摘要:在實際應用(yong)中，燃油流量計 常(cháng)會工作于非穩定(dìng)流量狀态下，此時(shí)流量計的計🈲量💁性(xìng)能可⭐能會發生變(biàn)化。利用燃油動态(tai)流量标準裝置，對(duì)科裏奧利質量流(liu)量計和容積式刮(gua)闆流量計分别進(jìn)行非🔞穩态流量試(shi)驗，分析了非穩态(tai)流量📱環境對這兩(liǎng)種流量計測量結(jié)果的影響🐅，并給出(chū)了使用和校準建(jian)議。
0引言
　　目前，實驗(yan)室均是在穩态流(liu)量條件下，對 流量(liàng)計 進行檢定或校(xiao)準試驗，即通過流(liu)量标準裝置提供(gòng)穩定的☀️标💜準流量(liàng)，将流量計的示值(zhí)與标準流量值㊙️進(jìn)行比較，計算誤差(chà)，從而評價流量計(jì)的計量性能，例如(rú): 渦輪流量計 檢定(dìng)規程要求在特定(ding)流量點下進行試(shì)驗，并且要求“在檢(jian)定🤟過程中，每調整(zhěng)一個流量點，都應(ying)待壓力、溫度、流量(liang)穩定後方可進行(hang)檢定”山。然而實際(jì)工況中的流量往(wang)往是非穩态的，例(lì)如飛機在起飛、爬(pá)升、俯沖、巡航、加力(lì)、滑翔、降落等飛行(hang)狀态時，發動機的(de)🈲耗油速率、耗🏃‍♀️油量(liàng)均會發生急劇變(biàn)化，燃油管道内㊙️會(hui)産生流場變🏒化和(he)壓力變化，因此有(you)必要對流量計非(fēi)穩态下的計量性(xìng)能進行研究。
　　近年(nian)來，國内學者針對(duì)渦輪流量計和科(ke)裏奧利質量流量(liang)💋進行了動态響應(yīng)的理論分析和仿(pang)真口2-3，但相關試驗(yàn)相對較少。利用👌燃(ran)油動态流量标準(zhun)裝置，對科裏奧利(lì)質量流量計和容(róng)積式刮闆流量計(ji)分别進行非穩态(tài)流量🔞試驗。
1流量計(ji)原理及數學模型(xing)
1.1科裏奧利質量流(liu)量計
　　科裏奧利質(zhi)量流量計基于科(ke)裏奧利力效應，直(zhí)接.測量流體的質(zhi)量流量，簡稱科氏(shi)質量流量計(CoriolisMassFlowmeter,CMF)。該流(liu)量計😍内部設計有(you)振動的測量管，流(liú)體在測量管中的(de)流動相當于直線(xian)運動，而測量管的(de)振動會産生一個(gè)角速👌度，由于振動(dòng)是受到外加電磁(cí)場驅動的，有着固(gu)定的👨‍❤️‍👨頻率，因此，流(liú)🌈體在管道中受到(dao)的科裏奧利力僅(jin)與其💚質量和運動(dong)速度有關，而質量(liang)和運動速度及流(liú)速的乘積就🔴是需(xū)要測⭐量的質量流(liu)量⚽，因此通過測量(liàng)流體在管道中受(shou)到的科裏奧利力(li)，便可以測量其質(zhì)量流量。其數學模(mo)型爲

　　當流體流過(guo)振動的測量管時(shi)，在測量管中産生(shēng)的科裏奧⭐利力會(hui)引起振動管發生(shēng)微小變形，從而産(chan)生進🐆口和出口的(de)相位差，如圖1所示(shì)。當流量爲零時，即(jí)流體停滞不流動(dòng)時，入口A和出口B處(chu)的相位差爲零。當(dang)有流體流過時，測(cè)量管入口A處振動(dòng)減速，出口B處振動(dòng)加速，當質量流量(liàng)增加時，相位差也(ye)增加，通過入口和(hé)出口的電磁式相(xiang)位傳感器，即可測(ce)量管子的振動相(xiang)位。科🈲裏奧利質量(liàng)流量計的K系數就(jiù)是質量流量與相(xiàng)位差😍的特征數。

1.2容(róng)積式流量計
　　容積(jī)流量計是一種利(lì)用定容積器件連(lián)續測量流體‼️總量(liàng)的儀表，亦稱爲正(zheng)排量流量計(PositiveDisplace-mentFlowmeter，PDF)[4]。選用(yong)的容積👈式刮闆流(liú)量計🈲的結📧構如圖(tú)2所示，其結構由柱(zhu)形計量腔體、一個(gè)阻塞轉子📱(Blockingrotor)和兩個(gè)移動轉子(Displace-mentrotors)構成。在(zai)轉子轉動的一個(ge)周期内的任何位(wèi)置，計量腔體、阻塞(sāi)🐅轉子以及至少一(yi)個位移🏃‍♂️轉子之間(jiān)始終保持着連續(xù)的密封。

