標準表法氣體流量標準裝置的研制

楊金龍

河南省計量科學研究院 河南鄭州 450008

在對能源的計量過程中，需要根據實際情況和具體對象進行精準測量，在考慮各方面綜合因素后，才能得到準確的數據，實際操作中，影響測量結果的因素有很多。例如：流動能源的測量，流動能源有很多介質，不同種類的流體會有不同的密度、粘度等，在測試時，要充分考慮測量的溫度、壓力等多個參數，因此，為了得到準確的測量數據，需要在測量時使用相對應的測量儀器進行工作，保證數據的正確性。

1 氣體流量的測量方法

流量標準裝置一般劃分為原級和次級兩個標準。通常情況下，認為原級標準裝置是氣體流量測量中準確度最高的測量方法，其數據來源是七個基本元素中整合，其中有質量、長度、時間、溫度等因素，所以被多數人認為是標準的測量方法，相比于原級標準，次級標準測量時數據的準確略有不準，同時還需要定期進行檢查核定，才能確保數據的準確程度，但是，次級標準裝置投資較低，操作簡單，因此在很多現場測試中，我們都可以看到很多工作場地使用流量計進行測定。標準表法氣體流量測試標準就是次級標準裝置，多數用于現場數據的檢測，其中標準表系統分為三種流量計，即臨界流文丘里流量計、渦輪流量計、羅茨流量計。首先是臨界流文丘里流量計。又稱作是音速噴嘴，主要的工作原理是，利用音速噴嘴漸縮漸放的通道，當氣流經過漸縮段時，速度增加，壓力降低，在最小截面處形成音速達到臨界氣流，在流經漸擴段時，將速度動能轉化為壓力能，使壓力得以恢復。音速噴嘴是近期發展很快的一種新型氣體流量試驗裝置，適用于離壓力、大流量氣體流量的檢測和氣體流量標準的傳遞。所以，音速噴嘴測量準確度較高。但是，由于其經常受到氣體的沖擊，會對儀器造成磨損，無法保證其測量數據的準確性，因此，該類裝置對于機器的要求較高，特別是設備的質量，要嚴格符合國家標準才能經受住氣體的侵蝕，保障測試過程的順利完成。其次，是渦輪流量計，渦輪流量計的主要構成是由外殼、導流器、渦輪、軸承、磁電轉換器構成。其中，內部的零件就是由導流器固定，保證一定的穩定性，當測量流體進入機器時，經過內部引導進入流量計，對中心渦輪產生沖擊力，使渦輪進行不斷旋轉，通過渦輪的轉速和流體流速等數據得到測試結果；渦輪流量計具有數據準確程度高、機器磨損小、強力抗干擾特點，但是，因為其對流體引入位置要求較高，所以在安裝時會相對麻煩，多用于進行大中流量的測試工作。最后是羅茨流量計。羅茨流量計利用一定的標準密閉空間測量法來進行計算工作，當測量氣體進入密閉空間時，空間內部的入口和出口會產生一個使轉子轉動的壓力差值，一個轉子的轉動會帶動另一個轉子同時轉動，這樣，可以通過不斷的旋轉將流體分割成若干個部分，方便對流經測量儀器進行體積測量。羅茨流量計具有一定環境下測量數據準確，儀器磨損程度小、對安裝儀器要求較低等特點，但是，當羅茨流量計在進行大流量測試時，會產生較大的噪音，所以，該裝置只能夠進行小流量測試工作。

2 標準表法氣體流量標準裝置的軟件設計

進入智能化時代，任何科學工作都可以由計算機協助人類進行，智能計算機相比人類具有高度敏捷性和存儲量大的特點，面對大量測試數據，需要耗費大量人力進行計算和標記，而智能計算機剛好可以彌補這一缺點，同時，將智能計算機應用到數據測量中還可以減少數據出錯，通過操作智能計算機，對采集到的數據進行實時處理。首先，要將錄入數據時對參數的設定輸入計算機系統，對現場的溫度、壓力等因素進行分析檢測，并實時登記，因為數據參數錄入較多，所以要求計算機在模塊操作設計時要簡單便捷，讓一般工作人員可以簡單明了的接觸到數據模塊進行工作，同時，要提高系統的判讀能力，參數數據錄入較為復雜，很多時候工作人員容易出現數據多錄或者少錄的情況，需要計算機及時提醒，并且等待工作人員確認操作流程。其次，優化計算機管理模塊。在應用計算機工作時，關于計算機的設定要保證可以對正在測試中的數據迅速采集并且進行整理，錄入計算機系統后，工作人員有權利進行及時更改，不能因為數據錄入計算機系統便定為不可改變的數據。最后，關于標準表法氣體流量標準裝置的軟件設計。要以人機操作界面為主，即工作人員在進行登錄后，關于檢測系統的界面要及時提供給工作人員，方便對數據的檢測和分析，同時，在進行數據處理時，要將數據中的重復錄入數據及時清理，并生成相關數據，由工作人員選擇數據的保存和打印。在進行計算機操作時，要事先進行工作檢查，檢查計算機是否正常工作，檢查儀器與計算機的連接是否正常，只有在充分發揮工作人員認真謹慎的態度后，才能確保計算機可以更好的幫助我們工作。

3 結語

對氣體流量的測試是為了更好的幫助人們提高資源利用效率，雖然有現代智能計算機的幫助，但是，還是有很多人員在進行測量工作時容易出現錯誤。例如：工作人員對于很多機器不能夠正常使用，對測試環境和影響因素控制不足，采取不當的測試方法等等，這些都是導致數據出現錯誤的原因，一直以來，在測量裝置的設定，相關人員都在提倡以人為主，所以在進行計算機系統和模塊的設定時，都傾向于對工作人員的友好，但是在現實工作中，相關人員在工作時錯誤較多，特別是專業性較強的工作中，容易引發一系列連鎖反應，導致最終數據出現錯誤，相關部門要正視這一問題，在進行測量工作之前，要嚴格考核工作人員，還要不定期進行專業培訓，以保證知識庫實時更新，只有這樣，才能確保每一次工作付出的努力不會白費；相信，在不久的將來，我們一定可以創造出一個資源得以高效利用的社會。