导读：影响气体涡轮流量计标定精度的因素

由于生产的发展，煤碳、燃油的使用增加过快，造成环境污染越来越严重，为此大力发展天然气、煤气、沼气等清洁燃料的使用成为解决环境问题的一个重要手段，并且已取得了很大成效。燃气事业的发展使燃气贸易计量的准确性更加重要。因此，寻求高精度的计量仪表已成为燃气贸易中的一个不可忽视的重要问题，而标定方法和标定系统的选择是直接关系到流量计实际计量精度的关键。气体涡轮流量计是速度式的流量测量仪表，具有量程宽、重复性好等优点。在国内外燃气、石油化工等行业得到了广泛的使用。尽管涡轮表本身计量准确、精度高，但若出厂时对其标定不够准确，则直接影响其计量精度。在国外每台气体涡轮流量计投入使用前都必须进行严格的标定，所用的标准装置主要为“标准气体涡轮流量计”、“音速喷嘴”、“钟罩式标准计量器”、“标准滚筒气体流量计”、“标准旋转叶片气体流量计”等，其中前3种为常用的标准装置。为了确保其作为贸易结算依据及其公证性、准确性，提高气体涡轮流量计标定精度必不可少。

一、影响气体涡轮标定精度的因素

1、标准装置的影响

标准气体涡轮流量计具有标定精度高、标定速度快、成本低等优点，但随着时间的推移，由于其内部轴承及其他运动部件的磨损会造成标准涡轮表本身性能的改变，从而降低标定精度。因此标准涡轮表本身需要定期进行标定。且标准涡轮表口径越小，通过气体的流量越小，其精度受内部运动部件磨损的影响趋势也越大。因此，当需标定的涡轮表口径较小时（小于100mm），就不宜选用涡轮表作为标准装置。

钟罩式标准计量器标定流量计的流量范围受钟罩容积大小的制约。当钟罩体积较小时，测量过程中与待测表相比较的体积数就较小。则随机误差会增大，影响涡轮表大流量测试点的标定精度。

另外，影响音速喷嘴、钟罩式标准装的标定精度的因素还有容器内气体温度在短时间内不均匀，气体的含水量过大。环境的温度、湿度和压力变化等。

了解不同标准装置的特点，就可在实际标定中选择合适的标准装置。在条件允许的情况下尽可能地选用高精度的标准装置，因为标准装置本身的精度和操作程序直接影响待测涡轮表的标定精度。

2、速度分布畸变对标定精度的影响

涡轮表是速度式的流量测量仪表，其仪表特性直接受气体流动状态的影响。对其进口处的速度分布尤为敏感。进口流速的突变和流体的旋转可使测量误差达到不能允许的程度。在标定中，涡轮流量计之前一般有若十倍管道直径的直管段，但往往由于直管段长度不够，进口处流体的旋转采能彻低消除、或由于安装流量计时密封垫片突出而改变了流体和涡轮叶片之间的角度，这些影响往往使仪表常数变化2%或更多。

3、辅助测量装置对标定精度的影响

数据的正确采集依赖于温度、压力传感器、定时器、脉冲计数器的选取及安装位置的确定。如果传感器精度不够，则不能保证测量值的精度。如果传感器安装位置不合适，则不能正确测量通过标准装置及待测涡轮表的气体的实际温度、压力值。且可能会影响气体的流动状态，导致涡轮表进口处的速度分布不均，从而影响标定的精度。 

二、提高标定精度的方法

1、合理选择标准装置

由于标准涡轮表本身的特点，它本身需要每年进行检定，当需标定的涡轮表口径较小时（小于100mm），就不宜选用涡轮表作为标准表。

鉴于流量越小，雷诺数越小，则忽略气体粘性造成的误差越太，所以音速喷嘴标准装置只适合标定大流量、大口径的涡轮表。保证喉径的加工精度，选择高精度的时间测量装置都是十分必要的。为使容器气体温度尽快均匀稳定，还应在容器内加装搅拌机。

一般用钟罩来标定小口径、小流量涡轮表，且选择钟罩时其容积一定要足够大，以保证大流量点标定的精度。为了保证水质的清洁，钟罩内的水应每天更换。当钟罩鼓起后，为了使钟罩内气体温度均匀，钟罩充满气后，应等待5分钟之后才能开始试验。另外，钟罩与音速喷嘴作为标准装置还需利用空调、干燥器等设旋保证标定所需的标准环境。

