流量积算仪检定问题探讨

段修全

济宁市计量测试所 山东济宁 272000

标准流量积算仪是一种高精度的智能化计量仪表，可以测量计量时间、脉冲信号和电流信号。工业仪表的输出信号多为脉冲输出和4mA-20mA电流输出，脉冲输出多以当量脉冲的方式计量时间段内的累积流量，4mA-20mA电流输出多用来表示被测仪表的瞬时流量值[1]。常见流量仪表的类型有涡轮流量计、涡街流量计、旋进旋涡流量计、罗茨流量计、电磁流量计和质量流量计。不同于工业流量积算仪二次仪表，标准流量积算仪主要用于计量检定和校准的标准装置。如音速喷嘴气流量标准装置、钟罩式气体流量标准装置、静动态质量法水流量标准。装置、静动态容积法水流量标准装置和标准体积管流量标准装置。

1 装置类型

流量计的装置类型包括：差压流量计，脉冲输出流量计和模拟输出流量计。

1.1 差压流量计

差压流量计类型包括：标准孔板、标准喷嘴、标准文丘里管、V锥和通用差压流量计。其中标准孔板流量计包括：角接取压孔板、法兰取压孔板和D/2取压孔板；标准喷嘴流量计包括：1932喷嘴、长颈喷嘴和文丘里喷嘴；标准文丘里管流量计包括：铸造文丘里，机械加工文丘里和粗焊铁板文丘里。上述差压流量计中除了通用差压流量计之外，都需要输入管道材质、管道自定义热膨胀系数（1E-6mm/mm。C）、20℃管道口径（mm）、节流件材质、节流件自定义热膨胀系数（1E.6mm/mm。C）和20℃节流件尺寸（mm）。如果已知管道和节流件材质可以直接根据所选类型进行热膨胀系数计算，否则需要自定义输入热膨胀系数值。通用差压流量计不同于上述设置，只需要输入通用差压一设计上限流量（t/h）和通用差压一设计密度（kg/m3）两个参数。

1.2 脉冲输出流量计

脉冲信号类型包括工况频率输出型和当量频率输出型，其中工况频率输出型一k系数单位包括1/m3和l/L；当量频率输出型一k系数单位包括m3Km3L、kg、t、Nm3和NKm3。如果选择脉冲输出型，则需要输入脉冲输出流量计仪表系数K参数；如果选择当量脉冲输出型，则需要输入当量脉冲一质量设计密度（kg/m3）、当量脉冲-设计温度（℃）和当量脉冲·设计表压（Mpa）。

1.3 模拟输出流量计

模拟输出一流量信号类型包括4-20mA电流信号、1-5V电压信号等，目前应用最为广泛的还是4-20mA电流信号，模拟输出一流量单位包括m3/h、Km3/h、L/min、Nm3/h、NKm3/h、Kg/h和t/h。然后依次输入标况体积流量一设计温度（℃）、标况体积流量一设计表压（Mpa）、质量流量一设计密度（kg/m3）、流量信号上限、流量信号下限和流量故障代用值。

2 介质类型

介质补偿类型包括：气体无补偿、液体无补偿、气体温压补偿、天然气和水和水蒸汽。

2.1 气体无补偿

当计量现场的工况参数变化不大，气体介质可以不进行温压补偿换算，只需要输入气体无补偿一工况密度（kg/m3），气体无补偿—可膨胀系数和气体无补偿一介质粘度（mpa.S）值。

2.2 液体无补偿

如果计量介质为液体，其可膨胀系数几乎没有变化（=1），则只需要输入液体无补偿一工况密度（kg/m3）和液体无补偿一介质粘度（mpa.S）值。

2.3 气体温压补偿

气体温压补偿是最常用的补偿方式，气体介质分为已知气体和自定义气体两种。针对已知气体需要输入气体温压补偿一湿度值（%）、气体温压补偿一标况温度（℃）、已知气体一可膨胀系数eps牢b偿方式和已知气体一设定eps_可膨胀系数。对自定义气体而言，要输入自定义气体一标况密度（kg/m3）、自定义气体一压缩系数z补偿方式包括自动计算压缩系数和输入固定压缩系数两种方式，选择自动计算压缩系数时，需要输入自定义气体_自动z_临界温度Tc（K）和白定义气体一自动z_临界压力Pc（MPa），对于选择输入固定压缩系数时，需要输入自定义气体_设定z_压缩系数。选择自动计算可膨胀系数时，需要输入自定义气体一自动eps_等熵指数和自定义气体一设定eps_可膨胀系数值；而当选择输入固定可膨胀系数时，需要输入自定义气体一设定eps_可膨胀系数[2]。

2.4 天然气

天然气的计量主要有3种算法，AGA92DC、SGERG88和NX-19。AGA92DC算法计算压缩因子的计算量较大，多用于流计算机和在线气体组分分析仪的综合应用。SGERGG88算法计算量较小，同时也满足常规的计量精度要求。输入SGERG88算法的参数：CO2摩尔分数、H2摩尔分数、高位发热量（MJ/m3）和相对密度。如果选择自动计算可膨胀系数方式，在计量流量的过程中会自动计算可膨胀系数值，如果选择输入固定可膨胀系数方式，需要输入设定可膨胀系数值。

2.5 水和水蒸汽

水和水蒸汽的算法主要依据水和水蒸气国际协会热力学性质工业标准IAPWS-IFC1997公式，只需要输入温度和压力值就能计算出实时水和水蒸汽的物性参数值。水和水蒸汽的介质往往涉及到热量计量，应用焓值乘以瞬时流量值就可以得到介质产生的瞬时热量值，具体可通过热量功能来关闭或者开启热量计量功能[3]。

3 结语

依据JJGl003—2016《流量积算仪检定规程》，实现了流量积算仪标准输出值的计算，解决了工况现场流量积算仪计算过程涉及参数庞杂易出错且不易校验的问题，提高了现场工作效率和操作准确度，达到了预期的设计效果。