小口径高压气体流量标准装置的研究

　　目前， 在管道沿线上越来越多地选用高压气体流量计。从近年的统计来看，高压气体流量计的检定和校准数量占各类气体流量计的5%。 而对此类气体流量计的检定或校准，由于实验室条件的限制，我们通常采用在常压下检测，无法达到与其使用条件相仿的环境下检测的目的。众所周知， 气体流量计是一种强烈依赖于使用条件的仪表， 其计量性能与流体的温度、 压力等参数密切相关。对于应用于高压下气体流量计量的气体流量计，若无法进行高压下的检定或校准， 将影响其工作状态下的计量准确度。

　　如果采用现场检测， 由于受环境条件及安装管道的影响，目前还没有行之有效的在线检测方法。作为国家法定计量检定部门， 我院针对小口径气体流量计的高压实流检测，研制了一套高压气体流量标准装置。

　　一、检测介质的选定

　　在工况条件下， 大部分的气体流量计使用的介质是一定压力的天然气。出于能源考虑和节能减排的要求，对于工况条件下使用高压天然气作为介质的气体流量计，我们在实验室做了大量试验， 验证使用一定高压空气来作为介质进行计量性能检测的可行性。

　　使用质量法对两组高压气体流量计进行高压下的检测试验，同时用一定压力的空气和天然气做对比试验。试验是在保持被检流量计进出口压力和温度基本相同的情况下进行的， 采用的检测方法是储气瓶和工业电子天平组成的质量法气体流量标准装置。 其中一组是两台气体质量流量计(准确度等级0.5级、型号规格DN15、编号分别是523#和548#)，试验结果如表1所示;另外一组是两台气体涡街流量计(准确度等级1.0级、型号规格DN50、编号分别是041#和045#)，试验结果如表2所示。

　　根据表1及图1， 在被检表为质量流量计的情况下，通过对两种不同介质进行检测， 得出的被检表的基本误差和重复性误差十分接近， 所得每个流量点的误差值最大相差为0.07%。因此，对于0.5级的被检表，检测介质的不同所带来的不确定度分量对计量检测总不确定度的影响非常微小， 对被检表计量性能的检测结果的影响可以忽略不计。

　　根据表2及图2，当被检表为气体涡街流量计时，由于不同压力和温度情况下介质的雷诺数不同， 其对流量计的计量性能影响不同。测量储气瓶的容积、所储存气体质量、压力以及常压下的密度值(通过采样测量)，计算标况下储气瓶的气体体积，然后进行误差分析。

　　式(1)为雷诺数的定义，其中：v———管道内流体平均流速;D———管道内径;ρ———气体密度;η———流体的动力黏度。