段修全

濟(jì)寧市計(jì)量測試所 山東濟(jì)寧 272000

標(biāo)準(zhǔn)流量積算儀是一種高精度的智能化計(jì)量儀表，可以測量計(jì)量時(shí)間、脈沖信號(hào)和電流信號(hào)。工業(yè)儀表的輸出信號(hào)多為脈沖輸出和4mA-20mA電流輸出，脈沖輸出多以當(dāng)量脈沖的方式計(jì)量時(shí)間段內(nèi)的累積流量，4mA-20mA電流輸出多用來表示被測儀表的瞬時(shí)流量值[1]。常見流量儀表的類型有渦輪流量計(jì)、渦街流量計(jì)、旋進(jìn)旋渦流量計(jì)、羅茨流量計(jì)、電磁流量計(jì)和質(zhì)量流量計(jì)。不同于工業(yè)流量積算儀二次儀表，標(biāo)準(zhǔn)流量積算儀主要用于計(jì)量檢定和校準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)裝置。如音速噴嘴氣流量標(biāo)準(zhǔn)裝置、鐘罩式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置、靜動(dòng)態(tài)質(zhì)量法水流量標(biāo)準(zhǔn)。裝置、靜動(dòng)態(tài)容積法水流量標(biāo)準(zhǔn)裝置和標(biāo)準(zhǔn)體積管流量標(biāo)準(zhǔn)裝置。

1 裝置類型

流量計(jì)的裝置類型包括：差壓流量計(jì)，脈沖輸出流量計(jì)和模擬輸出流量計(jì)。

1.1 差壓流量計(jì)

差壓流量計(jì)類型包括：標(biāo)準(zhǔn)孔板、標(biāo)準(zhǔn)噴嘴、標(biāo)準(zhǔn)文丘里管、V錐和通用差壓流量計(jì)。其中標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)包括：角接取壓孔板、法蘭取壓孔板和D/2取壓孔板；標(biāo)準(zhǔn)噴嘴流量計(jì)包括：1932噴嘴、長頸噴嘴和文丘里噴嘴；標(biāo)準(zhǔn)文丘里管流量計(jì)包括：鑄造文丘里，機(jī)械加工文丘里和粗焊鐵板文丘里。上述差壓流量計(jì)中除了通用差壓流量計(jì)之外，都需要輸入管道材質(zhì)、管道自定義熱膨脹系數(shù)（1E-6mm/mm。C）、20℃管道口徑（mm）、節(jié)流件材質(zhì)、節(jié)流件自定義熱膨脹系數(shù)（1E.6mm/mm。C）和20℃節(jié)流件尺寸（mm）。如果已知管道和節(jié)流件材質(zhì)可以直接根據(jù)所選類型進(jìn)行熱膨脹系數(shù)計(jì)算，否則需要自定義輸入熱膨脹系數(shù)值。通用差壓流量計(jì)不同于上述設(shè)置，只需要輸入通用差壓一設(shè)計(jì)上限流量（t/h）和通用差壓一設(shè)計(jì)密度（kg/m3）兩個(gè)參數(shù)。

1.2 脈沖輸出流量計(jì)

脈沖信號(hào)類型包括工況頻率輸出型和當(dāng)量頻率輸出型，其中工況頻率輸出型一k系數(shù)單位包括1/m3和l/L；當(dāng)量頻率輸出型一k系數(shù)單位包括m3Km3L、kg、t、Nm3和NKm3。如果選擇脈沖輸出型，則需要輸入脈沖輸出流量計(jì)儀表系數(shù)K參數(shù)；如果選擇當(dāng)量脈沖輸出型，則需要輸入當(dāng)量脈沖一質(zhì)量設(shè)計(jì)密度（kg/m3）、當(dāng)量脈沖-設(shè)計(jì)溫度（℃）和當(dāng)量脈沖·設(shè)計(jì)表壓（Mpa）。

1.3 模擬輸出流量計(jì)

模擬輸出一流量信號(hào)類型包括4-20mA電流信號(hào)、1-5V電壓信號(hào)等，目前應(yīng)用最為廣泛的還是4-20mA電流信號(hào)，模擬輸出一流量單位包括m3/h、Km3/h、L/min、Nm3/h、NKm3/h、Kg/h和t/h。然后依次輸入標(biāo)況體積流量一設(shè)計(jì)溫度（℃）、標(biāo)況體積流量一設(shè)計(jì)表壓（Mpa）、質(zhì)量流量一設(shè)計(jì)密度（kg/m3）、流量信號(hào)上限、流量信號(hào)下限和流量故障代用值。

