導(dǎo)讀：影響氣體渦輪流量計(jì)標(biāo)定精度的因素

由于生產(chǎn)的發(fā)展，煤碳、燃油的使用增加過(guò)快，造成環(huán)境污染越來(lái)越嚴(yán)重，為此大力發(fā)展天然氣、煤氣、沼氣等清潔燃料的使用成為解決環(huán)境問(wèn)題的一個(gè)重要手段，并且已取得了很大成效。燃?xì)馐聵I(yè)的發(fā)展使燃?xì)赓Q(mào)易計(jì)量的準(zhǔn)確性更加重要。因此，尋求高精度的計(jì)量?jī)x表已成為燃?xì)赓Q(mào)易中的一個(gè)不可忽視的重要問(wèn)題，而標(biāo)定方法和標(biāo)定系統(tǒng)的選擇是直接關(guān)系到流量計(jì)實(shí)際計(jì)量精度的關(guān)鍵。氣體渦輪流量計(jì)是速度式的流量測(cè)量?jī)x表，具有量程寬、重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)。在國(guó)內(nèi)外燃?xì)狻⑹突さ刃袠I(yè)得到了廣泛的使用。盡管渦輪表本身計(jì)量準(zhǔn)確、精度高，但若出廠時(shí)對(duì)其標(biāo)定不夠準(zhǔn)確，則直接影響其計(jì)量精度。在國(guó)外每臺(tái)氣體渦輪流量計(jì)投入使用前都必須進(jìn)行嚴(yán)格的標(biāo)定，所用的標(biāo)準(zhǔn)裝置主要為“標(biāo)準(zhǔn)氣體渦輪流量計(jì)”、“音速噴嘴”、“鐘罩式標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量器”、“標(biāo)準(zhǔn)滾筒氣體流量計(jì)”、“標(biāo)準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)葉片氣體流量計(jì)”等，其中前3種為常用的標(biāo)準(zhǔn)裝置。為了確保其作為貿(mào)易結(jié)算依據(jù)及其公證性、準(zhǔn)確性，提高氣體渦輪流量計(jì)標(biāo)定精度必不可少。

一、影響氣體渦輪標(biāo)定精度的因素

1、標(biāo)準(zhǔn)裝置的影響

標(biāo)準(zhǔn)氣體渦輪流量計(jì)具有標(biāo)定精度高、標(biāo)定速度快、成本低等優(yōu)點(diǎn)，但隨著時(shí)間的推移，由于其內(nèi)部軸承及其他運(yùn)動(dòng)部件的磨損會(huì)造成標(biāo)準(zhǔn)渦輪表本身性能的改變，從而降低標(biāo)定精度。因此標(biāo)準(zhǔn)渦輪表本身需要定期進(jìn)行標(biāo)定。且標(biāo)準(zhǔn)渦輪表口徑越小，通過(guò)氣體的流量越小，其精度受內(nèi)部運(yùn)動(dòng)部件磨損的影響趨勢(shì)也越大。因此，當(dāng)需標(biāo)定的渦輪表口徑較小時(shí)（小于100mm），就不宜選用渦輪表作為標(biāo)準(zhǔn)裝置。

鐘罩式標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量器標(biāo)定流量計(jì)的流量范圍受鐘罩容積大小的制約。當(dāng)鐘罩體積較小時(shí)，測(cè)量過(guò)程中與待測(cè)表相比較的體積數(shù)就較小。則隨機(jī)誤差會(huì)增大，影響渦輪表大流量測(cè)試點(diǎn)的標(biāo)定精度。

另外，影響音速噴嘴、鐘罩式標(biāo)準(zhǔn)裝的標(biāo)定精度的因素還有容器內(nèi)氣體溫度在短時(shí)間內(nèi)不均勻，氣體的含水量過(guò)大。環(huán)境的溫度、濕度和壓力變化等。

了解不同標(biāo)準(zhǔn)裝置的特點(diǎn)，就可在實(shí)際標(biāo)定中選擇合適的標(biāo)準(zhǔn)裝置。在條件允許的情況下盡可能地選用高精度的標(biāo)準(zhǔn)裝置，因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)裝置本身的精度和操作程序直接影響待測(cè)渦輪表的標(biāo)定精度。

2、速度分布畸變對(duì)標(biāo)定精度的影響

渦輪表是速度式的流量測(cè)量?jī)x表，其儀表特性直接受氣體流動(dòng)狀態(tài)的影響。對(duì)其進(jìn)口處的速度分布尤為敏感。進(jìn)口流速的突變和流體的旋轉(zhuǎn)可使測(cè)量誤差達(dá)到不能允許的程度。在標(biāo)定中，渦輪流量計(jì)之前一般有若十倍管道直徑的直管段，但往往由于直管段長(zhǎng)度不夠，進(jìn)口處流體的旋轉(zhuǎn)采能徹低消除、或由于安裝流量計(jì)時(shí)密封墊片突出而改變了流體和渦輪葉片之間的角度，這些影響往往使儀表常數(shù)變化2%或更多。

