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流量由于其动态测量的特点,是过程控制中最难测量的参数之一。而对于非常规的微小流量,测量就更为困难。在生物、化工等领域,微小流量可用于给料添加定量的催化剂。在医疗领域,微小流量是注射泵、输液泵及麻醉机等的重要参数,这些都需要对微小流量进行精确计量。本课题建立了一套液体微小流量装置,以解决医疗领域中输液泵、注射泵以及化工、制药控制领域中微小流量控制器的量值溯源问题。主要研究内容可以概括为:(1)在熟悉液体流量装置的基础上,研究国外液体微小流量装置设计思想及技术关键,确定本课题装置的主要计量方式为动态质量法,相比静态法减少了实验时间和液体蒸发带来的不确定度,更适合于微小流量的测量,为后续的装置设计打下基础。(2)确定装置的技术指标及设计方案,并对装置进行结构化设计,使用Solidworks进行了装置零件建模和整体装配。对装置的各模块管径进行了设计,并从沿程水头损失和局部水头损失两方面进行了水力计算,在此基础上,分析了管路阻力。并综合考虑装置的指标及特性、对注射泵、流量指示仪表、主标准器等进行了选型。整个装置模块化设计、结构合理,便于拆装,能较好地适应现场校准作业。(3)微小流量装置控制系统软硬件的实现。硬件平台实现了流量计脉冲及电流信号输出设置和采集、气动阀门的控制,使用串口服务器作为整个系统的通信的桥梁。软件控制系统利用Labview开发环境,实现了检定自动化及生成证书等功能,减少了人工操作。(4)对称重系统的浮力、表面张力变化、蒸发等影响因素做了实验研究,并对称重系统做了一定程度上的改进。建立了装置的测量模型,通过实验确定了流量波动的来源。利用延长实验时间及数据处理的方式减少动态称量带来的影响。对称重系统的不确定度进行计算,并对比了改进前后的不确定度,发现改进后称重系统测量精度有很大程度的提高,扩展不确定度水平达到7.6×10-5。