浅谈气体流量标准装置的发展状况

张家铭

摘 要： 气体流量计量的应用比较广泛，其在贸易、能源、环保等方面的计量工作中都有应用。而为了保证其计量准确，需要建立高精度的气体流量标准装置。基于此，本文就气体流量标准装置展开研究，首先阐述了其类型和建立作用，其次对其发展状况进行深入的分析，以期能够将气体流量标准装置的作用充分发挥出来，为我国各行业的高精度计量发展起到推动作用。

关键词： 气体流量;标准装置;发展状况

【中图分类号】TH715.3     【文献标识码】A     【文章编号】1674-3733（2020）19-0289-01

流量计量作为计量的重要参数之一，其与社会经济和人民生活关系密切。水、燃气、电量等生活计量、能源贸易结算计量等都与流量计量有关。随着石油、天然气等能源开发力度加大，此类能源已经逐渐成为当前的主要生存资料，尤其是天然气，其已经成为当前国民经济支柱性产业之一。同时，在西气东输等工程的推动下，我国天然气资源不断运送到东部市场中，而在此过程中，坦然器的存储和疏松都需要进行气体流量计量工作，标准的计量装置是能源发展的重要保障。

1 气体流量标准装置类型和建立作用

1.1 类型

气体流量标准装置分为钟罩式、pVTt法和mt法这几种。

（1）钟罩式气体流量标准装置作为经典气体装置，其由可动钟罩以及固定沟槽两部分沟槽容积可变密封空腔。钟罩下降时，利用压力补偿使内部气体压力维持固定值，不会犹豫钟罩进入到液体中而出现变化[1]。钟罩上配置了挡板，其容积也是预先设定的。在对流量计进行检定时，需要将装置阀门打开，通过排除气体体积对流量进行计算。根据气流方向，装置可以分为排气和进气两种。

（2）pVTt法气体流量标准装置主要用于气体质量流量的间接测量。其容积固定，在气体凭借某一流量流进或流出该容器时，气体质量会有变化。测量一段时间内标准容器中气体热力值温度以及绝对压力电话，就能够得到气体质量流量。该装置要对上述几个参数进行测量，因此也被称为pVTt法，其能够检定临界流喷嘴和其他气体流量[2]。该气体装置类型多，根据气流方式分为进气和排气两种，根据气源压力分为高压和常压两种，根据换向方式分为换向阀和开关阀两种，根据标准容器分为单容器和多容器两种。

（3）mt法气体流量标准装置通常是正压进气式，其通过称量设备对一定时间内容器内的气体质量变化进行直接测量。该方法要将气体净质量称量出，为了能够使气体质量准确性提升，需要增加气体压力，进而增加气体密度，以使总称量中气体净质量比例增加。气体持续进入到称量容器中，压力就会随之上升，流量计在进行检定时要在容器上游配置临界流文丘里喷嘴。

1.2 建立作用

一方面，气体流量计的正确使用能够统一流量量值，不仅能够保证贸易公平，同时也能够节约能源资源，提高社会、经济等效益。能源飞速发展使得天然气的应用越发重要，在天然气应用时，气体流量计能够将能源消耗准确计量下来，进而计算能耗，科学管理能源应用，为节能降耗奠定坚实的基础。另一方面，我国当前的气体流量标准装置应与国际接轨，建立了以钟罩式、pVTt法和mt法音速喷嘴等多种气体流量装置[3]。但是，我国的气体流量标准装置与发达国家仍然存在一定差距，钟罩式流量测量准确度有待提高，pVTt法类型单一。同时，我国昂前的正压供气式气体流量标准装置比较缺乏，对我国整体的气体流量计量工作发展产生了影响。因此，我国需要加大力度建设正压供气式气体流量标准装置，填补空白，完善气体流量溯源体系。

2 气体流量标准装置的发展状况

2.1 原始标准

当前，国际对于气体流量装置的研究比较多，有效提高了计量性能技术标准，拓展了其功能，其主要体现在流量测量准确性和流量范围两方面上。国际上，钟罩气体标准装置的应用比较广泛，其流量范围处于1L/min-50000L/min之间。pVTt法在四个国家的拓展不确定度达到0.02-0.2%，力量范围处于1L/min-77600L/min之间。此外，液体溶剂置换式装置的拓展不确定度为0.13-154%。

我国国家计量科学院所研究的pVTt法气体流量标准装置使用的是负压法，能够达到国际先进标准，其是通过音速喷嘴来传递量值的[4]。技术指标为：标准容器的容积分别为20、2、0.2（m3），流量范围在0.1-1300（m3/h），检定范围以音速喷嘴喉径为标准，其≤60mm，以空气为检定介质，系数2的拓展不确定度为0.05%。

2.2 传统标准

现阶段，标准表法气体流量标准装置的优点比较多，其在传递标准中的使用也十分广泛，该方法能够测量气体流量、传输量值，同时能够使量限扩大，降低投入，提高作业效率。当前，国内外使用的标准表是临界流文丘里噴嘴，例如美国NIST气体流量标准装置等。装置最小流量为0.1m3/h，足底啊流量为7000m3/h[5]。而我国的临界流文丘里喷嘴气体流量标准装置位于国家计量研究院，流量范围达到0.2-900.1m3/h，通径范围15-300mm，不确定度0.2%，压力在0.16-2.1MPa，常温下试验，空气状态中进行检测。

结束语：近年来，我国的气体流量标准装置发展迅速，已经为建设高准确度且功能完善的气体流量标准装置体系积极作出努力。本文就当前存在的钟罩式、pVTt法和mt法这几种气体流量标准装置进行了介绍，之后对气体流量标准装置的发展状况作出了阐述，从原始标准和传统标准两方面进行分析，从中可以发现，临界流文丘里喷嘴气体流量检定法在天然气计量中应用比较多，其能够实现在线检定，整体效果比较好，且对于我国气体流量标准装置的发展具有一定指导作用。

参考文献

[1] 陈曹浪，耿存杰，胡志刚.浅谈主动活塞式气体流量标准装置的实际应用[J].工业计量，2018（4）.

[2] 周轶，赵作广，王韫韬，等.移动实验室气体流量标准装置的研制[J].中国计量，2019，279（02）：95-98.

[3] 安海骄，赵轶，王锡钢，等.可调压气体流量标准装置的研究[J].自动化与仪表，2019，034（005）：72-74.

[4] 信彦峰，崔宝，贾正红，etal.气体大流量标准装置改造[J].计量技术，2019，000（008）：70-72，69.

[5] 万勇，钱碧波，郑楷演，等.一种并联式双标准气体流量装置的设计与分析[J].计量技术，2019，000（001）：10-13.