2、消除标定压力与标定温度的影响

标定装置必须立于空间足够大的试验室内，保证标准装置、待测涡轮表不在单方向受热（如太阳的辐射、加热器或其他热源）。试验室中的温度变化不得超过20±5℃的温度范围。由于涡轮表进入精度的流量范围与表压及当地的大气压力有关，所应明确指出标定时的表压及当地的大气压力。

3、消除标定系统中管路设计方面的影响

为了有效地消除旋转流．应在涡轮表前安装必要的直管段，且最好在涡轮表前加装整流器，并保证管道及流量计密封垫片良好定位，不使突出。为了保证流体的正常流动特性，消除流量计后的各种管件、阀门的不良影响，流量计后也应保证至少5倍以上管道直径的直管段。

4、消除辅助测量装置方面的影响

选择高精度的温度、压力传感器、定时装置等辅助设施，其精度必须高于待测涡轮表所需精度1-2级，且安装位置应合适。

5、数据的分析处理

计算待测表的误差必须考虑气体通过标准装置和待测表时温度、压力的差异以及标准装置自身的误差。若忽略通过标准装置和待测表的气体压缩系数的差异，可求得待测涡轮表在某台流量点的相对示值误差。

气体涡轮流量计具有灵敏度高、重复性好、量程比宽、精度高等优点，已被广泛应用于天然气贸易结算计量，甚至还作为量值传递的标准仪表。随着我国城镇燃气工程的全面展开以及对燃气商业贸易、交接计量要求的不断提高，气体涡轮流量计已逐步成为我国城镇燃气商业贸易和交接计量的仪表之一。

    涡轮流量计是一种速度式流量计，利用气体推动流量计叶轮转动，叶轮旋转的速度与流体体积流量成正比，根据电磁感应原理，利用磁敏传感器从同步转动的叶轮上感应出与流体体积流量成正比的脉冲信号，经运算处理得出体积流量。其测量精度较高，准确度等级可达到1.0级、1.5级；量程比宽，一般为1：20测量范围宽；结构紧凑轻巧，装维护方便前后直管段要求较低，可用于中、高压计量。

涡轮流量计同样存在以下缺点：有可动部件，易于损坏，关键件轴承易磨损，抗脏污能力差，对介质的干净程度要求较高，难以长期保持校准特性，需要定期校验。造成误差的原因有：计量表自身质量问题，设计选型不合理，安装不到位，运行中维护保养不当等。 

    那如何控制误差呢？正确确定流量计使用的场所及规格。由于涡轮流量计涡轮惯性的存在，在流量波动频繁的场合不宜使用，否则会降低计量精度。要比较准确地估计用气量的峰谷值和介质的压力情况，正确确定流量计的规格。

    气体涡轮流量计前必须安装过滤器；应保持过滤器畅通，若发现过滤器堵塞（可凭过滤器进出压差来判断）时，应及时对过滤器进行清洗，若未配差压计的每月清洗一次。要保证直管段的要求，尤其是表前有缩径或半开阀门的情况。安装时，密封垫不得突入管道中，流量计与管路轴线目测不得有明显偏差，不得产生安装应力。安装时一定要清扫干净管道内的所有杂质，以防轴承和涡轮卡死。

气体涡轮流量计产品特点

采用新型传感器，始动流量低、压力损失小、抗振与抗脉动流性能好，不易腐蚀、可靠性好、使用寿命长。

采用新型微处理器与高性能的集成芯片，运算精度高、整机功能强大，性能优越。

采用先进的微功耗高新技术，整机功耗低。既能用内电池长期供电运行，又可由外电源供电运行。

按流量频率信号，可将仪表系数分八段自动进行线性修正，可根据用户需要提高仪表的计算精度。

采用EEPROM数据存贮技术，具备历史数据的存贮与查询功能，三种历史数据记录方式可供用户选择。

流量计表头可180°旋转，安装使用简单方便。

高精确度，一般可达±1.5%R、±1.0%R。

重复性好，短期重复性可达0.05%～0.2%，正是由于具有良好的重复性，在贸易结算中是优先选用的流量计。

可检测被检测气体的温度、压力和流量，能进行流量自动跟踪补偿，并显示标准状态下（

  Pn=101.325KPa,Tn=293.15K）的气体流量：可实时查询温度、压力、时间、日期等数据。