浅析标准表法流量标准装置_段慧明

标准表法气体流量标准装置测量不确定度分析与评定
邓立三;吉秀民
【期刊名称】《中国计量》
【年(卷),期】2009()3
【摘要】一、概述标准表法流量标准装置是一种建造费用较低、操作简便、使用效率高的装置，近年来在国内外使用较为普遍。

根据JJF1059—1999《测量不确定度评定与表示》和JJG643—2003《标准表法流量标准装置》检定规程的规定．对装置的测量不确定度进行评定。

【总页数】3页(P97-99)
【关键词】气体流量标准装置;测量不确定度分析;标准表法;《测量不确定度评定与表示》;建造费用;检定规程;国内外
【作者】邓立三;吉秀民
【作者单位】河南省郑州市燃气监测中心;河南省新乡方圆建设监理有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TH814;TM933.221
【相关文献】
1.用音速喷嘴气体流量标准装置测量气体腰轮流量计仪表系数的不确定度评定 [J], 刘鸿滨
2.（0～4）MPa 可调压力标准表法气体流量标准装置及不确定度分析 [J], 詹娇;龚磊;王硕
3.标准表法气体流量标准装置及不确定度分析 [J], 黄向阳;李长武;罗强
4.标准表法气体流量标准装置检测加气机不确定度分析 [J], 韩文普;刘振华
5.标准表法气体流量标准装置及测量结果不确定度分析 [J], 张宏廷
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

计量标准技术报告计量标准名称车载式标准表法气体流量标准装置装置计量标准负责人建标单位名称（公章）填写日期2020.10目录一、建立计量标准的目的……………………………………………………( 3 )二、计量标准的工作原理及其组成……………………………………( 3 )三、计量标准器及主要配套设备…………………………………………( 4 )四、计量标准的主要技术指标 (5)五、环境条件………………………………………………………………( 5 )六、计量标准的量值溯源和传递框图………………………………………( 6 )七、计量标准的重复性试验…………………………………………………( 7 )八、计量标准的稳定性考核……………………………………………………( 8 )九、检定或校准结果的测量不确定度评定…………………………………( 11 )十、检定或校准结果的验证…………………………………………………( 21 ) 十一、结论……………………………………………………………………( 22 ) 十二、附加说明…………………………………………………………………( 22 )一、建立计量标准的目的计量标准在计量检定系统中起着传递量值承上启下的作用，是将各项计量基准复现的单位量值传递到生产贸易和科学技术等使用第一线的纽带，是实现量值统一的基础。

因此为了保证量值准确可靠必须建立计量标准。

车载式标准表法气体流量标准装置建立的目的就是为了确保气体流量计量仪表量值的准确可靠。

二、计量标准的工作原理及其组成车载式标准表法气体流量标准装置的工作原理：装置工作时，大气通过检定管路的前直管段、被检流量计、后直管段、上缓冲罐、标准表、下缓冲罐、高压风机等最后排放到大气中，检定介质的流动路径从左到右流动，在流动稳定的情况下，任何时刻流过两台表的质量流量Q m是相等的，根据这一基本原理，确定被检表的计量性能，装置工艺流程图如下图所示：车载标准表法气体流量标准装置的组成：车载装置的基本结构由以下六个部分组成，分别为地盘车、主机部分、动力部分、控制部分、被检表装夹台位部分以及备用管段组部分，各部分根据功能以合理方式安装固定在车厢内。

临界流文丘利喷嘴法气体流量标准装置临界流文丘利喷嘴法气体流量标准装置（Critical Flow Venturi Nozzle Gas Flow Standard Device）一、引言临界流文丘利喷嘴法气体流量标准装置是一种用于测量气体流量的标准装置。

它基于临界流原理和文丘利喷嘴法进行设计和制造，用于提供准确、可靠的气体流量标准。

本文将详细介绍该装置的结构、原理、制造和使用方法等。

二、结构和原理1. 结构临界流文丘利喷嘴法气体流量标准装置由三个主要部分组成：压力源、喷嘴和流量计。

压力源用于提供一定范围内的恒定压力，喷嘴是由一组收缩和扩散截面构成的管道，流量计则用于测量通过喷嘴的气体流量。

2. 原理临界流文丘利喷嘴法基于流体动力学原理，通过控制气体的压力和温度，使气体达到临界流状态，即喷嘴入口部分的流速等于声速。

在临界流状态下，气体的密度变化可忽略不计，从而实现了气体流量的准确测量。

三、制造过程临界流文丘利喷嘴法气体流量标准装置的制造过程主要包括以下几个步骤：1. 装配压力源：选择合适的压力源，如气缸压力表等，按照设定要求进行装配和连接。

2. 制作喷嘴：根据设计要求，制作喷嘴的收缩和扩散截面。

一般采用不锈钢材料，通过机械加工或激光切割等方法进行加工。

3. 制作流量计：选择合适的流量计，如差压传感器、质量流量计等，根据设定要求进行装配和连接。

4. 装配喷嘴和流量计：将制作好的喷嘴和流量计按照设计要求进行装配和连接，确保喷嘴和流量计间的密封性。

5. 调试和校准：进行装置的调试和校准工作，包括确定恒定压力源的压力范围、校准流量计的准确度等。

四、使用方法使用临界流文丘利喷嘴法气体流量标准装置进行气体流量测量时，需要按照以下方法操作：1. 连接气体源：将待测气体源连接至喷嘴的入口处，确保连接牢固，无泄漏。

