技术特征：
1.适用于液相单相和气液两相的流量校准装置，其特征在于：包括液相支路、气相支路以及测量主路，液相支路包括依次相连的液体存储单元、第一阀门、水泵、标准液体流量计；气相主路包括依次相连的气罐、第二阀门、压力采集单元、温度采集单元、标准气体流量计，其中，气罐内填充有氮气；测量主路包括依次相连的混相器、测量管道、相含率测量模块和衡器；第一后端阀门和第二后端阀门连接混相器前端，混相器后端连接测量管道，测量管道用于安装被检流量计。2.如权利要求1所述的适用于液相单相和气液两相的流量校准装置，其特征在于：相含率测量模块包括数据采集单元和数据处理单元，数据采集单元采集数据并将采集到的数据传输到数据处理单元。3.如权利要求2所述的适用于液相单相和气液两相的流量校准装置，其特征在于：数据采集单元包括透明管道，透明管道内壁上设有成对的激光二极管，透明管道外侧套设有光屏蔽罩；成对的激光二极管，其中一个为发射端，一个为接收端，接收端将采集到的数据传输到数据处理单元。4.如权利要求3所述的适用于液相单相和气液两相的流量校准装置，其特征在于：数据处理单元包括v/f转换模块和放大模块；数据采集单元将采集到的信息传输到v/f转换模块，v/f转换模块的信号输出端连接放大模块，放大模块输出频率信号。5.如权利要求4所述的适用于液相单相和气液两相的流量校准装置，其特征在于：放大器包括低噪声运算放大器和仪表放大器，v/f转换模块的信号输出端连接低噪声运算放大器的同相输入端，低噪声运算放大器的输出端连接仪表放大器，仪表放大器的输出端连接控制模块的信号输入端；低噪声运算放大器选用adi公司生产，型号为ad829；仪表放大器选用bb公司生产，型号为ina103。6.如权利要求5所述的适用于液相单相和气液两相的流量校准装置，其特征在于：数据采集单元还包括激励模块，激光二极管中接收端连接激励模块，激励模块包括第一光电二极管、第二光电二极管、第一补偿电容、第二补偿电容、反馈电阻、第一运输放大器、第一电阻和第一滤波电容；第一光电二极管、第二光电二极管的正极接地，第一光电二极管、第二光电二极管的负极连接第一运算放大器的反相输入端，第一运算放大器的反相输入端还通过第一补偿电容连接第一运算放大器的输出端，第一运算放大器的输出端连接第一电阻的第一端，第一电阻的第二端为输出端；第一电阻的第二端通过第一滤波电容接地；第一运输放大器的反相输入端通过并联连接的第二补偿电容和反馈电阻连接第一电阻的第二端，第一运输放大器的同相输入端接地。7.利用权利要求1所述的装置进行的液相单相及气液两相测量仪器校准方法，其特征在于：所述方法依次包括如下步骤：(1)判断被检流量计为气液两相还是单液相，如果为单液相则进行步骤(2)；如果为气液两相，则进行步骤(5)；(2)保持液相支路为畅通状态，气相支路为关闭状态，液体依次流经标准流量计、被检流量计、相含率测量模块；(3)分别读取标准流量计和被检流量计上的数据，并将被检流量计和标准流量计的数据做差得出被检流量计的误差；(4)重复步骤(2)、(3)得出多组被检流量计的数据，分别为a1、a2……
a
n
；求出a1、a2……
a
n
平均值a；根据公式(1)求出不确定度；u
a
＝max{/a-ai/，i＝1、2
……
n}
ꢀꢀ
公式(1)(5)保持气相支路和液相支路均处于畅通状态，气体和液体分别流经标准气体流量计、
标准液体流量计后混合在一起，混合后的气液两相流首先进入到被检流量计，得出被测总流量信号，随后测量气液两相流的被测相含率值；最后，测量气液两相流的标准总流量信号(6)求出气液两相流的标准相含率；(7)将被测相含率值与标准相含率做差得出相含率测量的误差；根据被测总流量与标准总流量做差得出气液两相流被测流量计的误差；(8)重复步骤(5)、(6)得出多组标准总流量、被测总流量、标准相含率和被测相含率的数据，求出不确定度；(9)给出校量结果：不同流型下，相含率测量模块的误差以及被检流量计的误差。8.如权利要求7所述的液相单相及气液两相测量仪器校准方法，其特征在于：步骤(5)中气液两相流的被测相含率值计算方法为：步骤(1)识别气液两相流的流型；步骤(2)提取出流型的频率；步骤(3)构建相含率模型，如公式(3)：α1＝αh+b+e
n
ꢀꢀ
公式(3)α1为液相的相含率；h为无量纲的频率信号；α、b为待定参数；e
n
为残差；步骤(4)设置n个拟合点得出公式(4)α1＝αh
1*
+b+e1α2＝αh
2*
+b+e2ꢀꢀ
公式(4)mα
n
＝αh
n*
+b+e
n
令令令令得出同时(5)y＝aθ+e
ꢀꢀ
公式(5)步骤(5)拟合目标，得到公式(6)：根据公式(6)，得出未知参数a、b；步骤(6)给定一个残差数据，根据步骤(2)的频率信号以及步骤(5)得出的未知参数a、
b，得出液相的相含率a1。9.如权利要求8所述的液相单相及气液两相测量仪器校准方法，其特征在于：步骤(6)中气液两相流的标准相含率得出方法为：通过公式(2)求出气相相含率：其中，a为气相相含率；q1为水相体积流量；q
g
为气相体积流量；t
b
为环境温度；p
b
为环境压力；t1为水相温度。10.如权利要求9所述的液相单相及气液两相测量仪器校准方法，其特征在于：气液两相流进入到衡器测量气液两相流的总流量。
技术总结
适用于液相单相和气液两相的流量校准装置及校准方法，所述装置包括液相支路、气相支路以及测量主路，液相支路包括依次相连的液体存储单元、第一前端阀门、水泵、标准液体流量计和第一后端阀门；气相主路包括依次相连的第二前端阀门、压力采集单元、温度采集单元、标准气体流量计和第二后端阀门；测量主路包括依次相连的混相器、测量管道、相含率测量模块、衡器；第一后端阀门和第二后端阀门连接混相器前端，混相器后端连接测量管道，测量管道用于安装被检流量计。本流量校准装置不但可以实现标准液体流量计的校准，且可以实现气-液两相流的流量计校准，在测量的过程中不会干扰气液两相流，提高了检测结果的准确度。提高了检测结果的准确度。提高了检测结果的准确度。
技术研发人员：李雪菁 朱惠臣 姚新红 李海洋
受保护的技术使用者：上海市计量测试技术研究院
技术研发日：2022.06.16
技术公布日：2022/10/20