空氣流量（liàng）計（jì）取壓方式對檢定結果的影響及優化措施
點擊次數：2419 發布時間：2021-01-08 05:35:19
隨著社會對於環保（bǎo）認識的日益提（tí）高，天然氣作為一種清潔能源在工（gōng）業生產受到青睞，近年來我國天然氣工（gōng）業得到長足（zú）的發展。空氣流量計作為一種高（gāo）精度的氣體流量計量儀表，被越來越廣泛地應用於（yú）天然（rán）氣計量。在空氣流量計的使用過程中，為了保（bǎo）證其計量的（de）準確性和可（kě）靠性，必須按照檢定規程對其進行檢定（檢定周期（qī）一般為２年），檢定（dìng）時要（yào）從表體取壓（yā）孔取壓進（jìn）行補償（cháng）計算。但在實際生產計量中往（wǎng）往由於所（suǒ）計量的天然氣成（chéng）分不純，通常會夾雜一些（xiē）雜質油汙、沙礫等雜質，造成流量計取壓孔的堵塞和腐（fǔ）蝕，導致正（zhèng）常的檢定（dìng）過（guò）程中取壓工作（zuò）無法進行。於（yú）是有的檢定員就直接從管（guǎn）道取壓（yā）孔取壓或不取壓，這到底對流量計的檢定結果有沒有影響呢？本文則是利用試驗的方法，通過（guò）比較流量計表體取壓孔取壓和管道取壓孔取（qǔ）壓兩種取壓方式下的空氣流量計檢定試（shì）驗數據，明確了（le）流量計在兩種取壓方式（shì）下的計（jì）量存在的誤差，對於空氣（qì）流量計的檢定工作提供了參考。
１、流量計工作原理及數據處理
１．１空氣流量計的工作原理（lǐ）
圖１為（wéi）空氣流量計的結構圖。當流體通過（guò）由螺旋形葉片組成的旋渦發生（shēng）器後，流體被迫繞著發生器劇烈旋轉，形成旋渦。當流體進入擴散段時，旋（xuán）渦流（liú）受到回流的作用，開始作二次旋轉，形成陀螺式的渦（wō）流進動（dòng）現象。該進動頻率與流（liú）量大小成正比，不受流體的物理性質及密度的影響。檢測元件測得流體二次旋轉進動頻率，通過計算就可（kě）得到流（liú）量值，且所測流量值能在較寬的範圍內獲得良好的線（xiàn）性度。流量計算式為（wéi）：ｑｖ＝ｆ／Ｋ（１）
式中ｑｖ為體積流量，ｍ３／ｓ；ｆ為旋渦頻率，Ｈｚ；Ｋ為流量儀表係數，ｍ－３。
空氣流量計檢（jiǎn）定過（guò）程中使用的取壓（yā）孔在表體的（de）下部或（huò）側部。為了弄清楚（chǔ）取壓方式對流量計檢定準確（què）度的影響，分（fèn）別在流量計表體取壓孔取壓和管道取壓孔取壓兩種取壓（yā）方式下進行了流量（liàng）計檢定試驗。
１．２試驗數據處理
試驗采用的標準裝置為負壓法臨界流音速噴嘴法氣體流量標準裝置，其準確度等級為０．３級，可以滿足一般準確度等級為（wéi）１．５級的空氣流量計的檢定要求，檢定依（yī）據為ＪＪＧ １９８—１９９４速度式流量（liàng）計檢定規程。試驗以不同廠家、不同口徑的空（kōng）氣流量計為（wéi）例，對采用表體取壓孔取壓和管道取（qǔ）壓（yā）孔取壓方式下
不同流量點的流量計（jì）誤差進行比較。
以使用廣泛的（de）ＤＮ１００Ｂ空（kōng）氣流量計為例，係統運行時間（jiān）為６０ｓ，標準裝（zhuāng）置的滯止平均溫度為２８．９℃，空間平均濕度為３０％，流量計的平均溫度為２８．３℃，在表體（tǐ）取壓孔取壓和（hé）管道取壓孔取壓的（de）流量計檢定試驗數據分別如表１、２所（suǒ）示。
由表１、２得到ＤＮ１００Ｂ空氣流（liú）量計在兩種取壓方式下的流量計（jì）相對誤差曲線如圖２所示。
以某公司生產的ＴＤＳ２００ＢＴ空氣流量計為
例，係統運行時間為６０ｓ，標準裝置的滯止平均溫度（dù）為（wéi）２９．７℃，空間平均濕度（dù）為４２％，流量計的平均溫度為２９．３℃，在表體取壓孔取壓和（hé）管道取壓孔取壓的流（liú）量計檢定試驗（yàn）數據分別如（rú）表３、４所示（shì）。兩種取壓方式下的（de）流量計相對誤差曲線如圖３所示。