3、輔助測(cè)量裝置對(duì)標(biāo)定精度的影響

數(shù)據(jù)的正確采集依賴于溫度、壓力傳感器、定時(shí)器、脈沖計(jì)數(shù)器的選取及安裝位置的確定。如果傳感器精度不夠，則不能保證測(cè)量值的精度。如果傳感器安裝位置不合適，則不能正確測(cè)量通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)裝置及待測(cè)渦輪表的氣體的實(shí)際溫度、壓力值。且可能會(huì)影響氣體的流動(dòng)狀態(tài)，導(dǎo)致渦輪表進(jìn)口處的速度分布不均，從而影響標(biāo)定的精度。 

二、提高標(biāo)定精度的方法

1、合理選擇標(biāo)準(zhǔn)裝置

由于標(biāo)準(zhǔn)渦輪表本身的特點(diǎn)，它本身需要每年進(jìn)行檢定，當(dāng)需標(biāo)定的渦輪表口徑較小時(shí)（小于100mm），就不宜選用渦輪表作為標(biāo)準(zhǔn)表。

鑒于流量越小，雷諾數(shù)越小，則忽略氣體粘性造成的誤差越太，所以音速噴嘴標(biāo)準(zhǔn)裝置只適合標(biāo)定大流量、大口徑的渦輪表。保證喉徑的加工精度，選擇高精度的時(shí)間測(cè)量裝置都是十分必要的。為使容器氣體溫度盡快均勻穩(wěn)定，還應(yīng)在容器內(nèi)加裝攪拌機(jī)。

一般用鐘罩來(lái)標(biāo)定小口徑、小流量渦輪表，且選擇鐘罩時(shí)其容積一定要足夠大，以保證大流量點(diǎn)標(biāo)定的精度。為了保證水質(zhì)的清潔，鐘罩內(nèi)的水應(yīng)每天更換。當(dāng)鐘罩鼓起后，為了使鐘罩內(nèi)氣體溫度均勻，鐘罩充滿氣后，應(yīng)等待5分鐘之后才能開(kāi)始試驗(yàn)。另外，鐘罩與音速噴嘴作為標(biāo)準(zhǔn)裝置還需利用空調(diào)、干燥器等設(shè)旋保證標(biāo)定所需的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境。

2、消除標(biāo)定壓力與標(biāo)定溫度的影響

標(biāo)定裝置必須立于空間足夠大的試驗(yàn)室內(nèi)，保證標(biāo)準(zhǔn)裝置、待測(cè)渦輪表不在單方向受熱（如太陽(yáng)的輻射、加熱器或其他熱源）。試驗(yàn)室中的溫度變化不得超過(guò)20±5℃的溫度范圍。由于渦輪表進(jìn)入精度的流量范圍與表壓及當(dāng)?shù)氐拇髿鈮毫τ嘘P(guān)，所應(yīng)明確指出標(biāo)定時(shí)的表壓及當(dāng)?shù)氐拇髿鈮毫Α?/p>

3、消除標(biāo)定系統(tǒng)中管路設(shè)計(jì)方面的影響

為了有效地消除旋轉(zhuǎn)流．應(yīng)在渦輪表前安裝必要的直管段，且最好在渦輪表前加裝整流器，并保證管道及流量計(jì)密封墊片良好定位，不使突出。為了保證流體的正常流動(dòng)特性，消除流量計(jì)后的各種管件、閥門(mén)的不良影響，流量計(jì)后也應(yīng)保證至少5倍以上管道直徑的直管段。

4、消除輔助測(cè)量裝置方面的影響

選擇高精度的溫度、壓力傳感器、定時(shí)裝置等輔助設(shè)施，其精度必須高于待測(cè)渦輪表所需精度1-2級(jí)，且安裝位置應(yīng)合適。

5、數(shù)據(jù)的分析處理

計(jì)算待測(cè)表的誤差必須考慮氣體通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)裝置和待測(cè)表時(shí)溫度、壓力的差異以及標(biāo)準(zhǔn)裝置自身的誤差。若忽略通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)裝置和待測(cè)表的氣體壓縮系數(shù)的差異，可求得待測(cè)渦輪表在某臺(tái)流量點(diǎn)的相對(duì)示值誤差。