　　當流體通(tong)過流量計時，會推(tui)動計量腔内部的(de)轉子轉動☂️，轉動中(zhōng)的轉子将流體分(fen)割，流體的流動與(yu)轉子的轉動同時(shi)進行🔴。當流❌體進入(rù)計量腔時，流體不(bu)斷的被分割和測(ce)量，與此同時前部(bu)的📧流體通過流量(liàng)計并進入下遊管(guan)道。由于計😘量腔的(de)容積是已知的，且(qiě)阻塞轉子的每一(yī)次旋轉中通過流(liu)量計的體💁積量都(dou)是相🐪同的，通過測(ce)量轉🐉子的轉數，即(ji)可得到通過流量(liang)計的累積流量。容(rong)積式流量計的理(lǐ)論公式爲
Q=Kn　　　　　　　　(2)
式中:Q爲(wei)流體總量;K爲儀表(biao)系數;n爲分割流體(ti)機構的轉數。

2非穩(wěn)态流量源
　　本次試(shì)驗所使用的标準(zhǔn)裝置爲燃油動态(tài)流量标準裝置，該(gāi)裝置采用主動式(shi)活塞體積管作爲(wèi)标準器，其擴展測(cè)量不确定度🔅U=0.05%(k=2)，原理(lǐ)如圖4所示。

　　燃油動(dòng)态流量标準裝置(zhi)的工作原理爲:工(gong)作過程.中電機旋(xuan)轉💯，驅動滾珠絲杠(gàng)帶動标準體積管(guǎn)活塞左行，排出液(ye)體流經🧑🏾‍🤝‍🧑🏼控制閥門(mén)及被檢流量計後(hòu)經過過濾🚶器回到(dao)儲油箱;同時，儲油(yóu)箱裏的油經過下(xia)遊管段進入标準(zhun)體積管。通過✌️設置(zhi)電機👨‍❤️‍👨的轉速實現(xian)非穩态流量，通過(guo)采集🈚光栅值來确(que)定活塞的移動位(wei)置，由于截面積已(yǐ)知，可準⁉️确計算得(de)到标準流量值。.
3試(shi)驗結果分析
　　選用(yong)直管式科裏奧利(li)質量流量計和容(róng)積式刮闆流㊙️量計(jì)作爲試驗對象，分(fen)别進行穩态流量(liang)試驗和非穩态流(liu)量試驗。試驗流量(liàng)計選型如表1所示(shì)。試驗介質爲航空(kōng)燃油RP-3，密度約爲780m'/h，運(yun)🐇動粘度約爲1.591mm2/s。
3.1穩态(tai)下試驗
　　在穩态流(liu)量下，參照國家檢(jian)定規程分别對科(ke)裏奧利🚶‍♀️質量流量(liàng)計和刮闆流量計(jì)進行校準試驗，得(de)到🔞的試驗數據如(ru)表2與表3所示。

　　試驗(yàn)數據表明，選用的(de)科裏奧利質量流(liu)量計和刮闆流量(liàng)計👉在穩态流量下(xià)誤差很小，具有較(jiào)好精度。
3.2非穩态下(xia)試驗
　　調節燃油流(liú)量标準裝置中的(de)電機轉速，使裝置(zhì)産生的流🧡量按照(zhào)一定的斜率逐漸(jiàn)變化，流量變化如(ru)圖5所示。

　　此時，對科(kē)裏奧利質量流量(liang)計分别進行流量(liàng)遞增校準測⛱️試和(hé)流量遞減校準測(cè)試，重複測試3次，得(de)到試驗數據🐅如表(biao)🔴4所示。
同樣的對刮(guā)闆流量計分别進(jìn)行流量遞增校準(zhun)測🤟試和流量遞減(jian)校準測試，重複測(cè)試3次，得到試驗數(shu)🈲據如🈲表5所示。

　　上述(shu)數據表明，在瞬時(shí)流量qs連續增大的(de)過.程中，科裏奧利(lì)質⭕量流量計的儀(yí)表系數會減小，其(qi)顯示流量值小于(yu)标準流量;在瞬時(shí)流量qs連續減小的(de)過程中，科裏奧利(lì)質量流量計的儀(yí)表系數會增大，其(qí)顯示流量值大于(yu)标準😍流量。而對于(yú)刮闆流🙇🏻量計，無論(lun)瞬時流量qs增大還(hái)是減小，其儀表系(xì)數未發生明顯變(biàn)化。
4結論
　　 在非穩态(tai)流量條件下，容積(ji)式流量計的計量(liàng)性能🐪要優于科裏(li)奧利質量流量計(ji)，在非穩态流量測(cè)量時，推薦優📱先選(xuǎn)擇容積式流量計(ji)。對科裏奧利質量(liang)流量計進行檢📱定(ding)或者校準試驗時(shi)，要💰求标準裝置必(bì)須提供穩定流量(liàng)源，否則會産生非(fēi)穩🐉态下的測📐量誤(wù)差。

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