正交试验在优化气体容积式流量计检定条件中应用.pdf

四经验交流
正交试验在优化气体容积式流量计检定条件中应用
黄爱民
(广东省博罗县质量技术监督检测所)
摘要:针对气体流量计检定影响因素较多的问题,以容积式气体流量计为例,提出以示值误差为优化综合
指标,采用正交试验法分析检定过程中主要影响因素,包括温度、湿度、同轴度、取压方式等。确定各因素对示
值误差影响的主次顺序,找出相对最优的检定条件。实验结果表明:采用正交试验方法优化检定条件方案具有可
行性和有效性。
关键词:正交试验:气体流量计;检定条件;示值误差
0引言
从全面试验中选出部分有代表性的点进行试验,这些
气体容积式流量计是一种记录一段时间内流过有代表性的点具备“均匀分散、齐整可比”的特点。
流体总量的累积式流量仪表。当流体流过流量计时,
本文采用正交试验法分析检定过程的主要影响因素,
内部机械运动件在流体动力作用下,把流体分割成单确定各因素对示值误差影响的主次顺序,找出相对最
个已知回转体积,进行重复不断地充满和排空,并通优的检定条件
过机械或电子测量技术记录其循环次数,得到流体的1检定条件及优化综合指标
累积流量リ。容积式流量计在流量测量方面较准确,
本实验对某品牌气体容积式流量计在80m3h时
计量性能较稳定,其准确度等级达到O2级,广泛应的相对最优检定条件优化。图1为气体容积式流量计
用于工业生产、能源计量、民生计量等领域。但影响
检定实物图。该实验采用音速喷嘴气体流量标准裝置
容积式气体流量计检定的因素较多,特别是高准确度
(Ue=0.25%)作为标准器,检定对象为某品牌标称
流量计对检定条件要求更加严格,如何确定最优检定
准确度为1级的容积式气体流量计(DN=50mm)。
条件尤为重要。
把被检流量计安装在音速喷嘴气体流量标准裝置对
正交试验设计是研究多因素多水平的一种设计
应口径的管道上,通过改变检定条件,进行测试并得
方法,是分析因式设计的主要方法?。它根据正交性
到相应的示值误差。
1-音速喷嘴式气体流量标准装置2-被检气体容积式流量计
图1气体容积式流量计检定实物图
2015年第36卷第2期自动化与信息工程41
在检定过程中,示值误差影响因素主要有温度、
表3、表4分别为各次试验结果以及各因素对示
湿度、同轴度和取压方式。由于大气压力在同一个地值误差的影响数据分析表。表4中K1、K2、K3为各
方短时内变化不大,在此次试验中不作分析。试验在因素同一水平试验结果之和:1、2、3为各因素
同一流量点(80m2h)进行,通过改变温度、湿度、水平的效应,极差R为Max()-Min(W)的差
同轴度和取压方式,取得最小测量误差,确定相对最值(=1,2,3)。极差R,越大,说明该因素对示值误差
优的检定条件。检定试验条件参数如表1所示。
影响程度越大。
试验过程中,每组参数条件下,进行3次重复试
表3正交试验结果
验,并取3次测量平均值作为该组条件下的测量结果,
试验号
BC「D「结果
然后以示值误差为指标,通过正交试验确定相对最优
0.23
检定条件以获得最小示值误差。
2
1222
0.19
2试验设计与分析
0.33
分别用A、B、C、D表示温度、湿度、同轴度、
4
0.26
取压方式4个主要因素,每个因素有3个水平。用1、
0.29
2、3表示因素水平,如表1所示,采用L。(3)正交
222
0.30
表安排试验,如表2所示。
0.26
表1因素水平表
32「13
0.39
因素
0.31
水
平A(温度)「B(湿度)「C(同轴度)D(取压
/"C
/%ORH
/ mm
方式)
表4正交试验结果分析表
16~18
50~60
0
不取压
B
C
D
75~-85
表后
K
0.750.750.920.83
24~26
90~100
10
表前
2
0.850.870.760.75
K
0.960.94
0.88
0.98
表2试验方案(L。(3-))
0.,250.250.31
0.28
试验号
A
C
0.28
0.29
0.25
0.25
0.320.31
0.290.33
R
0.07
0.0
0.05
0.08
4
2
3结论
2
3
由表4得到因素主次顺序为取压方式(因素D)>
2
温度(因素A)>湿度(因素B)>同轴度(因素C)
3
2
同时根据各因素各水平的平均值确定优水平,进而选
出优组合,按照平均值大小选取优水平为D42B3C1。
即最佳检定条件为表前取压,温度(24~26)℃,湿
42
黄爱民:正交试验在优化气体容积式流量计检定条件中应用
度(90~100)%RH,同轴度0mm。效益曲线见图2。
0.32
0.28
0.26
0.24
0.22
33
?
漏
受闭
?姗
图2效益曲线图
此条件的试验在正交表中的9次试验中并未出参考文献
现,通过做补充试验,得到示值误差为0.13%,小于]困家质量技术监督检验检疫总局JG63-2005气体容积式
正交试验设计中的最小值0.19%,说明利用正交试验
流量计M们北京:中国计量出版社,2005.
优化气体容积式流量计检定条件的试验是可行的。由
[2]李云雁,胡传荣试验设计与数据处理[M].2版北京:化学工
业出版,2008.
于此次实验的对象是某品牌某型号的气体容积式流[3]李玉兰林绪虹刘桂雄正交设计方法在优化空瓶检测图像
量计,具有一定的局限性,其他类型气体流量计的检
处理参数中应用光学精密工程,2005,13(S)206-211
定条件优化可参考使用。
[4]陈耿新,林若波.基于正交试验的加工过程伺服系统参数优
选「J]自动化与信息工程,2014,35(1):6-11
Application of Orthogonal Experiment Method in the Optimization of
Verification Conditions for Gas Displacement Meters
Huang Aimin
(Quality and Technical Supervision and Inspection Institute in Boluo County)
Abstract: The effecting factors of gas displacement meters verification are complex. The gas displacement meters is taken as
an example, orthogonal experiment method