淺析液壓油溫是如何對高溫液體渦輪流量計(jì)精度產(chǎn)生影響的
點(diǎn)擊次數(shù)：3374 發(fā)布時(shí)間：2021-01-13 17:48:41
1、高溫液體渦輪流量計(jì)(變送器)是一種精密液體流量測量儀表, 可以用來測量液壓系統(tǒng)的液壓油的瞬時(shí)流量或總流量。與其它類型的流量變送器相比較, 具有體積小、重量輕、安裝方便、價(jià)格低廉、便于攜帶等特點(diǎn), 比較適合用于液壓系統(tǒng)的不拆卸檢查。隨著液壓技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械上的廣泛應(yīng)用, 液壓元件的檢測越來越重要, 在檢測液壓油流量過程中, 液壓油溫度對高溫液體渦輪流量計(jì)的測量精度有一定的影響。為了提高高溫液體渦輪流量計(jì)測量精度, 必需通過相應(yīng)的試驗(yàn), 找出液壓油溫度影響測量精度的規(guī)律, 為液壓油流量的在線測量的計(jì)算機(jī)修正提供理論依據(jù)。液壓油溫對高溫液體渦輪流量計(jì)的測量精度有一定的影響。為了提高高溫液體渦輪流量計(jì)測量精度,通過相應(yīng)的試驗(yàn), 找出了液壓油溫度影響測量精度的規(guī)律, 為液壓油流量的在線測量的計(jì)算機(jī)修正提供理論依據(jù)。
2、高溫液體渦輪流量計(jì)的結(jié)構(gòu)和工作原理
高溫液體渦輪流量計(jì)的結(jié)構(gòu)簡圖如圖1 所示。它主要由殼體組件、葉輪組件、前后導(dǎo)向架組件、壓緊圈和帶放大器的磁電感應(yīng)轉(zhuǎn)換器所組成。當(dāng)液體( 如液壓油) 流過變送器時(shí), 變送器內(nèi)的葉輪借助于液體的動(dòng)能而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn), 葉輪即周期性地改變磁電感應(yīng)系統(tǒng)中的磁阻值, 使通過線圈的磁通量發(fā)生變化而產(chǎn)生脈沖電信號(hào), 經(jīng)放大器放大后, 送至二次儀表進(jìn)行顯示或累計(jì)。在測量范圍內(nèi), 葉輪的轉(zhuǎn)速可看成與流量成正比, 而信號(hào)脈沖數(shù)則與葉輪的轉(zhuǎn)速成正比, 所以當(dāng)測得頻率f 和某一時(shí)間內(nèi)的脈沖總數(shù)N 后, 分別除以儀表常數(shù)毛( H z/ )L,便可求得瞬時(shí)流量Q ( L / S ) 和總量V ( L ), 即:Q= f/ 互(L / s)。
3、實(shí)際流量檢測試驗(yàn)
選用上海自動(dòng)化儀表九廠生產(chǎn)的LW一15 型高溫液體渦輪流量計(jì)進(jìn)行試驗(yàn), 該變送器出廠時(shí), 是用常溫的水進(jìn)行標(biāo)定的, 流量范圍為0.6~4 擴(kuò)/ h , 平均儀表常數(shù)為4 70.90( H z / L ), 線性度為0.3 2%, 精度為0.5 級, 因所測介質(zhì)( 液壓油)與常溫的水性質(zhì)不同, 儀表常數(shù)應(yīng)加以修正, 或重新用實(shí)際所測的介質(zhì)標(biāo)定。試驗(yàn)在我校工程學(xué)院液壓試驗(yàn)室中的多功能液壓試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行, 將被試驗(yàn)的高溫液體渦輪流量計(jì)串聯(lián)安裝在測試油路中, 連接上數(shù)字式二次儀表進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表1。
4、試驗(yàn)數(shù)據(jù)修正及分析
因?yàn)橐陨显囼?yàn)是在液壓油流量變化的情況下測得, 如果要分析液壓油溫度對流量信號(hào)頻率的影響, 就必須將液壓油流量信號(hào)頻率修正到某一不變的流量下( 如52 .07L/ m i n 。流量信號(hào)頻率修正后, 如表2 所示。根據(jù)表2 對液壓油流量信號(hào)頻率的修正, 使用計(jì)算機(jī)繪制出液壓油溫度與液壓流量信號(hào)頻率之間的關(guān)系如圖2 中的曲線2 所示。