2. 设定压力：根据测量要求，设定合适的压力源压力，并稳定一段时间，使气体进入恒定流动状态。

3. 测量流量：通过流量计测量喷嘴出口的气体流量，并记录。

标准表法工作级计量标准的建立国家石油天然气大流量计量站武汉分站（以下简称“武汉分站”）工作级计量标准采用标准表法，按照JJF 1033《计量标准考核规范》的要求完成了计量标准的重复性试验、稳定性考核，测量结果的不确定度评定与验证，完成建标，可以天然气为介质，对流量计口径DN500以下，流量测量范围（20～9600）m3/h，准确度等级为1.0级及以下的气体流量计开展检定工作，校准气体流量计测量不确定度U=0.29%，k=2。

标签：计量标准；溯源；重复性；稳定性；不确定度1 建立计量标准的目的近年来，我国天然气工业快速发展使天然气流量计的检定需求不断增加，对国内天然气实流检定能力提出了新的要求。

为满足天然气贸易交接流量计检定工作的需要，中国石化依托川气东送管道，建设了国家石油天然气大流量计量站武汉分站。

武汉分站的建成填补了中国石化在该技术领域的空白，进一步完善了国家天然气流量量值溯源和传递体系，有利于促进我国天然气计量科学技术进步，满足国家天然气工业发展需要。

2 计量标准的工作原理及其组成武汉分站工作级计量标准采用标准表法，标准装置分为大流量检定系统和小流量检定系统。

小流量检定系统和大流量检定系统下游设计了7路检定台位：1路DN80、1路DN100条、1路DN150、1路DN200、1路DN300、2路DN400口径，通过变径可安装DN50～DN400口径被检天然气流量计，每个检定台位可以同时串联安装2台被检流量计，另外，还设计了1条DN300口径移动标准装置检定接口。

配备了一台在线气相色谱分析仪，可以实时对测量介质的组成进行分析，测量数据上传至检定系统参与流量计算。

为了提高测量结果的可靠性，每一个标准支路还配备了1台核查超声流量计，串联在标准涡轮流量计的上游，作为比对流量计实时监测该支路涡轮流量计的计量性能，确保检定和校准结果的准确可靠。

3 计量标准的主要技术指标（1）测量介质：天然气；（2）设计压力：10MPa；（3）工作压力：（2.5～10.0）MPa；（4）小流量检定系统测量范围：（20～1600）m3/h，测量结果的不确定度：U=0.29%，k=2；大流量检定系统测量范围：（80～9600）m3/h，测量结果的不确定度：U=0.29%，k=2。

计量标准技术报告计量标准名称钟罩式气体流量标准装置（0.2级）计量标准负责人建标单位名称填写日期目录一、建立计量标准的目的………………………………………………………………… ( )二、计量标准的工作原理及其组成………………………………………………………( )三、计量标准器及主要配套设备…………………………………………………………( )四、计量标准的主要技术指标……………………………………………………………( )五、环境条件………………………………………………………………………………( )六、计量标准的量值溯源和传递框图……………………………………………………( )七、计量标准的稳定性考核………………………………………………………………( )八、检定或校准结果的重复性试验…………………………………………………………( )九、检定或校准结果的不确定度评定………………………………………………( )十、检定或校准结果的验证………………………………………………………………( ) 十一、结论…………………………………………………………………………………( ) 十二、附加说明……………………………………………………………………………( )六、计量标准的量值溯源和传递框图注：应当提供《计量标准的稳定性考核记录》。

注：应当提供《检定或校准结果的重复性试验记录》。

即合成方差由三个不确定度分量组成，它们是：燃气表读数V m 所引入的不确定度,燃气表分辨力V m 所引入的不确定度,以及通过燃气表气体体积V ref 测量所引入的不确定度。

