吳家平/ 泉州市計(jì)量所

0 引言

膜式燃?xì)獗硎且环N廣泛用于燃?xì)庥?jì)量的容積式流量計(jì)。具有計(jì)量準(zhǔn)確度較高、量程范圍寬、穩(wěn)定性好、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)，是涉及人民群眾切身利益的貿(mào)易結(jié)算用計(jì)量器具。因此其量值準(zhǔn)確與否，直接關(guān)系到用氣、供氣雙方的切身利益，因此燃?xì)獗韺儆趶?qiáng)制檢定的計(jì)量器具，燃?xì)獗淼臋z定是一項(xiàng)很重要的工作。實(shí)際的燃?xì)獗頇z定工作中檢定結(jié)果與實(shí)驗(yàn)室的人員、設(shè)備、環(huán)境條件和檢定方法等因素有關(guān)，本文主要分析溫度條件對(duì)燃?xì)獗硎局嫡`差檢定結(jié)果的影響。

1 膜式燃?xì)獗淼墓ぷ髟?/h2>

燃?xì)獗硎侨莘e式氣體流量計(jì)，其原理是利用氣體在表體內(nèi)流動(dòng)過(guò)程中的壓力差作為動(dòng)力，由閥座、閥蓋的相對(duì)位置來(lái)控制氣體流向的分配。燃?xì)獗淼哪ず杏勺笥蚁嗤膬蓚€(gè)氣體測(cè)量室組成，每個(gè)氣體測(cè)量室由一張柔軟的膜片將其分為兩個(gè)相同的小計(jì)量室。當(dāng)分配的氣體依次進(jìn)入四個(gè)小計(jì)量室，推動(dòng)膜片自由擺動(dòng)，膜片組件的運(yùn)動(dòng)通過(guò)搖桿帶動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)（雙曲柄搖桿機(jī)構(gòu)）并使閥蓋做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)從而控制各計(jì)量室依次充氣和排氣，使燃?xì)獗磉B續(xù)循環(huán)運(yùn)動(dòng)。同時(shí)連桿機(jī)構(gòu)的偏心轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪通過(guò)齒輪的傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)械式單向計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，最終通過(guò)計(jì)數(shù)器顯示燃?xì)獗淼呐艢饬俊．?dāng)皮膜都作一次往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，排出的氣體就叫做“回轉(zhuǎn)體積”。這就是煤氣表的計(jì)量原理。

2 燃?xì)獗淼臋z定方法和檢定條件

燃?xì)獗頇z定方法有很多，實(shí)際操作中主要使用的有兩種，鐘罩法和標(biāo)準(zhǔn)表法。鐘罩法檢定的準(zhǔn)確度較高，穩(wěn)定性較好，因此JJG577-2013《燃?xì)獗頇z定規(guī)程》要求仲裁檢定優(yōu)先采用鐘罩法，本文以鐘罩法為例分析溫度對(duì)示值誤差檢定的影響。

燃?xì)獗頇z定條件 檢定溫度：對(duì)于最大流量qmax≤10 m3/h的燃?xì)獗頌椋?0± 2) ℃；對(duì)于最大流量qmax＞ 10 m3/h的燃?xì)獗頌椋?0±5) ℃；大氣壓力：86～106 kPa；相對(duì)濕度：45%～75%。

燃?xì)獗響?yīng)在檢定環(huán)境條件下放置4 h 以上方可進(jìn)行檢定。檢定過(guò)程中，標(biāo)準(zhǔn)器處的溫度和燃?xì)獗硖幍臏囟戎睿òㄊ覝?、?biāo)準(zhǔn)器液溫、檢定介質(zhì)溫度）應(yīng)不超過(guò)1 ℃。

3 燃?xì)獗硎局嫡`差的檢定

燃?xì)獗韱未螠y(cè)量示值誤差 δ的計(jì)算：

式中：Vm—燃?xì)獗硎局担↙、dm3）；

Vref—通過(guò)燃?xì)獗淼臍怏w實(shí)際值（L、dm3）

檢定時(shí)應(yīng)測(cè)量燃?xì)獗淼娜肟谔幒蜆?biāo)準(zhǔn)器處的溫度和壓力，進(jìn)行溫度和壓力的修正：

式中：Vs—標(biāo)準(zhǔn)器示值（L、dm3）；

Psa—標(biāo)準(zhǔn)器壓力（Pa）；

Tsa—標(biāo)準(zhǔn)器的熱力學(xué)溫度（K）；

Pma—燃?xì)獗淼倪M(jìn)口處壓力（Pa）；

Tma—燃?xì)獗淼倪M(jìn)口處熱力學(xué)溫度（K）

根據(jù)JJG 577-2012《膜式燃?xì)獗頇z定規(guī)程》的規(guī)定，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)器溫度和燃?xì)獗硖帨囟炔睢?.5℃、壓力修正值≤±0.2%時(shí)，可以不進(jìn)行溫度和壓力修正，單次測(cè)試示值誤差式（1）可以簡(jiǎn)化為