2 介質(zhì)類型

介質(zhì)補(bǔ)償類型包括：氣體無補(bǔ)償、液體無補(bǔ)償、氣體溫壓補(bǔ)償、天然氣和水和水蒸汽。

2.1 氣體無補(bǔ)償

當(dāng)計(jì)量現(xiàn)場的工況參數(shù)變化不大，氣體介質(zhì)可以不進(jìn)行溫壓補(bǔ)償換算，只需要輸入氣體無補(bǔ)償一工況密度（kg/m3），氣體無補(bǔ)償—可膨脹系數(shù)和氣體無補(bǔ)償一介質(zhì)粘度（mpa.S）值。

2.2 液體無補(bǔ)償

如果計(jì)量介質(zhì)為液體，其可膨脹系數(shù)幾乎沒有變化（=1），則只需要輸入液體無補(bǔ)償一工況密度（kg/m3）和液體無補(bǔ)償一介質(zhì)粘度（mpa.S）值。

2.3 氣體溫壓補(bǔ)償

氣體溫壓補(bǔ)償是最常用的補(bǔ)償方式，氣體介質(zhì)分為已知?dú)怏w和自定義氣體兩種。針對(duì)已知?dú)怏w需要輸入氣體溫壓補(bǔ)償一濕度值（%）、氣體溫壓補(bǔ)償一標(biāo)況溫度（℃）、已知?dú)怏w一可膨脹系數(shù)eps牢b償方式和已知?dú)怏w一設(shè)定eps_可膨脹系數(shù)。對(duì)自定義氣體而言，要輸入自定義氣體一標(biāo)況密度（kg/m3）、自定義氣體一壓縮系數(shù)z補(bǔ)償方式包括自動(dòng)計(jì)算壓縮系數(shù)和輸入固定壓縮系數(shù)兩種方式，選擇自動(dòng)計(jì)算壓縮系數(shù)時(shí)，需要輸入自定義氣體_自動(dòng)z_臨界溫度Tc（K）和白定義氣體一自動(dòng)z_臨界壓力Pc（MPa），對(duì)于選擇輸入固定壓縮系數(shù)時(shí)，需要輸入自定義氣體_設(shè)定z_壓縮系數(shù)。選擇自動(dòng)計(jì)算可膨脹系數(shù)時(shí)，需要輸入自定義氣體一自動(dòng)eps_等熵指數(shù)和自定義氣體一設(shè)定eps_可膨脹系數(shù)值；而當(dāng)選擇輸入固定可膨脹系數(shù)時(shí)，需要輸入自定義氣體一設(shè)定eps_可膨脹系數(shù)[2]。

2.4 天然氣

天然氣的計(jì)量主要有3種算法，AGA92DC、SGERG88和NX-19。AGA92DC算法計(jì)算壓縮因子的計(jì)算量較大，多用于流計(jì)算機(jī)和在線氣體組分分析儀的綜合應(yīng)用。SGERGG88算法計(jì)算量較小，同時(shí)也滿足常規(guī)的計(jì)量精度要求。輸入SGERG88算法的參數(shù)：CO2摩爾分?jǐn)?shù)、H2摩爾分?jǐn)?shù)、高位發(fā)熱量（MJ/m3）和相對(duì)密度。如果選擇自動(dòng)計(jì)算可膨脹系數(shù)方式，在計(jì)量流量的過程中會(huì)自動(dòng)計(jì)算可膨脹系數(shù)值，如果選擇輸入固定可膨脹系數(shù)方式，需要輸入設(shè)定可膨脹系數(shù)值。

2.5 水和水蒸汽

水和水蒸汽的算法主要依據(jù)水和水蒸氣國際協(xié)會(huì)熱力學(xué)性質(zhì)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)IAPWS-IFC1997公式，只需要輸入溫度和壓力值就能計(jì)算出實(shí)時(shí)水和水蒸汽的物性參數(shù)值。水和水蒸汽的介質(zhì)往往涉及到熱量計(jì)量，應(yīng)用焓值乘以瞬時(shí)流量值就可以得到介質(zhì)產(chǎn)生的瞬時(shí)熱量值，具體可通過熱量功能來關(guān)閉或者開啟熱量計(jì)量功能[3]。

3 結(jié)語

依據(jù)JJGl003—2016《流量積算儀檢定規(guī)程》，實(shí)現(xiàn)了流量積算儀標(biāo)準(zhǔn)輸出值的計(jì)算，解決了工況現(xiàn)場流量積算儀計(jì)算過程涉及參數(shù)龐雜易出錯(cuò)且不易校驗(yàn)的問題，提高了現(xiàn)場工作效率和操作準(zhǔn)確度，達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)效果。