活塞式体积管法微小气体流量标准装置

杨宏明; 徐雅; 刘铁军; 谢代梁; 黄震威

doi:10.3969/j.issn.1000-1158.2025.05.12

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计量学报 ›› 2025, Vol. 46 ›› Issue (5) : 700-708. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2025.05.12

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活塞式体积管法微小气体流量标准装置

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Micro Gas Flow Calibration Facility by Piston Prover Method

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摘要

为实现对微小气体流量计的便携式计量校准，设计了一种基于活塞式体积管法的微小气体流量标准装置。通过数学建模设计了活塞的几何尺寸，构建了基于光纤传感器的光电检测系统，以满足装置所需的检测时间准确度。利用动网格6DOF技术研究光纤传感器位置，通过分析活塞运动中的惯性效应，确保在2个光纤传感器之间的匀速运动。为满足现场在线检定智能化系统的需求，开发基于PLC的控制系统，并设计了人机交互控制与数据采集界面。对装置的不确定度进行了分析和评定，结果表明该装置的扩展不确定度为0.38%（k=2）。

Abstract

To achieve portable metrological calibration for a micro gas flow meter， a micro gas flow calibration facility was devised using the piston prover method. The geometric dimensions of the piston were determined through mathematical modeling. Additionally， a photoelectric detection system based on fiber optic sensors was constructed to meet the required detection time accuracy of the device. The dynamic grid 6DOF technique was utilized to study the positions of the fiber optic sensors， analyzing inertial effects during piston motion to ensure uniform movement between the two fiber optic sensors. To meet the needs of on-site on-line calibration intelligent system， a PLC-based control system was developed， accompanied by a human-machine interaction control and data acquisition interface. An uncertainty analysis and assessment of the device were conducted， resulting in an extended uncertainty of 0.38% （k=2）.

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杨宏明, 徐雅, 刘铁军, 等. 活塞式体积管法微小气体流量标准装置[J]. 计量学报. 2025, 46(5): 700-708 https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2025.05.12

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中图分类号： TB937

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