

Современные тенденции конструирования модулей национальных эталонов единиц объёмного расхода (объёма) жидкости в диапазоне 10–5–103 мл/мин
https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2021-7-32-41
Аннотация
В контексте потребностей ведущих отраслей мировой экономики рассмотрено современное состояние метрологического обеспечения измерений единиц массы и объёма жидкости в потоке, массового и объёмного расходов жидкости в диапазоне микрорасходов 10–5–103 мл/мин. По результатам аналитического обзора представлены основные метрологические и режимные характеристики национальных эталонов. Определены основные принципы генерации потока жидкости в национальных гравиметрических и волюметрических эталонах при измерениях массы и объёма жидкости методом динамического взвешивания. Рассмотрены конструктивные решения и принципы действия ключевых модулей национальных эталонов. Определены способы подачи жидкости в накопительную ёмкость и конструкции накопительных ёмкостей с учётом минимизации эффекта испарения жидкости, влияния капиллярной силы и плавучести. Рассмотрены основные источники неопределённости измерений массы и объёма жидкости методом динамического взвешивания и способы минимизации этих неопределённостей. Предложена модифицированная модель динамического измерения массового расхода жидкости, учитывающая основные источники неопределённости. Представлена сравнительная оценка влияния источников неопределённости на метрологические характеристики национальных эталонов.
Ключевые слова
Об авторах
Р. Р. ТухватуллинРоссия
Рустам Рашидович Тухватуллин
г. Казань, Республика Татарстан
А. В. Щелчков
Россия
Алексей Валентинович Щелчков
г. Казань, Республика Татарстан
Список литературы
1. Lucas P., Ahrens M., Geršl J., Sparreboom W., Lötters J., Biomedizinische Technik, 2015, vol. 60, pp. 317–335. https://doi.org/10.1515/bmt-2014-0132
2. Corleto C., Claudel P., Dobre M., Del Campo D., Filtz J.-R., Measurement Science and Technology, 2018, vol. 29, no. 7, 070101. https://doi.org/10.1088/1361-6501/aabb6d
3. David C., Claudel P., MAPAN Journal of Metrology Society of India, 2011, vol. 26, pp. 203–209. https://doi.org/10.1007/s12647-011-0019-0
4. Кремлевский П. П. Расходомеры и счётчики количества веществ: Справочник: Кн. 2 / Под общ. ред. Е. А. Шорникова. 5-е изд., перераб. и доп. СПб.: Политехника, 2004. 412 с.
5. Lötters J. C., Lammerink T. S., Groenesteijn J., Haneveld J., Wiegerink R. J., Micromachines, 2012, vol. 3, pp. 194–203. https://doi.org/10.3390/mi3010194
6. Тухватуллин Р. Р., Щелчков А. В., Фафурин В. А. Государственный первичный специальный эталон единиц массы и объёма жидкости в потоке, массового и объёмного расходов жидкости ГЭТ 63-2019 // Измерительная техника. 2021. № 2, С. 3–8. https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2021-2-3-8
7. Bissig H., Tschannen M., de Huu M., Flow Measurement and Instrumentation, 2020, vol. 73, 101744. https://doi.org/10.1016/j.flowmeasinst.2020.101744
8. Benkova M., Mikulecky I., Primary standard and traceability chain for microfl ow of liquids, 16th International Flow Measurement Conference, FLOMEKO 2013, Paris, France, September 24–26, 2013, Paris, IMEKO, 2013, pp. 44–49.
9. Benkova M., Schweitzer F., New primary standard with piston prover for microfl ow of liquids, 18th International Flow Measurement Conference, FLOMEKO 2019, Lisbon, Portugal, June 26–28, 2019, Lisbon, IMEKO, 2019, pp. 463–467.
10. Melvad C., Frederiksen J., The progress of gravimetric primary standards for liquid fl ow calibration at the Danish technological institute from 500 m3/h to 10–9 m3/h, 16th International Flow Measurement Conference, FLOMEKO 2013, Paris, France, September 24–26, 2013, Paris, IMEKO, 2013, pp. 218–221.
11. Salipante P., Hudson S. D., Schmidt J. W., Wright J. D., Experiments in Fluids, 2017, vol. 58, no. 7, pp. 85. https://doi.org/10.1007/s00348-017-2362-6
12. Wright J. D., Schmidt J. W., Reproducibility of liquid micro-fl ow measurements, 18th International Flow Measurement Conference, FLOMEKO 2019, Lisbon, Portugal, June 26–28, 2019, Lisbon, IMEKO, 2019, pp. 604–622.
13. Batista E., Godinho I., Martins R. F., Mendes R., Robarts J., Flow Measurement and Instrumentation, 2020, vol. 75, 101789. https://doi.org/10.1016/j.flowmeasinst.2020.101789
14. Sirenden B. H., Zaid G., Prajitno P., Hafi d Development of volumetric micro-fl ow calibration system using FPGA for medical application, XXI IMEKO World Congress “Measurement in Research and Industry”, Prague, Czech Republic, 30 August – 4 September 2015, Prague, IMEKO, 2015, pp. 116100.
15. Chinarak T., Yooyartmak K., Wongthep P., Journal of Physics: Conference Series, 2018, vol. 1144, no. 1, 012081. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1144/1/012081
16. Doihara R., Shimada T., Cheong K.-H., Terao Y., Flow Measurement and Instrumentation, 2016, vol. 50, pp. 90–101. https://doi.org/10.1016/j.flowmeasinst.2016.06.014
17. Bissig H., Petter H. T., Lucas P., Batista E., Filipe E., Almeida N., Ribeiro L. F., Gala J., Martins R. F., Savanier B., Ogheard F., Niemann A. K., Lötters J., Sparreboom W., Biomed EngBiomed Tech., 2015, vol. 60, pp. 301–316. https://doi.org/10.1515/bmt-2014-0145
18. Platenkamp T. H., Sparreboom W., Ratering G. H. J. M., Katerberg M. R., Lötters J., Micromachines, vol. 6, no. 4, 2015, pp. 473–486. https://doi.org/10.3390/mi6040473
Рецензия
Для цитирования:
Тухватуллин Р.Р., Щелчков А.В. Современные тенденции конструирования модулей национальных эталонов единиц объёмного расхода (объёма) жидкости в диапазоне 10–5–103 мл/мин. Izmeritelʹnaya Tekhnika. 2021;(7):32-41. https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2021-7-32-41
For citation:
Tukhvatullin R.R., Shchelchkov A.V. Modern trends in the design of modules of national standards for units of volume fluid flow rate (volume) in the range from 10–5–103 ml/min. Izmeritel`naya Tekhnika. 2021;(7):32-41. (In Russ.) https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2021-7-32-41