張家銘

摘 要： 氣體流量計量的應用比較廣泛，其在貿易、能源、環(huán)保等方面的計量工作中都有應用。而為了保證其計量準確，需要建立高精度的氣體流量標準裝置?；诖耍疚木蜌怏w流量標準裝置展開研究，首先闡述了其類型和建立作用，其次對其發(fā)展狀況進行深入的分析，以期能夠將氣體流量標準裝置的作用充分發(fā)揮出來，為我國各行業(yè)的高精度計量發(fā)展起到推動作用。

關鍵詞： 氣體流量;標準裝置;發(fā)展狀況

【中圖分類號】TH715.3? ? ?【文獻標識碼】A? ? ?【文章編號】1674-3733（2020）19-0289-01

流量計量作為計量的重要參數(shù)之一，其與社會經濟和人民生活關系密切。水、燃氣、電量等生活計量、能源貿易結算計量等都與流量計量有關。隨著石油、天然氣等能源開發(fā)力度加大，此類能源已經逐漸成為當前的主要生存資料，尤其是天然氣，其已經成為當前國民經濟支柱性產業(yè)之一。同時，在西氣東輸?shù)裙こ痰耐苿酉拢覈烊粴赓Y源不斷運送到東部市場中，而在此過程中，坦然器的存儲和疏松都需要進行氣體流量計量工作，標準的計量裝置是能源發(fā)展的重要保障。

1 氣體流量標準裝置類型和建立作用

1.1 類型

氣體流量標準裝置分為鐘罩式、pVTt法和mt法這幾種。

（1）鐘罩式氣體流量標準裝置作為經典氣體裝置，其由可動鐘罩以及固定溝槽兩部分溝槽容積可變密封空腔。鐘罩下降時，利用壓力補償使內部氣體壓力維持固定值，不會猶豫鐘罩進入到液體中而出現(xiàn)變化[1]。鐘罩上配置了擋板，其容積也是預先設定的。在對流量計進行檢定時，需要將裝置閥門打開，通過排除氣體體積對流量進行計算。根據(jù)氣流方向，裝置可以分為排氣和進氣兩種。

（2）pVTt法氣體流量標準裝置主要用于氣體質量流量的間接測量。其容積固定，在氣體憑借某一流量流進或流出該容器時，氣體質量會有變化。測量一段時間內標準容器中氣體熱力值溫度以及絕對壓力電話，就能夠得到氣體質量流量。該裝置要對上述幾個參數(shù)進行測量，因此也被稱為pVTt法，其能夠檢定臨界流噴嘴和其他氣體流量[2]。該氣體裝置類型多，根據(jù)氣流方式分為進氣和排氣兩種，根據(jù)氣源壓力分為高壓和常壓兩種，根據(jù)換向方式分為換向閥和開關閥兩種，根據(jù)標準容器分為單容器和多容器兩種。

（3）mt法氣體流量標準裝置通常是正壓進氣式，其通過稱量設備對一定時間內容器內的氣體質量變化進行直接測量。該方法要將氣體凈質量稱量出，為了能夠使氣體質量準確性提升，需要增加氣體壓力，進而增加氣體密度，以使總稱量中氣體凈質量比例增加。氣體持續(xù)進入到稱量容器中，壓力就會隨之上升，流量計在進行檢定時要在容器上游配置臨界流文丘里噴嘴。

1.2 建立作用

一方面，氣體流量計的正確使用能夠統(tǒng)一流量量值，不僅能夠保證貿易公平，同時也能夠節(jié)約能源資源，提高社會、經濟等效益。能源飛速發(fā)展使得天然氣的應用越發(fā)重要，在天然氣應用時，氣體流量計能夠將能源消耗準確計量下來，進而計算能耗，科學管理能源應用，為節(jié)能降耗奠定堅實的基礎。另一方面，我國當前的氣體流量標準裝置應與國際接軌，建立了以鐘罩式、pVTt法和mt法音速噴嘴等多種氣體流量裝置[3]。但是，我國的氣體流量標準裝置與發(fā)達國家仍然存在一定差距，鐘罩式流量測量準確度有待提高，pVTt法類型單一。同時，我國昂前的正壓供氣式氣體流量標準裝置比較缺乏，對我國整體的氣體流量計量工作發(fā)展產生了影響。因此，我國需要加大力度建設正壓供氣式氣體流量標準裝置，填補空白，完善氣體流量溯源體系。

2 氣體流量標準裝置的發(fā)展狀況

2.1 原始標準

當前，國際對于氣體流量裝置的研究比較多，有效提高了計量性能技術標準，拓展了其功能，其主要體現(xiàn)在流量測量準確性和流量范圍兩方面上。國際上，鐘罩氣體標準裝置的應用比較廣泛，其流量范圍處于1L/min-50000L/min之間。pVTt法在四個國家的拓展不確定度達到0.02-0.2%，力量范圍處于1L/min-77600L/min之間。此外，液體溶劑置換式裝置的拓展不確定度為0.13-154%。

我國國家計量科學院所研究的pVTt法氣體流量標準裝置使用的是負壓法，能夠達到國際先進標準，其是通過音速噴嘴來傳遞量值的[4]。技術指標為：標準容器的容積分別為20、2、0.2（m3），流量范圍在0.1-1300（m3/h），檢定范圍以音速噴嘴喉徑為標準，其≤60mm，以空氣為檢定介質，系數(shù)2的拓展不確定度為0.05%。

2.2 傳統(tǒng)標準

現(xiàn)階段，標準表法氣體流量標準裝置的優(yōu)點比較多，其在傳遞標準中的使用也十分廣泛，該方法能夠測量氣體流量、傳輸量值，同時能夠使量限擴大，降低投入，提高作業(yè)效率。當前，國內外使用的標準表是臨界流文丘里噴嘴，例如美國NIST氣體流量標準裝置等。裝置最小流量為0.1m3/h，足底啊流量為7000m3/h[5]。而我國的臨界流文丘里噴嘴氣體流量標準裝置位于國家計量研究院，流量范圍達到0.2-900.1m3/h，通徑范圍15-300mm，不確定度0.2%，壓力在0.16-2.1MPa，常溫下試驗，空氣狀態(tài)中進行檢測。

結束語：近年來，我國的氣體流量標準裝置發(fā)展迅速，已經為建設高準確度且功能完善的氣體流量標準裝置體系積極作出努力。本文就當前存在的鐘罩式、pVTt法和mt法這幾種氣體流量標準裝置進行了介紹，之后對氣體流量標準裝置的發(fā)展狀況作出了闡述，從原始標準和傳統(tǒng)標準兩方面進行分析，從中可以發(fā)現(xiàn)，臨界流文丘里噴嘴氣體流量檢定法在天然氣計量中應用比較多，其能夠實現(xiàn)在線檢定，整體效果比較好，且對于我國氣體流量標準裝置的發(fā)展具有一定指導作用。

參考文獻

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[2] 周軼，趙作廣，王韞韜，等.移動實驗室氣體流量標準裝置的研制[J].中國計量，2019，279（02）：95-98.

[3] 安海驕，趙軼，王錫鋼，等.可調壓氣體流量標準裝置的研究[J].自動化與儀表，2019，034（005）：72-74.

[4] 信彥峰，崔寶，賈正紅，etal.氣體大流量標準裝置改造[J].計量技術，2019，000（008）：70-72，69.

[5] 萬勇，錢碧波，鄭楷演，等.一種并聯(lián)式雙標準氣體流量裝置的設計與分析[J].計量技術，2019，000（001）：10-13.