在PE NIT MU n 微機(jī)上使用高級圖形分析軟件GRAF T OOL 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理, 生成液壓油溫度與液壓流量信號(hào)頻率關(guān)系曲線2, 如圖2 所示, 并進(jìn)行多項(xiàng)式回歸分析, 根據(jù)*小二乘法, 生成了二次*佳擬合曲線l, 如圖所示。這種方法的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)就是殘差的平方和*小。因?yàn)闅埐畹钠椒綖檎龜?shù), 所以當(dāng)殘差的平方和*小時(shí)也能保證殘差*小。對于一系列數(shù)據(jù), *佳擬合曲線將盡可能近地通過所有點(diǎn)。完成回歸分析以后,GRAFTOOL 可以顯示平均值、方差、X 和Y 的標(biāo)準(zhǔn)方差、X和Y 的相關(guān)系數(shù), 以及回歸系數(shù)等統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù), 并將這些統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在數(shù)據(jù)文件中。這些統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)如下:回歸方程式: =Y AZXZ +A l x +A 。相關(guān)系數(shù)二0.9 5 5 7 0 6X 的平均值二42.5Y 的平均值二46.08X 的標(biāo)準(zhǔn)方差二1 2.2 4 7 4Y 的標(biāo)準(zhǔn)方差= 12.0 1 5 8X 的方差= 1 50Y 的方差= 1 4 4.3 7 9X 和Y 的協(xié)方差= 1 4 0.6 4 4回歸系數(shù): A。二3 8 5.7 2 4,A, 二3.0 1 6 4 7,AZ= 一0.0 2 4 4 5 7回歸方程: Y二一0.02 4 4 5 7X2 + 3.0 16 4 7X + 3 8 5.7 2 4
5、結(jié)論
液壓油溫對高溫液體渦輪流量計(jì)的測量精度有一定的影響。為了提高高溫液體渦輪流量計(jì)測量精度, 通過相應(yīng)高溫液體渦輪流量計(jì)的試驗(yàn), 找出了液壓油溫度影響高溫液體渦輪流量計(jì)流量信號(hào)頻率的規(guī)律, 通過計(jì)算機(jī)繪制出了液壓油溫度與高溫液體渦輪流量計(jì)信號(hào)頻率的變化關(guān)系曲線, 并使用高級圖形分析軟件GRAFT OOL 回歸出*佳擬合二次曲線方程, 為液壓油流量在線測量的計(jì)算機(jī)液壓油溫度修正, 提供了理論依據(jù)。
2、高溫液體渦輪流量計(jì)的結(jié)構(gòu)和工作原理
高溫液體渦輪流量計(jì)的結(jié)構(gòu)簡圖如圖1 所示。它主要由殼體組件、葉輪組件、前后導(dǎo)向架組件、壓緊圈和帶放大器的磁電感應(yīng)轉(zhuǎn)換器所組成。當(dāng)液體( 如液壓油) 流過變送器時(shí), 變送器內(nèi)的葉輪借助于液體的動(dòng)能而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn), 葉輪即周期性地改變磁電感應(yīng)系統(tǒng)中的磁阻值, 使通過線圈的磁通量發(fā)生變化而產(chǎn)生脈沖電信號(hào), 經(jīng)放大器放大后, 送至二次儀表進(jìn)行顯示或累計(jì)。在測量范圍內(nèi), 葉輪的轉(zhuǎn)速可看成與流量成正比, 而信號(hào)脈沖數(shù)則與葉輪的轉(zhuǎn)速成正比, 所以當(dāng)測得頻率f 和某一時(shí)間內(nèi)的脈沖總數(shù)N 后, 分別除以儀表常數(shù)毛( H z/ )L,便可求得瞬時(shí)流量Q ( L / S ) 和總量V ( L ), 即:Q= f/ 互(L / s)。
3、實(shí)際流量檢測試驗(yàn)
