[发明专利]高精度钟罩式气体流量标准装置任意启停的测量方法

说明书

本发明涉及一种高精度钟罩式气体流量标准装置任意启停的测量方法，包括以下步骤：a、设置摄影测量系统，b、粘贴摄影标志，c、拍摄照片，d、图像处理，e、坐标计算，f、几何分析，g、曲线拟合，h、钟罩下降任意位置罩体标准容积的计算。本发明采用V‑STARS/N摄影测量系统对钟罩的内部进行测量，得出一组钟罩罩体高度与内腔半径的对应数据，再利用Matlab拟合工具箱CFtool软件对所述数据进行曲线拟合，得出罩体的内腔半径关于罩体高度的曲线函数，再根据钟罩罩体任意启停位置，运用定积分原理即可计算得到钟罩的排气体积，最终实现高精度钟罩式气体流量标准装置任意点启停的测量。

技术领域

本发明涉及一种气体流量计检测方法，具体地说是一种高精度钟罩式气体流量标准装置任意启停的测量方法。

背景技术

钟罩式气体流量标准装置是以气体为介质，对气体流量计进行检定、校准和检测的计量标准设备。很多国家将其作为低压气体流量的基准装置进行研究和建立。

钟罩式气体流量标准装置一般由钟罩、液槽、钟罩下降高度测量装置、压力补偿机构、计时器、测量控制系统、气源、试验管道和阀门等组成。其工作原理是出气阀门打开后，钟罩在自身重力下匀速下降，准确测量钟罩内部的标准容积、所用时间，即可计算出钟罩排出气体的瞬时流量。

钟罩式气体流量标准装置能否实现准确量传，关键在于罩体标准容积的准确标定。根据JJG165-2005规定，容积为500L(含)以上的装置，推荐使用尺寸测量法标定罩体标准容积。

近年来随着测量技术的发展，国内外积极探索基于尺寸法的新型测量手段，20世纪80年代，德国联邦物理技术研究院运用尺寸法标定了1000L高精度钟罩。21世纪初，中国计量科学研究院以容积为100L的钟罩为研究对象，应用π尺法、激光跟踪法和外径千分尺法3种不同的实验方法，分别对钟罩不同截面上的外径进行测量，并得到3种测量方法都是正确合理的结论。π尺法、外径千分尺法和激光跟踪法等外径测量方法属于间接测量，必须结合壁厚测量，因而会引入较大测量不确定度(0.02％左右)。前两种方法耗时较长、人为影响因素大、数据群小、不能有效还原横截面几何形状。激光跟踪仪测量方法要求光路通畅、俯仰角控制在±45°，该方法基于球坐标法，球形反射镜为点接触式测量，受人员和空间限制，不易操作，限制了测量范围和应用场合。2016年上海市计量测试技术研究院以关节臂式坐标测量机为测量系统研究了钟罩装置内部容积的测量方法。关节臂式坐标测量机为大型设备，不适宜现场测量，且亦为点接触式测量，受环境温度和空间限制。

上述钟罩装置的流量测量不确定度在0.06％(k＝2)到0.3％(k＝2)之间。罩体标准容积从早期的整段定容积使用发展到近年的分阶容积表定容积细化使用，均为定点使用。这种使用方法限制了流量范围的下限，检测时间长，效率低。

综上，根据被测钟罩实际尺寸和放置环境，探寻一种非接触式、高精度、快捷方便的测量设备，以及在保证准确度的前提下，提供一种钟罩装置任意点启停使用的方案是本领域的一个技术难题。

发明内容

本发明的目的就是提供一种高精度钟罩式气体流量标准装置任意启停的测量方法，以解决传统测量方法检测时间长、效率低的问题。

本发明的目的是这样实现的：一种高精度钟罩式气体流量标准装置任意启停的测量方法，包括以下步骤：

a、设置摄影测量系统：置备包括测量相机、基准尺和条形摄影标志在内的一套V-STARS/N摄影测量系统；