音速喷嘴式燃气表检定装置的检测

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【摘要】音速喷嘴式燃气表检测装置是燃气表生产厂家及计量部门检测燃气表的检定装置，检测精准科学，不仅为燃气贸易中的结算提供依据，而且国家计量行政部门注重监管，因而对它的检定具有重要意义。本文从燃气表的音速喷嘴式检定装置的其结构特点和原理入手，结合检定装置技术指标，对检测的方法及相应问题的解决方法进行探讨。

【关键词】燃气表;音速喷嘴式检定装置;结构特点;检测

一、检定装置的结构和原理

音速喷嘴式检定装置的检测方法有正压法和负压法，正压法相对负压法投资费用更高。音速喷嘴式燃气表的检定装置有音速喷嘴组也叫标准表、温度压力修正系统、动力系统、由电脑控制系统和试验管路等几大部分。例如负压法检定的科学原理：通过真空泵作为气源抽气，从而保证空气在整个试验管路内流动，再用音速喷嘴和受检燃气表连接安装的温度压力传感器，去检测在流动状态下的气体温度和所受压力。当音速喷嘴的各种组合受电脑控制，达到所需要流量值，通过温度压力修正结合运行时间，处理相关数据得出误差。文丘里喷嘴作为装置标准表音速喷嘴。文丘里喷嘴在临界流成为孔径渐小的流道，其中最小的那一块即喷嘴喉部，它的出口是扩张的。喷嘴上、下段在气体通过喷嘴节流压力比值到了特定值，喷嘴喉部就成了临界状态，流过喷嘴的气体流量和质量到最大，气流是临界流，喷嘴的入口会发生止滞压力和温度压力进而对气体流量影响，下游状态不对它产生影响。

二、检测的目的及数据指标

用临界流流量计标准表检定音速喷嘴燃气表比对校验，标准器节流是音速喷嘴无可动元件，12台燃气表同被检定，其加过更为准确。用于检定音频喷嘴流量的装置，是国家参照是国家参照音速技术设计而成，提高了工作效率，保证了装置准确性和稳定性，真正实现自动化管理。

总装置

三、检测中的问题

1.密封性实验

管件和接头多，关于密封需要强调，既不能外漏，也防止内漏。在检测时，为判定是否泄漏，先打开真空泵，达到正常工作状态后再关闭装置进出气口，等状态稳定后观察压力数值在装置内是否变化，泄漏看有无变化的压力。最低压力在开真空泵达到后阀门关掉5分钟，绝对压力与绝对温度变化比率应在滞止容器中≤0.1%，规则量化对现实工作更有好处。

2.计时器

相对于流出系数说，计时器自身以及温度压力不确定度都很小。计时器在装置上检测，能够保证装置整体性能。为连接计时器晶振的时间输出口生产时要留出。装置时间输出口和计时器相连来检定时间间隔，开启装置，关停计时器，时间间隔为一次最短测时，获得测试值，方可算一次检定。倘若只对晶振进行检测，这项实验实地检测可忽略。

3.流量稳定性

流量稳定性是反映流量装置计量性能的一项重要指标。要覆盖全部流量计的所有流量点的调节，JJF 1240-2010中要求在最大最小流量中选取≥2个流量点进行装置的稳定性试验。

4.临界被压比测试

ISO 9300要求喷嘴的喉部径值为15cm，使用时，临界被压比都有设计值。开始试验时，选定需要测试的喷嘴，真空泵打开，背压比到了某个数值，真空泵关掉，记下背压比和流量数值。在流量计上显示的背压比固定值每增加一次都要及时记下相应背压比和流量值。当流量值显示刚开始下降时，这时候的背压比就是喷嘴所谓的临界背压比。

5.测试串联台的位差

很多台燃气表共同进行检定，怎样才能使每台之间产生的系统误差保持一致呢？这是非常重要的问题。串联起来被检定的燃气表，每台被检定的燃气表的流量是不是相同？气体的状态是不是保持一致？气体流量不同的情况下，每台被检测燃气表所显示的值误差是不是会受到影响，或产生怎样的影响，这些都是影响燃气表鉴定结果是否准确的问题，必须得到重视。所以誓言测量串联台的位差，被检燃气表必须选择稳定性好的，每个位台按顺序开始检定，按检定规程选择检定的次数和流量点，比较每个台位下相同流量点被测得的误差数值，用来计算最大的误差数值。再者，利用在测试软件中得到的大批测试数据对台位差进行修正。或者对每个台位的压力温度，借鉴每个台位的差压传感器、受检定燃气表附近的温度和压力传感器得到的数据实时改正。这个实验在串联很多台燃气表的情况下开展，这样整体性能能得到更好的评估检测。

四、不确定因素分析

数学建模，根据公式算出喷嘴的体积流量

其中：qv为喷嘴的体积流量;

G为喷嘴流出代表的系数;

A：喷嘴喉部代表的面积;

C：气体临界流代表的函数;

Z：压缩系数;

M：气体摩尔质量;

R：通用气体常数;

P：位于喷嘴上游的止滞压力和止滞温度;

P：被检燃气表的压力、温度。

因为代表气体摩尔质量的M、代表通用气体常数的R和代表压缩系数的z，相对不确定度非常小，因而忽略它们的影响;但是使用空气作为介质来检定音速喷嘴并且用音速喷嘴用来检定燃气表，并且由于气体状态相同，所以代表喷嘴的喉部面积的A和代表气体临界流函数的c产生不确定度就被看作是零。代表喷嘴流出系数的相对不确定度：

代表喷嘴上游止滞压力的相对不确定度：

代表喷嘴上游止滞温度的相对标准不确定度：

（应用温度传感器，设气体温度为20℃，按矩形分布，它允许的最大误差士0.2℃，）;

五、结论

用来检定音速喷嘴燃气表是因为音速喷嘴的优势，实现了对很多燃气表共同检定，因为这种装置误差率低，应用范围相对宽，可以更高程度实现自动化，被检定燃气表类别多，检定装置结构特别新颖，工作效率得到大幅度。用来检定的装置结构紧凑，能够重复检定，介质是大气不会产生污染，更可靠更安全，介质稳定的温度，能够确保检定的精确度。简单而坚固更容易用于更换和检定，它的流出系数不确定度≤0.2%。真空泵的应用大大节约了运行成本。所以这种检定装置在石油、化工、城市天然气行业燃气表的检定中越来越受欢迎，更被种类繁多、检定工作面宽、检定工作量大的计量单位、天然气公司和大型工矿企业所青睐。

参考文献

[1]罗艺青.音速喷嘴法气体流量标准装置技术指标选择探讨[J].中国新技术新产品.2010（24）.

[2]李长武.新型家用燃气表校验装置浅析[J].上海计量测试.2008（04）.