選用上海自動(dòng)化儀表九廠生產(chǎn)的LW一15 型高溫液體渦輪流量計(jì)進(jìn)行試驗(yàn), 該變送器出廠時(shí), 是用常溫的水進(jìn)行標(biāo)定的, 流量范圍為0.6~4 擴(kuò)/ h , 平均儀表常數(shù)為4 70.90( H z / L ), 線性度為0.3 2%, 精度為0.5 級, 因所測介質(zhì)( 液壓油)與常溫的水性質(zhì)不同, 儀表常數(shù)應(yīng)加以修正, 或重新用實(shí)際所測的介質(zhì)標(biāo)定。試驗(yàn)在我校工程學(xué)院液壓試驗(yàn)室中的多功能液壓試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行, 將被試驗(yàn)的高溫液體渦輪流量計(jì)串聯(lián)安裝在測試油路中, 連接上數(shù)字式二次儀表進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表1。
4、試驗(yàn)數(shù)據(jù)修正及分析
因?yàn)橐陨显囼?yàn)是在液壓油流量變化的情況下測得, 如果要分析液壓油溫度對流量信號(hào)頻率的影響, 就必須將液壓油流量信號(hào)頻率修正到某一不變的流量下( 如52 .07L/ m i n 。流量信號(hào)頻率修正后, 如表2 所示。根據(jù)表2 對液壓油流量信號(hào)頻率的修正, 使用計(jì)算機(jī)繪制出液壓油溫度與液壓流量信號(hào)頻率之間的關(guān)系如圖2 中的曲線2 所示。
在PE NIT MU n 微機(jī)上使用高級圖形分析軟件GRAF T OOL 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理, 生成液壓油溫度與液壓流量信號(hào)頻率關(guān)系曲線2, 如圖2 所示, 并進(jìn)行多項(xiàng)式回歸分析, 根據(jù)*小二乘法, 生成了二次*佳擬合曲線l, 如圖所示。這種方法的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)就是殘差的平方和*小。因?yàn)闅埐畹钠椒綖檎龜?shù), 所以當(dāng)殘差的平方和*小時(shí)也能保證殘差*小。對于一系列數(shù)據(jù), *佳擬合曲線將盡可能近地通過所有點(diǎn)。完成回歸分析以后,GRAFTOOL 可以顯示平均值、方差、X 和Y 的標(biāo)準(zhǔn)方差、X和Y 的相關(guān)系數(shù), 以及回歸系數(shù)等統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù), 并將這些統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在數(shù)據(jù)文件中。這些統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)如下:回歸方程式: =Y AZXZ +A l x +A 。相關(guān)系數(shù)二0.9 5 5 7 0 6X 的平均值二42.5Y 的平均值二46.08X 的標(biāo)準(zhǔn)方差二1 2.2 4 7 4Y 的標(biāo)準(zhǔn)方差= 12.0 1 5 8X 的方差= 1 50Y 的方差= 1 4 4.3 7 9X 和Y 的協(xié)方差= 1 4 0.6 4 4回歸系數(shù): A。二3 8 5.7 2 4,A, 二3.0 1 6 4 7,AZ= 一0.0 2 4 4 5 7回歸方程: Y二一0.02 4 4 5 7X2 + 3.0 16 4 7X + 3 8 5.7 2 4
5、結(jié)論
液壓油溫對高溫液體渦輪流量計(jì)的測量精度有一定的影響。為了提高高溫液體渦輪流量計(jì)測量精度, 通過相應(yīng)高溫液體渦輪流量計(jì)的試驗(yàn), 找出了液壓油溫度影響高溫液體渦輪流量計(jì)流量信號(hào)頻率的規(guī)律, 通過計(jì)算機(jī)繪制出了液壓油溫度與高溫液體渦輪流量計(jì)信號(hào)頻率的變化關(guān)系曲線, 并使用高級圖形分析軟件GRAFT OOL 回歸出*佳擬合二次曲線方程, 為液壓油流量在線測量的計(jì)算機(jī)液壓油溫度修正, 提供了理論依據(jù)。