天然氣流量計的計量特性分析
前言：氣體天然氣流量計在工業生產中應用越來越多，主要則是應用在城市能源貿易交接計量中，對其本身的精度要求越來越高。本文就采用負壓法檢定氣體天然氣流量計的測量誤差進行分析，以及不確定度的評定做了分析，有利于提高在檢測過程中對誤差測量的控制。
一.天然氣流量計的計量特性分析
氣體天然氣流量計采用微處理技術，具有功能強、流量范圍寬、操作維修簡單，安裝使用方便等優點，主要技術指標達到國外同類產品先進水平。廣泛應用于石油、化工、電力、冶金煤炭等行業各種氣體計量。負壓法音速噴嘴氣體流量標準裝置由于系統能夠提供的流量足夠大、流場穩定，加之現在的音速噴嘴加工精度越來越高，被廣泛應用于計量檢測行業作為標準使用。用負壓法檢定氣體天然氣流量計可以保證計量的準確性。
二.天然氣流量計的結構組成及原理
1.1天然氣流量計結構及作用
氣體天然氣流量計主要構成部分有由傳感器和轉換顯示儀組成，傳感器包括旋渦發生器、檢測元件、整流器和殼體；旋渦發生器由特定螺旋形葉片組成，它固定在殼體收縮段前端，強迫流體產生強烈的旋渦流；檢測元件安裝在靠近擴張管的喉部，用熱敏、壓電、應變、電容或光纖等檢測元件可測出旋渦進動的頻率信號；整流器固定在流量計表體出口，其作用是消除旋渦流，以減小下游流態對儀表測量的影響；殼體設計成一定形狀的流道，使旋渦形成，固定和保護安裝在內部的零部件，并通過法蘭與管道相連接。轉換顯示儀主要壓電傳感器和顯示器組成，由壓電傳感器檢測到的微弱電壓信號經過放大、濾波、整形后，變成頻率與流量成正比的脈沖信號，然后由顯示儀計數顯示；顯示儀配有外輸接口，輸出各種信號，對測量的氣體介質可進行溫度和壓力的補償，轉換為標準狀況下的體積流量顯示。
1.2天然氣流量計工作原理
流量計采用了旋渦進動頻率與流量相關的工作原理。當流體通過由螺旋形葉片組成的旋渦發生器后，流體被迫繞著發生體軸劇烈旋轉，形成旋渦。當流體進入擴散段時，旋渦流受到回流的作用，開始作二次旋轉，形成陀螺式的渦流進動現象。該進動頻率與流量大小成正比，不受流體物理性質和密度的影響。檢測元件測得流體二次旋轉進動頻率為為流量。且能在較寬的流量范圍內獲得良好的線性度。
三.天然氣流量計測量條件及方法
3.1 天然氣流量計環境條件
大氣溫度為（23.8±1）℃；大氣相對濕度為（39±1）%RH；大氣壓為(93.2±0.5)kPa，檢定用介質溫度（18.9±0.2）℃；電源電壓應為(220±22)V，電源頻率應為(50±2.5)Hz；外界磁場、機械振動小到對流量計的影響可以忽略不計。
3.2 天然氣流量計測量標準
0 . 25 級氣體流量標準裝置，流量范圍：（0 -15000）m3/h，檢定介質為空氣。
3.3 天然氣流量計被測對象
依據JJG1121-2015 《天然氣流量計》檢定規程，取一臺氣體天然氣流量計DN80mm，準確度等級為1.0級作為被測對象，流量范圍：（8.0～200.0）m3/h。
3.4 天然氣流量計測量過程
在規定的環境條件下，按JJG1121-2015 《氣體天然氣流量計》，將氣體天然氣流量計安裝在氣體流量標準裝置上，保證流量計與前后直管段同軸安裝。以空氣為檢定介質，調節流量點至大流量的100%流量點，運行5min，等待介質溫度、壓力和流量穩定后進行正式檢定。
依據檢定規程，氣體天然氣流量計檢定流量點分別為：qmin、qt、0.40qmax和qmax，每個檢定流量點檢定3次。均取其平均值作為該檢定流量點的示值誤差。
把流量調到規定的流量值，運行至流體狀態穩定。記錄裝置和被檢流量計的初始示值，同時啟動裝置和被檢流量計進行測量，按裝置操作要求運行一段時間后，同時停止裝置和被檢流量計測量，記錄兩者的終示值。分別計算裝置和被檢流量計的累積流量值，終計算出氣體天然氣流量計各流量點的示值誤差。
四.天然氣流量計評定結果及實踐使用
符合上述條件的測量結果，可直接使用本不確定度的評定結果。對于其它氣體天然氣流量計，可根據其口徑和等級，參照本不確定度的評定方法。
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