氣體渦輪流量計(jì)具有靈敏度高、重復(fù)性好、量程比寬、精度高等優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用于天然氣貿(mào)易結(jié)算計(jì)量，甚至還作為量值傳遞的標(biāo)準(zhǔn)儀表。隨著我國(guó)城鎮(zhèn)燃?xì)夤こ痰娜嬲归_(kāi)以及對(duì)燃?xì)馍虡I(yè)貿(mào)易、交接計(jì)量要求的不斷提高，氣體渦輪流量計(jì)已逐步成為我國(guó)城鎮(zhèn)燃?xì)馍虡I(yè)貿(mào)易和交接計(jì)量的儀表之一。

    渦輪流量計(jì)是一種速度式流量計(jì)，利用氣體推動(dòng)流量計(jì)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，葉輪旋轉(zhuǎn)的速度與流體體積流量成正比，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，利用磁敏傳感器從同步轉(zhuǎn)動(dòng)的葉輪上感應(yīng)出與流體體積流量成正比的脈沖信號(hào)，經(jīng)運(yùn)算處理得出體積流量。其測(cè)量精度較高，準(zhǔn)確度等級(jí)可達(dá)到1.0級(jí)、1.5級(jí)；量程比寬，一般為1：20測(cè)量范圍寬；結(jié)構(gòu)緊湊輕巧，裝維護(hù)方便前后直管段要求較低，可用于中、高壓計(jì)量。

渦輪流量計(jì)同樣存在以下缺點(diǎn)：有可動(dòng)部件，易于損壞，關(guān)鍵件軸承易磨損，抗臟污能力差，對(duì)介質(zhì)的干凈程度要求較高，難以長(zhǎng)期保持校準(zhǔn)特性，需要定期校驗(yàn)。造成誤差的原因有：計(jì)量表自身質(zhì)量問(wèn)題，設(shè)計(jì)選型不合理，安裝不到位，運(yùn)行中維護(hù)保養(yǎng)不當(dāng)?shù)取?nbsp;

    那如何控制誤差呢？正確確定流量計(jì)使用的場(chǎng)所及規(guī)格。由于渦輪流量計(jì)渦輪慣性的存在，在流量波動(dòng)頻繁的場(chǎng)合不宜使用，否則會(huì)降低計(jì)量精度。要比較準(zhǔn)確地估計(jì)用氣量的峰谷值和介質(zhì)的壓力情況，正確確定流量計(jì)的規(guī)格。

    氣體渦輪流量計(jì)前必須安裝過(guò)濾器；應(yīng)保持過(guò)濾器暢通，若發(fā)現(xiàn)過(guò)濾器堵塞（可憑過(guò)濾器進(jìn)出壓差來(lái)判斷）時(shí)，應(yīng)及時(shí)對(duì)過(guò)濾器進(jìn)行清洗，若未配差壓計(jì)的每月清洗一次。要保證直管段的要求，尤其是表前有縮徑或半開(kāi)閥門(mén)的情況。安裝時(shí)，密封墊不得突入管道中，流量計(jì)與管路軸線目測(cè)不得有明顯偏差，不得產(chǎn)生安裝應(yīng)力。安裝時(shí)一定要清掃干凈管道內(nèi)的所有雜質(zhì)，以防軸承和渦輪卡死。

氣體渦輪流量計(jì)產(chǎn)品特點(diǎn)

采用新型傳感器，始動(dòng)流量低、壓力損失小、抗振與抗脈動(dòng)流性能好，不易腐蝕、可靠性好、使用壽命長(zhǎng)。

采用新型微處理器與高性能的集成芯片，運(yùn)算精度高、整機(jī)功能強(qiáng)大，性能優(yōu)越。

采用先進(jìn)的微功耗高新技術(shù)，整機(jī)功耗低。既能用內(nèi)電池長(zhǎng)期供電運(yùn)行，又可由外電源供電運(yùn)行。

按流量頻率信號(hào)，可將儀表系數(shù)分八段自動(dòng)進(jìn)行線性修正，可根據(jù)用戶需要提高儀表的計(jì)算精度。

采用EEPROM數(shù)據(jù)存貯技術(shù)，具備歷史數(shù)據(jù)的存貯與查詢功能，三種歷史數(shù)據(jù)記錄方式可供用戶選擇。

流量計(jì)表頭可180°旋轉(zhuǎn)，安裝使用簡(jiǎn)單方便。

高精確度，一般可達(dá)±1.5%R、±1.0%R。

重復(fù)性好，短期重復(fù)性可達(dá)0.05%～0.2%，正是由于具有良好的重復(fù)性，在貿(mào)易結(jié)算中是優(yōu)先選用的流量計(jì)。

可檢測(cè)被檢測(cè)氣體的溫度、壓力和流量，能進(jìn)行流量自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償，并顯示標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下（

  Pn=101.325KPa,Tn=293.15K）的氣體流量：可實(shí)時(shí)查詢溫度、壓力、時(shí)間、日期等數(shù)據(jù)。