E；
[0045]E＝(E
i
)max
[0046]其中，E
i
的计算公式为：
[0047][0048]为第i校准流量点涡轮流量计处的介质体积流量相对误差平均值。
[0049]进一步地，还包括：
[0050]步骤5.6)通过以下公式计算得到涡轮流量计原位校准散布百分数S
Q
；
[0051][0052]进一步地，还包括：
[0053]步骤5.7)通过以下公式计算得到涡轮流量计周期稳定性s；
[0054][0055]a0为前一校准周期涡轮流量计截距，L/s；
[0056]b0为前一校准周期涡轮流量计斜率，L/s
·
Hz；
[0057]f0为校准前一次试车额定流量下涡轮流量计输出频率值，Hz。
[0058]进一步地，步骤2)中，所述校准系统包括已加注介质的容器(1)、设置在容器(1)内的分节式电容液位计(2)、数据测量系统(4)、设置在管路上的涡轮流量计(3)和回收装置(7)，以及分别与数据测量系统(4)、容器压力闭环调节单元(5)和回收装置(7)电连接的控制系统(6)；
[0059]所述数据测量系统(4)用于涡轮流量计(3)数据的采集、管路中介质温度的采集，以及容器(1)内介质的体积流量、容器压力、介质温度的采集；
[0060]所述容器压力闭环调节单元(5)用于调节所述容器压力。
[0061]进一步地，步骤3)中，校准流量点分别为：额定流量点q0、80％q0、90％q0、以及110％q0流量点；
[0062]步骤4)具体为：
[0063]步骤4.1)进行至少一次最低工况流量点预放液试验，若得到的试验数据满足预放液试验要求，则进行步骤4.2)，若不满足要求，则重新进行预放液试验；
[0064]步骤4.2)按流量从低到高依次进行步骤3)中多个校准流量本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用于真实介质的涡轮流量计校准参数获取方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1)通过激光标定获取液氧容器的标准容积；步骤2)按照动态容积法原理建立校准系统，保证涡轮流量计的安装状态、介质状态和测量状态与发动机试车状态完全一致；步骤3)确定放液试验的校准流量点；根据发动机试验额定段流量设计值以及降工况段流量设计值确定多个放液试验的校准流量点；步骤4)首先进行预放液试验，然后完成步骤3)中确定的所有校准流量点的放液校准试验，并记录保存所有有效校准数据；每个校准流量点的单次校准时间对应液位计的有效高度≥500mm；步骤5)数据处理与计算步骤5.1)容积修正根据容积修正公式计算得到低温状态下的容积V：V为低温状态下的容积，m3；V
20
为容量表所示20℃时常压下的容积，容器标定提供数据，m3；t为介质平均温度，℃；α1为容器材料的线性膨胀系数；α2为液位计材料的线膨胀系数；R为容器的半径(取内径的1/2)，m；E为容器材料的弹性模量(
‑
183℃)，MPa；δ为容器圆柱段壁厚，m；P0为容器的增压压力，Mpa；H为分节式电容液位计的分节高度，m；步骤5.2)根据步骤5.1)所得低温状态下的容积V，采用动态容积法，分别计算各校准流量点容器流出的介质体积流量，计算公式为：(Q
Vr
)
ij
＝(Q
Vg
)
ij
(Q
Vr
)
ij
为各校准流量点容器流出的介质体积流量，L/s；(Q
Vg
)
ij
为各校准流量点涡轮流量计处的介质体积流量，L/s；i＝1，2，
…
，m，m为校准点数，m≥4；j＝1，2，
…
，n，n为每个校准点的校准次数，n≥3；步骤5.3)分别计算得到涡轮流量计原位校准参数截距a和斜率b，计算公式如下：
f
ij
为各校准点涡轮流量计输出频率的平均值，Hz；为全部校准点涡轮流量计输出频率的平均值，Hz；为涡轮流量计处全部校准点介质体积流量的平均值，L/s。2.根据权利要求1所述的一种应用于真实介质的涡轮流量计校准参数获取方法，其特征在于，还包括：步骤5.4)通过以下公式计算得到涡轮流量计原位校准示值误差L；L＝[Δ(Q
Vg
)
ij
]
max
Δ(Q
Vg
)
ij
为各个校准流量点的涡轮流量计处介质体积流量相对误差。3.根据权利要求1或2所述的一种应用于真实介质的涡轮流量计校准参数获取方法，其特征在于，还包括：步骤5.5)通过以下公式计算得到涡轮流量计原位校准参数重复性E；E＝(E
i
)max其中，E
i
的计算公式为：的计算公式为：为第i校准流量点涡轮流量计处的介质体积流量相对误差平均值。4.根据权利要求3所述的一种应用于真实介质的涡轮流量计校准参数获取方法，其特征在于，还包括：步骤5.6)通过以下公式计算得到涡轮流量计原位校准散布百分数S
Q
；5.根据权利要求4所述的一种应用于真实介质的涡轮流量计校准参数获取方法，其特征在于，还包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：王浩，牛雪瑞，乔江晖，赵政社，田瑞锋，王文龙，张增利，贾海涛，沈诚皓，
申请(专利权)人：西安航天动力试验技术研究所，
类型：发明
国别省市：