表１～４中的儀表係數計算方（fāng）法參（cān）見ＪＪＧ １９８—１９９４速度式流量計檢（jiǎn）定規程。流量計相（xiàng）對誤（wù）差的（de）計算公式為：
式中Ｅ為流量計相對誤差，％；Ｋｉ為檢定過程中計算得出的（de）儀表係數，ｍ－３；Ｋ０為原始狀態的儀表係數，ｍ－３。
２、取壓（yā）方式的影響分析（xī）
從以上數據表和曲（qǔ）線圖中可以看出：空氣流量（liàng）計型號一定的情況下，用表體取壓（yā）孔取壓方式檢定流量計時流量計的線（xiàn）性度較好，用管（guǎn）道取（qǔ）壓孔取壓方式檢定流量計時流量計的線性度較差；流量測點相同的情況下，表體取壓孔取壓（yā）檢定方式的流量計（jì）誤差較小，管道取壓孔取壓（yā）檢定方式的流量計誤差（chà）較大；兩種取壓方式引起的誤差隨著流量的增大（dà）而逐漸增大，在流量為２ ９００ｍ３／ｈ時（shí）兩（liǎng）者相差近６．２％，遠遠超出了（le）流量計的準（zhǔn）確度等級。所以，在空氣流量計（jì）的檢定過（guò）程中，應避免（miǎn）在（zài）流量計表體取壓孔（kǒng）以外的地方（fāng）取壓進行檢定。
３、流量計使用改進措施
綜（zōng）上所（suǒ）述，空氣流量計在檢定過程中，管道取壓孔取壓方式對流量計檢定結果的影（yǐng）響較大。為了保證空氣流量計檢定工作的準確性（xìng）、科學性（xìng）和公正性，避免由於流量計表體取壓（yā）孔堵塞（sāi）而導致檢定員在管道取壓孔取壓對流量（liàng）計（jì）進行檢定，提（tí）出以下改進（jìn）措施。
１）建議空氣流量計生產廠家在不（bú）影響（xiǎng）流量計性能的前提（tí）下，適當改進流量（liàng）計的結構，比如可以提高取（qǔ）壓孔的位置，避免其被雜物堵塞。
２）用戶在使（shǐ）用現場可在空氣流量計前端安裝（zhuāng）過濾裝置，將雜（zá）物濾（lǜ）除掉。
３）空氣流量計出廠時將取壓孔外部螺絲塗抹潤滑油，同時將取壓孔內部用橡皮（pí）塞堵上，防止雜物堵（dǔ）塞和取壓孔生鏽。
４）空氣流量計檢定過程中，如（rú）果點流量變化較大，而（ér）流量（liàng）計（jì）壓（yā）力變化不明顯（xiǎn）時，檢定係統應設置取壓無效報警，以提示檢定人（rén）員采取（qǔ）相應（yīng）補救（jiù）措施。
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１、流量計工作原理及數據處理
１．１空氣流量計的工作原理（lǐ）
圖１為（wéi）空氣流量計的結構圖。當流體通過（guò）由螺旋形葉片組成的旋渦發生（shēng）器後，流體被迫繞著發生器劇烈旋轉，形成旋渦。當流體進入擴散段時，旋（xuán）渦流（liú）受到回流的作用，開始作二次旋轉，形成陀螺式的渦（wō）流進動（dòng）現象。該進動頻率與流（liú）量大小成正比，不受流體的物理性質及密度的影響。檢測元件測得流體二次旋轉進動頻率，通過計算就可（kě）得到流（liú）量值，且所測流量值能在較寬的範圍內獲得良好的線（xiàn）性度。流量計算式為（wéi）：ｑｖ＝ｆ／Ｋ（１）
式中ｑｖ為體積流量，ｍ３／ｓ；ｆ為旋渦頻率，Ｈｚ；Ｋ為流量儀表係數，ｍ－３。
空氣流量計檢（jiǎn）定過（guò）程中使用的取壓（yā）孔在表體的（de）下部或（huò）側部。為了弄清楚（chǔ）取壓方式對流量計檢定準確（què）度的影響，分（fèn）別在流量計表體取壓孔取壓和管道取壓孔取壓兩種取壓（yā）方式下進行了流量（liàng）計檢定試驗。
１．２試驗數據處理
