体积管在线检定容积式流量计时的误差分析
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摘要：
体积管是高精度校验流量计计量精度的计量基准器具，文中简单介绍了体积管在线检定流量计的工作原理，通过流量计系数公式分析及流量计检定工况和实际工况发生变化时的参数分析，找出了哪些参数是影响流量计系数的因素，及与流量计系数的关系，从而找出了避免流量计检定误差的方法。
关键词：体积管；流量计；检定；误差；工况
1、体积管在线检定流量计的工作原理
检定前导通体积管检定流程，当流量计、体积管的温度、压力平衡后开始检定流量计，置换器触发第一检测开关时，检测开关发出信号，启动脉冲计数器，开始记录被检流量计的脉冲信号，当置换器到达第二检测开关时，检测开关又发出信号停止电子脉冲计数器记录脉冲数。
检定时计算机控制系统自动记录标准体积管进、出口及流量计出口的温度、压力值， 频率计数器记录体积管一个行程发出的脉冲数。
2、 体积管在线检定流量计的检定原理
3、 流量计系数MF
其值为标准器示值与流量计示值之比。根据流量计系数对检定后的流量计做计量贸易双方的流量计补差依据，其值大于1时，收油方给付油方补量，小于1时，付油方给收油方补量。
MF=Qs/Qm （1）
MF=[V20×（1+Cpsp） ×（1+Ctsp） × （1+Cplp） ×（1+Ctlp）]/（N×K） （2）
MF={ V20×（1+D*Ps/Es*e） ×【1+βs（ts-20）】 × 【1+F（ps-pm）】 ×【1+βm（tm-ts）】}/（N×K） （3）
式中Qs―体积管在检定条件下的体积值；
Qm-流量计在线检定时的计量体积；
Cpsp-体积管壳体压力修正因子
D-体积管内径、Ps-体积管进出口压力平均值、
Es-体积管弹性模量、e-体积管壁厚；
Ctsp-壳体温度修正因子
βs-体积管体膨胀系数、ts-体积管进出口温度的平均值；
Cplp-体积管检定液体的压力修正因子
F-液体压缩系数、pm-流量计出口压力；
Ctlp-体积管检定液体的温度修正因子
βm-液体膨胀系数。
N-在流量计检定温度和压力下流量计的脉冲数；
K-流量计的光电脉冲发讯器在工作条件下发生的每个脉冲所代表的容积值。
由式中可以看出影响流量计系数MF的参数为tm、pm、F、N、ts、ps、D、Es、e、βs、βm、K、V20。其中D、Es、e、βs、βm在体积管出厂时已确定，V20为前次体积管标定时确定的标准容积，K为流量计前次标定的系数，N为计算机控制系统现场录入的量，这些均为不变量不用考虑；只有流量计的工作参数tm、pm、液体压缩系数F，体积管的工作参数ts、ps为可变量。
由公式可以看出ts、tm、ps读数偏高，pm读数偏低时流量计系数MF值增大，反之则减小。
4、流量计检定时工况和运行时工况发生变化时的误差分析
（1）温度对流量计检定数据的影响
温度变化包括油温和室温，它使计量液体的体积、密度、粘度以及流量计壳体和转子之间的间隙发生变化，因而导致漏失量的改变。油温对流量计检定的影响主要体现在对流量计及体积管内壁结蜡量和流量计的漏失量。室温对流量计系数的影响主要体现在标准体积管内壁结蜡。在油温一定的情况下，体积管的壁温随着室温的升高而升高，随着室温的降低而降低。室温降低时，体积管内壁结蜡量增大，流量计系数增大，反之则反。同一油种，如果检定时的油温比运行时温度高，流量计系数增大，反之则反。
为了减小由于温度变化对流量计检定的影响，应采取以下措施：对体积管进行保温措施；检定前多运行几小时，平衡系统温度；检定前投球，刮掉体积管内壁的蜡，尽量在检定温度和运行温度接近的情况下检定。
（2）压力的变化对流量计检定数据的影响
随着压力的增高，压损变大，漏失量增大，流量计系数增大，流量计误差向负方向漂移，反之则反。
（3）油品粘度的变化对流量计检定数据的影响
漏失量计算公式
q=C×WC3×ΔP /ηLC
式中q-漏失量；WC3-转子与壳体之间的间隙宽度；LC-转子与壳体之间的间隙长度；η-液体动力粘度；ΔP流量计前后压差；C-常数。
式中可以看出漏失量和液体粘度成反比。
检定液体粘度减小时，漏失量增大，流量计系数增大，流量计误差向负方向漂移，反之则反。
5、流量计磨损、沉积物、损坏造成计量腔发生变化引起的误差
随着流量计计量腔的磨损、沉积物的产生，K系数逐渐发生变化；流量计的意外损坏也造成K系数改变，故流量计应定期进行检定，一般容积式流量计检定周期为6个月。K系数和流量计系数成反比关系，流量计磨损时K系数增大，流量计系数减小。有沉积物时K系数减小，流量计系数增大。
6、结语
体积管在线检定容积式流量计时，为保证检定结果的准确性、代表性，应在最接近日常流量计运行工况及当期油品平均粘度的情况下检定，杜绝读数误差。
（作者单位：中石化管道储运有限公司天津输油处，天津 300451）