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起转速度（起转流速）检测

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发布时间：2025-07-14 23:53:03 更新时间：2025-07-13 23:53:03

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作者：中科光析科学技术研究所检测中心

起转速度（起转流速）检测概述

起转速度（Start-Up Flow Rate or Minimum Starting Flow），也称为起转流速，是流量测量领域，特别是针对涡轮流量计、涡街流量计、某些类型水表等叶轮/转子式流量计的一项关键性能指标。它指的是在规定的安装和工作条件下，能够使流量计内部的测量元件（如叶轮、涡轮或旋涡发生体）克服静摩擦力开始并维持稳定、连续旋转（或产生稳定旋涡）所需的最小流体速度或体积流量。准确测定起转速度对于评估流量计的灵敏度、低流量区测量精度、计量范围下限以及整体可靠性至关重要，直接影响水/能源贸易结算的公平性、工业过程控制的精度以及泄漏检测的能力。

检测项目

起转速度检测的核心项目就是确定被测流量计（Device Under Test, DUT）的起转速度值。围绕这一核心，通常还包含或关联以下检测内容：

1. 基础参数确认： 在检测前和检测中，需明确并监控流体的类型（如水、空气、油品）、温度、压力、密度、粘度等物理属性。

2. 起转重复性： 在相同条件下，多次（通常至少3-5次）进行起转速度测试，考察其测量结果的离散程度，评估起转性能的稳定性。

3. 起转特性观察： 记录流量计在接近起转点时，叶轮/转子是否出现间歇性转动、卡滞或需要额外“激励”才能启动的现象。

4. 关联性能测试： 有时会将起转速度测试与流量计在极低流量下的示值误差、重复性测试结合起来。

5. 环境因素影响（可选）： 考察不同温度、压力或流体粘度变化对起转速度的影响。

检测仪器

起转速度检测需要在高度可控的流体条件下进行，主要依赖以下核心设备：

1. 流量标准装置： 这是检测的核心平台。根据被测流量计的口径、流量范围和工作介质，选用：
- 静态质量法/容积法水流量标准装置： 最常用于液体（尤其是水）流量计的检测，精度高，通过称重或计量容器确定累积流量。
- 标准表法流量标准装置： 采用精度等级更高（通常至少优于被测表两个等级）的标准流量计作为参照，适用于气体、液体等多种介质。
- 钟罩式气体流量标准装置： 常用于气体流量计和小口径气体表的检测。

2. 流体循环与控制系统： 包括泵/风机、稳压罐、调节阀门（尤其是高精度微调阀）、换热器（控温）、过滤器等，用于产生稳定、可精确调节（特别是在低流速区）且符合要求的流体条件。

3. 高精度测量仪表：
- 温度传感器与变送器： 测量流体温度。
- 压力传感器与变送器： 测量流体压力。
- 计时器： 精确测量时间间隔（对于静态法）。
- 称重设备或高精度液位计： 用于静态质量法/容积法。

4. 被测流量计（DUT）信号采集系统： 用于捕捉被测流量计叶轮/转子的启动信号。通常需要：
- 示波器： 可直接观察脉冲信号的产生和连续性，是判断起转最直观的工具。
- 脉冲计数器/频率计： 定量记录输出脉冲的频率或累积脉冲数。
- 数据采集系统（DAQ）： 自动记录DUT的输出信号和相关过程参数。

5. 安装夹具与管路： 确保DUT按照其使用要求（如直管段长度、方向等）正确安装在检测系统上。

检测方法

起转速度检测通常采用“流速阶梯逼近法”，具体步骤如下：

1. 准备工作：
- 将被测流量计（DUT）按照其安装要求正确安装在检测装置上。
- 设定并稳定流体的温度、压力等参数至规定值。
- 确保流体充分充满管道并排除气泡（液体）。
- 连接好DUT的信号输出到采集系统（如示波器、计数器）。

2. 初始状态确认： 将流量调整至远低于预期起转速度的极低值（甚至为零），确认DUT的叶轮/转子处于完全静止状态，无输出信号。

3. 流速递增测试：
- 使用微调阀极其缓慢地、小幅度地增加流速。
- 密切观察示波器或脉冲计数器，同时肉眼观察（若可见）叶轮/转子状态。
- 当首次观察到叶轮/转子开始连续、稳定地旋转（或产生连续、稳定的脉冲信号输出）时，立即锁定当前的流速调节状态。

4. 流速读取/计算：
- 在标准装置（静态法/容积法/质量法）上，根据累积的流体量（质量或体积）和精确测量的累积时间，计算平均体积流量Q_start。
- 在标准表法装置上，直接读取标准表的瞬时流量值作为Q_start。
- 如果需要速度值，则根据流量Q_start和DUT的流通截面积A计算：v_start = Q_start / A。

5. 重复性验证： 将流速再次降至远低于Q_start的值，等待叶轮/转子完全停止。重复步骤3和4至少3-5次。记录每次测得的Q_start或v_start。

6. 结果判定： 通常取多次重复测量的平均值作为该流量计在规定条件下的起转速度。同时报告其重复性。结果需与相关标准或技术规范的要求进行对比。

检测标准

起转速度的检测需遵循特定的国际、国家或行业标准，以确保方法的统一性和结果的可靠性。主要标准包括：

1. 国际标准：
- ISO 4064: 封闭管道中水流量测量 - 饮用冷水水表和热水水表： (特别是Part 1: Metrological and technical requirements， Part 2: Test methods) 对水表的起转流量（Q₁）有明确要求和检测方法规定。
- ISO 9951: 封闭管道中气体流量测量 - 涡轮气体流量计： 规定了涡轮气体流量计的性能，包括最小流量（通常与起转性能相关）的测试方法。
- OIML R 49: 用于测量管道中饮用水的水表： 国际法制计量组织的建议，与水表起转流量（最小流量Q₁）相关。

2. 国家标准（以中国为例）：
- GB/T 778.1~5 饮用冷水水表和热水水表： 等同采用ISO 4064，是中国水表行业的权威标准，详细规定了水表起转流量（Q₁）的定义、要求和试验程序。
- JJG 1037 涡轮流量计检定规程： 国家计量检定规程，对涡轮流量计（液体、气体）的最小检定流量（通常需高于起转速度）及测试方法有规定。
- JJG 1029 涡街流量计检定规程： 同样规定了涡街流量计与最小测量流量相关的性能测试。
- GB/T 18940 封闭管道中气体流量的测量涡轮流量计： 等同采用ISO 9951。

3. 行业/企业标准： 特定行业（如石油、化工）或大型流量计制造商可能制定更详细的企业内部或行业标准，规定特定产品的起转速度测试细则和接收准则。

关键标准要求通常涉及： 测试环境条件（温度、压力范围