(1) 燃气表读数V m 所引入的不确定度分量由于被检燃气表为数字显示，故读数本身不引入任何误差，即u (V m )=0，于是所引入的不确定度分量为：0)V (u V E)E (u m m1=∂∂=(2) 燃气表分辨力V m 所引入的不确定度分量被检表的分辨力为0.2 L ，每一个读数可能包含的最大误差为±0.1 L ，分辨力所引入的误差应满足距形分布，于是V m 的不确定度为：L 0577.03L 1.0)V δ(u m ==对应的灵敏系数c 2为：1ref m 2L 01.0L1001V 1V δE c -===∂∂=于是所引入的不确定度分量为：41m m21077.5L 0577.0L 01.0)V δ(u V δE)E (u --⨯=⨯=∂∂=(3) 气体体积V ref 所引入的不确定度分量已经得到u (V ref )=0.128 L ，对应的灵敏系数c 3为：1242ref m m ref 3L 01.0L10L100V V δV V E c -==+=∂∂=于是所引入的不确定度分量为：31ref ref31028.1L 128.0L 01.0)V (u V E)E (u --⨯=⨯=∂∂=6.示值误差E 测量不确定度分量汇总表和合成标准不确定度十、检定或校准结果的验证采用比对法。

水流量标准装置1 范围本标准规定了本企业用于水流量仪表检定的液体流量标准装置的技术要求。

本标准适用于本企业DN50mm~DN300mm口径水流量标准装置的购置、安装、施工及检定。

2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。

凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件，凡是不注日期的，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T 778.3-2007 封闭满管道中水流量的测量饮用冷水水表和热水水表第3部分试验方法和试验设备JJG 164-2000 液体流量标准装置检定规程JJG 162-2009 冷水水表检定规程JJG 225-2010 热量表检定规程3 术语和定义3.1 静态容积法（含启停容积法）在水流量标准装置处于静止状态下测量一段时间内工作量器中的液体体积量，从而计算出流量。

3.2 动态容积法在水流量标准装置流动过程中，测量一段时间内工作量器的液体体积变量，从而计算出流量。

3.3 计量单位体积：立方米，符号m³流量：立方米每小时，符号m³/h4 构成4.1 水源系统由储水池、水泵组、稳压容器、消气过滤器和变频调节系统组成。

主要作用是利用变频调节系统控制水泵把水从储水池中抽出，以一定压力流入管路，经过稳压容器的稳压和消气过滤器的气泡消除、杂质过滤，在实验管路中形成一个稳定且无杂质气泡的流场环境，使流过被检流量计的液体达到理想状态。

4.2 标准器组主要有20L、50 L、300 L、1000 L、7500L等二等标准金属量器组成。

4.3 管路系统由连接管段、前后直管段、被检流量计夹紧装置、流量调节设备和换向器组成。

夹紧装置采用气动伸缩器，可以自由夹紧各种流量计。

4.4 数据采集控制系统由工业控制微机、温度压力传感器、信号采集调理部件、输入输出控制部件、专业组态软件组成。

5 计量性能要求5.1 介质条件测量介质为单相的清洁水且符合饮用自来水的水质要求;若水是循环使用的,则应经过过滤并防止含有害人体、损坏被检仪表或影响被检仪表的有害物质。

紧凑式标准表法气体流量标准装置的应用杨长星 / 思达斯易集团上海思达斯易仪器仪表有限公司摘　要　介绍了紧凑式标准表法气体流量标准装置的组成及工作原理。

通过分析装置的不确定度和进行测量结果的验证，证实了这种紧凑式标准表法气体流量标准装置可应用于气体流量计的检定或校准。

关键词　标准表法；不确定度；测量结果0　引言随着我国天然气管网的完善和天然气价格机制改革的不断推进，天然气消费将继续增加。

预测到2030年，我国天然气需求量为5 000亿至6 000亿立方米，对流量测量的准确度及测量范围的要求越来越高，因此对气体流量标准装置也提出了更高的要求。

标准表法气体流量标准装置[1]是检定气体流量计的常用装置，由于它结构简单，操作方便，工作效率高，因此深受用户的欢迎。

目前荷兰FMG 公司研制出的一种紧凑型标准表法气体流量标准装置（以下简称测试台），已在本单位（简称公司）得到成功应用。

1　装置概述测试台是以减少占用空间、提高标定效率、降低能耗、提供高准确度的标定服务为总体设计思路。

图1为测试台整体外观，可以看出测试台结构非常紧凑，占用空间非常少，在一个办公桌大小的装置上就能对DN150以下口径的气体流量计（准确度等级0.5级及以上）进行检定或校准。

硬件方面，测试台标准表选用特殊设计的专门应用在测试装置和移动基准的优化型双转子腰轮流量计。

这类流量计重复性、长期稳定性非常优良，几乎没有脉动流影响。

测试台配置的标准表分别是四个独立的核查表，任意一台或多台可对其他的标准表进行相互核查。

这样对标定的准确度更有保证，并在使用中得到了验证。

测试台装备有高品质传感器，以及全自动、智能化控制系统，能减少热膨胀效应。

通过采用内置时钟的多通道数字分析模块，它可以高精度地采样和收集相关数据。

流量的调节是通过变频风机结合风量调节阀实现的，可以在量程范围内快速准确地调节到所需流量，使得标定工作效率大大提高。

图 1　测试台整体外观软件方面，通过智能设计、自诊断功能及采用高质量的软件，保证了其维修维护量在最小范围。