試驗采用的標準裝置為負壓法臨界流音速噴嘴法氣體流量標準裝置，其準確度等級為０．３級，可以滿足一般準確度等級為（wéi）１．５級的空氣流量計的檢定要求，檢定依（yī）據為ＪＪＧ １９８—１９９４速度式流量（liàng）計檢定規程。試驗以不同廠家、不同口徑的空（kōng）氣流量計為（wéi）例，對采用表體取壓孔取壓和管道取（qǔ）壓（yā）孔取壓方式下
不同流量點的流量計（jì）誤差進行比較。
以使用廣泛的（de）ＤＮ１００Ｂ空（kōng）氣流量計為例，係統運行時間（jiān）為６０ｓ，標準裝（zhuāng）置的滯止平均溫度為２８．９℃，空間平均濕度為３０％，流量計的平均溫度為２８．３℃，在表體（tǐ）取壓孔取壓和（hé）管道取壓孔取壓的（de）流量計檢定試驗數據分別如表１、２所（suǒ）示。
由表１、２得到ＤＮ１００Ｂ空氣流（liú）量計在兩種取壓方式下的流量計（jì）相對誤差曲線如圖２所示。
以某公司生產的ＴＤＳ２００ＢＴ空氣流量計為
例，係統運行時間為６０ｓ，標準裝置的滯止平均溫度（dù）為（wéi）２９．７℃，空間平均濕度（dù）為４２％，流量計的平均溫度為２９．３℃，在表體取壓孔取壓和（hé）管道取壓孔取壓的流（liú）量計檢定試驗（yàn）數據分別如（rú）表３、４所示（shì）。兩種取壓方式下的（de）流量計相對誤差曲線如圖３所示。
表１～４中的儀表係數計算方（fāng）法參（cān）見ＪＪＧ １９８—１９９４速度式流量計檢（jiǎn）定規程。流量計相（xiàng）對誤（wù）差的（de）計算公式為：
式中Ｅ為流量計相對誤差，％；Ｋｉ為檢定過程中計算得出的（de）儀表係數，ｍ－３；Ｋ０為原始狀態的儀表係數，ｍ－３。
２、取壓（yā）方式的影響分析（xī）
從以上數據表和曲（qǔ）線圖中可以看出：空氣流量（liàng）計型號一定的情況下，用表體取壓（yā）孔取壓方式檢定流量計時流量計的線（xiàn）性度較好，用管（guǎn）道取（qǔ）壓孔取壓方式檢定流量計時流量計的線性度較差；流量測點相同的情況下，表體取壓孔取壓（yā）檢定方式的流量計（jì）誤差較小，管道取壓孔取壓（yā）檢定方式的流量計誤差（chà）較大；兩種取壓方式引起的誤差隨著流量的增大（dà）而逐漸增大，在流量為２ ９００ｍ３／ｈ時（shí）兩（liǎng）者相差近６．２％，遠遠超出了（le）流量計的準（zhǔn）確度等級。所以，在空氣流量計（jì）的檢定過（guò）程中，應避免（miǎn）在（zài）流量計表體取壓孔（kǒng）以外的地方（fāng）取壓進行檢定。
３、流量計使用改進措施
綜（zōng）上所（suǒ）述，空氣流量計在檢定過程中，管道取壓孔取壓方式對流量計檢定結果的影（yǐng）響較大。為了保證空氣流量計檢定工作的準確性（xìng）、科學性（xìng）和公正性，避免由於流量計表體取壓（yā）孔堵塞（sāi）而導致檢定員在管道取壓孔取壓對流量（liàng）計（jì）進行檢定，提（tí）出以下改進（jìn）措施。
１）建議空氣流量計生產廠家在不（bú）影響（xiǎng）流量計性能的前提（tí）下，適當改進流量（liàng）計的結構，比如可以提高取（qǔ）壓孔的位置，避免其被雜物堵塞。
２）用戶在使（shǐ）用現場可在空氣流量計前端安裝（zhuāng）過濾裝置，將雜（zá）物濾（lǜ）除掉。
３）空氣流量計出廠時將取壓孔外部螺絲塗抹潤滑油，同時將取壓孔內部用橡皮（pí）塞堵上，防止雜物堵（dǔ）塞和取壓孔生鏽。
４）空氣流量計檢定過程中，如（rú）果點流量變化較大，而（ér）流量（liàng）計（jì）壓（yā）力變化不明顯（xiǎn）時，檢定係統應設置取壓無效報警，以提示檢定人（rén）員采取（qǔ）相應（yīng）補救（jiù）措施。
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