燃?xì)獗頇z定工作量大時(shí)間長(zhǎng)，為了提高工作效率，實(shí)際工作中在控制好恒溫室的溫度、濕度、壓力等條件的情況，通常采用式（3）代替式（1）計(jì)算燃?xì)獗淼氖局嫡`差，也就是以標(biāo)準(zhǔn)器的示值 Vs代替通過(guò)燃?xì)獗淼臍怏w實(shí)際值 Vref。下文重點(diǎn)分析以 Vs代替 Vref可能帶來(lái)的測(cè)量誤差。

4 溫度條件對(duì)膜式燃?xì)獗頇z定的影響

氣體是可壓縮的流體，壓縮性和膨脹性比較復(fù)雜，檢定時(shí)使用空氣作為介質(zhì)，可按理想氣體狀態(tài)方程考慮，因此實(shí)際體積可以按照式（2）計(jì)算。以200 L 鐘罩式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置檢定為例，計(jì)算溫度條件對(duì)檢定結(jié)果的影響。

式（2）中影響參量有四個(gè)，即標(biāo)準(zhǔn)器的壓力psa、溫度Tsa和燃?xì)獗磉M(jìn)口處的壓力pma、溫度Tma，如果標(biāo)準(zhǔn)器安裝使用正確，壓力差Δp=psa-pma可以控制在100 Pa 以內(nèi)，取大氣壓力為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓pn=101.325 kPa，小于0.1%相對(duì)于溫度的影響可忽略不計(jì)，為計(jì)算方便取psa≈pma，式（2）可簡(jiǎn)化為

根據(jù)JJG 577-2012的規(guī)定，標(biāo)準(zhǔn)器處的溫度和燃?xì)獗硖幍臏囟戎睿òㄊ覝?、?biāo)準(zhǔn)器液溫、檢定介質(zhì)溫度）應(yīng)不超過(guò)1℃，取最大值1℃，設(shè)檢定環(huán)境溫度為20℃，標(biāo)準(zhǔn)器示值 Vs為100 L，代入式（4）可得氣體實(shí)際值Vref：

因此，以Vs代替 Vref計(jì)算示值誤差可能帶來(lái)的最大誤差為±0.34%。

5 溫度條件影響的解決方法

按照J(rèn)JG 577-2012 要求燃?xì)獗淼淖畲笤试S誤差為1.5%，而溫度差帶來(lái)的影響可達(dá)0.34%，對(duì)檢定結(jié)果的準(zhǔn)確性影響很大，不可以忽略不計(jì)。實(shí)際檢定工作中，如果每次檢定都對(duì)溫度差進(jìn)行測(cè)量和修正需要很多時(shí)間，嚴(yán)重影響工作效率。在不影響測(cè)量準(zhǔn)確度的情況下，采用下面的方法解決這個(gè)問(wèn)題。

先按照式（3）計(jì)算示值誤差 δ，然后根據(jù)δ的情況進(jìn)行分類處理如下：①當(dāng)≥1.8%時(shí)，被檢煤氣表直接判定為“不合格”；

這樣既不影響檢定的準(zhǔn)確度，又有效節(jié)約檢定時(shí)間，提高工作效率。如果實(shí)驗(yàn)室的溫度條件能控制得更好，則上述判定區(qū)間還能進(jìn)一步縮小，需要進(jìn)行溫度修正的范圍更小，檢定工作效率更高。

6 結(jié)語(yǔ)

影響燃?xì)獗頇z定結(jié)果的因素有很多，本文重點(diǎn)論述了溫度條件對(duì)示值誤差的影響，并根據(jù)實(shí)際工作的情況，提出解決問(wèn)題的方法，即能保證檢定的準(zhǔn)確性，又能有效提高工作效率。