流量積算儀檢定問題探討

段修全

濟寧市計量測試所 山東濟寧 272000

標準流量積算儀是一種高精度的智能化計量儀表，可以測量計量時間、脈沖信號和電流信號。工業儀表的輸出信號多為脈沖輸出和4mA-20mA電流輸出，脈沖輸出多以當量脈沖的方式計量時間段內的累積流量，4mA-20mA電流輸出多用來表示被測儀表的瞬時流量值[1]。常見流量儀表的類型有渦輪流量計、渦街流量計、旋進旋渦流量計、羅茨流量計、電磁流量計和質量流量計。不同于工業流量積算儀二次儀表，標準流量積算儀主要用于計量檢定和校準的標準裝置。如音速噴嘴氣流量標準裝置、鐘罩式氣體流量標準裝置、靜動態質量法水流量標準。裝置、靜動態容積法水流量標準裝置和標準體積管流量標準裝置。

1 裝置類型

流量計的裝置類型包括：差壓流量計，脈沖輸出流量計和模擬輸出流量計。

1.1 差壓流量計

差壓流量計類型包括：標準孔板、標準噴嘴、標準文丘里管、V錐和通用差壓流量計。其中標準孔板流量計包括：角接取壓孔板、法蘭取壓孔板和D/2取壓孔板；標準噴嘴流量計包括：1932噴嘴、長頸噴嘴和文丘里噴嘴；標準文丘里管流量計包括：鑄造文丘里，機械加工文丘里和粗焊鐵板文丘里。上述差壓流量計中除了通用差壓流量計之外，都需要輸入管道材質、管道自定義熱膨脹系數（1E-6mm/mm。C）、20℃管道口徑（mm）、節流件材質、節流件自定義熱膨脹系數（1E.6mm/mm。C）和20℃節流件尺寸（mm）。如果已知管道和節流件材質可以直接根據所選類型進行熱膨脹系數計算，否則需要自定義輸入熱膨脹系數值。通用差壓流量計不同于上述設置，只需要輸入通用差壓一設計上限流量（t/h）和通用差壓一設計密度（kg/m3）兩個參數。

1.2 脈沖輸出流量計

脈沖信號類型包括工況頻率輸出型和當量頻率輸出型，其中工況頻率輸出型一k系數單位包括1/m3和l/L；當量頻率輸出型一k系數單位包括m3Km3L、kg、t、Nm3和NKm3。如果選擇脈沖輸出型，則需要輸入脈沖輸出流量計儀表系數K參數；如果選擇當量脈沖輸出型，則需要輸入當量脈沖一質量設計密度（kg/m3）、當量脈沖-設計溫度（℃）和當量脈沖·設計表壓（Mpa）。

1.3 模擬輸出流量計

模擬輸出一流量信號類型包括4-20mA電流信號、1-5V電壓信號等，目前應用最為廣泛的還是4-20mA電流信號，模擬輸出一流量單位包括m3/h、Km3/h、L/min、Nm3/h、NKm3/h、Kg/h和t/h。然后依次輸入標況體積流量一設計溫度（℃）、標況體積流量一設計表壓（Mpa）、質量流量一設計密度（kg/m3）、流量信號上限、流量信號下限和流量故障代用值。

2 介質類型

介質補償類型包括：氣體無補償、液體無補償、氣體溫壓補償、天然氣和水和水蒸汽。

2.1 氣體無補償

當計量現場的工況參數變化不大，氣體介質可以不進行溫壓補償換算，只需要輸入氣體無補償一工況密度（kg/m3），氣體無補償—可膨脹系數和氣體無補償一介質粘度（mpa.S）值。

2.2 液體無補償

如果計量介質為液體，其可膨脹系數幾乎沒有變化（=1），則只需要輸入液體無補償一工況密度（kg/m3）和液體無補償一介質粘度（mpa.S）值。

2.3 氣體溫壓補償

氣體溫壓補償是最常用的補償方式，氣體介質分為已知氣體和自定義氣體兩種。針對已知氣體需要輸入氣體溫壓補償一濕度值（%）、氣體溫壓補償一標況溫度（℃）、已知氣體一可膨脹系數eps牢b償方式和已知氣體一設定eps_可膨脹系數。對自定義氣體而言，要輸入自定義氣體一標況密度（kg/m3）、自定義氣體一壓縮系數z補償方式包括自動計算壓縮系數和輸入固定壓縮系數兩種方式，選擇自動計算壓縮系數時，需要輸入自定義氣體_自動z_臨界溫度Tc（K）和白定義氣體一自動z_臨界壓力Pc（MPa），對于選擇輸入固定壓縮系數時，需要輸入自定義氣體_設定z_壓縮系數。選擇自動計算可膨脹系數時，需要輸入自定義氣體一自動eps_等熵指數和自定義氣體一設定eps_可膨脹系數值；而當選擇輸入固定可膨脹系數時，需要輸入自定義氣體一設定eps_可膨脹系數[2]。

2.4 天然氣

天然氣的計量主要有3種算法，AGA92DC、SGERG88和NX-19。AGA92DC算法計算壓縮因子的計算量較大，多用于流計算機和在線氣體組分分析儀的綜合應用。SGERGG88算法計算量較小，同時也滿足常規的計量精度要求。輸入SGERG88算法的參數：CO2摩爾分數、H2摩爾分數、高位發熱量（MJ/m3）和相對密度。如果選擇自動計算可膨脹系數方式，在計量流量的過程中會自動計算可膨脹系數值，如果選擇輸入固定可膨脹系數方式，需要輸入設定可膨脹系數值。

2.5 水和水蒸汽

水和水蒸汽的算法主要依據水和水蒸氣國際協會熱力學性質工業標準IAPWS-IFC1997公式，只需要輸入溫度和壓力值就能計算出實時水和水蒸汽的物性參數值。水和水蒸汽的介質往往涉及到熱量計量，應用焓值乘以瞬時流量值就可以得到介質產生的瞬時熱量值，具體可通過熱量功能來關閉或者開啟熱量計量功能[3]。

3 結語

依據JJGl003—2016《流量積算儀檢定規程》，實現了流量積算儀標準輸出值的計算，解決了工況現場流量積算儀計算過程涉及參數龐雜易出錯且不易校驗的問題，提高了現場工作效率和操作準確度，達到了預期的設計效果。