張家銘

摘 要： 氣體流量計量的應(yīng)用比較廣泛，其在貿(mào)易、能源、環(huán)保等方面的計量工作中都有應(yīng)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?，本文就氣體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?qū)怏w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(guān)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(jīng)濟和人民生活關(guān)系密切。水、燃氣、電量等生活計量、能源貿(mào)易結(jié)算計量等都與流量計量有關(guān)。隨著石油、天然氣等能源開發(fā)力度加大，此類能源已經(jīng)逐漸成為當(dāng)前的主要生存資料，尤其是天然氣，其已經(jīng)成為當(dāng)前國民經(jīng)濟支柱性產(chǎn)業(yè)之一。同時，在西氣東輸?shù)裙こ痰耐苿酉?，我國天然氣資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(jīng)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(nèi)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(yù)先設(shè)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(zhì)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(zhì)量會有變化。測量一段時間內(nèi)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(zhì)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(guān)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(shè)備對一定時間內(nèi)容器內(nèi)的氣體質(zhì)量變化進行直接測量。該方法要將氣體凈質(zhì)量稱量出，為了能夠使氣體質(zhì)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(zhì)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(mào)易公平，同時也能夠節(jié)約能源資源，提高社會、經(jīng)濟等效益。能源飛速發(fā)展使得天然氣的應(yīng)用越發(fā)重要，在天然氣應(yīng)用時，氣體流量計能夠?qū)⒛茉聪臏蚀_計量下來，進而計算能耗，科學(xué)管理能源應(yīng)用，為節(jié)能降耗奠定堅實的基礎(chǔ)。另一方面，我國當(dāng)前的氣體流量標準裝置應(yīng)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(chǎn)生了影響。因此，我國需要加大力度建設(shè)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(dāng)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(shù)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(yīng)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(xué)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(shù)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(zhì)，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(dāng)前，國內(nèi)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(jié)束語：近年來，我國的氣體流量標準裝置發(fā)展迅速，已經(jīng)為建設(shè)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(dāng)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(yīng)用比較多，其能夠?qū)崿F(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(dǎo)作用。

參考文獻

[1] 陳曹浪，耿存杰，胡志剛.淺談主動活塞式氣體流量標準裝置的實際應(yīng)用[J].工業(yè)計量，2018（4）.

[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(diào)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(shù)，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(shè)計與分析[J].計量技術(shù)，2019，000（001）：10-13.