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请教：质量流量计使用者，如何进行标定的？
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(239949号)
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TA在日13时42分获得了这枚徽章。 []
在《JJG &&科里奥利质量流量计》检定规程里，质量流量计标准装置有质量法装置 、体积法装置和标准表法标准装置。通用的检定办法有静态称量法、静态容积加密度计法、标准体积管加密度计法和标准表比较法。其中，静态称量法需水池、水泵、称量容器、电子秤、伸缩器、相应管路以及检定控制系统；静态容积加密度计法需水池、水泵、标准金属量器、伸缩器、在线密度计相应管路以及检定控制系统；标准体积管加密度计法需水池、水泵、标准体积管伸缩器、在线密度计相应管路以及检定控制系统；标准表比较法需油泵、油罐、标准质量流量计、伸缩器、相应管路以及检定控制系统；
& & 四种检定方法的特点：
& & a、静态称量法直接读取质量，误差主要来自电子秤和换向器，系统精度等级最高，对检定环境要求宽松，检定耗时少，不受检定介质和管路流体压力影响，但现场检定较难。
& & b、静态容积加密度计法在读取容积的同时必须测量出检定介质的密度，有附加误差，对检定介质和检定环境要求比较严，检定耗时少，不受检定介质和管路流体压力影响，但现场检定较难。
& &c、标准体积管加密度计法也有附加误差，对检定介质和检定环境要求比较严，检定耗时长，需引入压力修正系数，但车载式标准体积管加密度计法现场在线检定比较方便
& & d、标准表比较法误差主要来标准质量流量计，对检定环境和检定介质要求不高，但是投资高。
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(345885号)
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在生产现场不能标定，可送上海艾默生标定，但在现场可调零。
(370392号)
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在现场只能标零点，要想知道是否准确只有拆下送检了
(353400号)
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TA在日12时44分获得了这枚徽章。 []
质量流量计的标定按照规定是送有检定资格的计量部门完成，2楼叙述的已经很完整了。我们这的计量采用的是水标法。
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天然气流量仪表在高压下的标定
上海工业自动化仪表研究所
李传经 陈云麒 王继忠
天然气日益昂贵的严峻事实迫使产销双方在交易过程中斤斤计较，最终用户也必然为所付出的代价追求公平交易和准确的计量，试验表明天然气流量仪表的性能在不同压力下有差异，仅仅在常压下标定已经不能保证计量的准确性。在高压下进行标定的计量法规应运而生，随之而来的是近年来相应技术和试验设备的产生和发展。本文介绍了有关技术领域的最新国际动态，并提出在国内应该采取的相应对策和发展建议，以期对节能降耗工作有所裨益。
关键字：高压标定；在线装置；闭环装置
&&& 1 严峻的天然气供应形势
&&& 1）以上海的情况为例，天然气总用量约为每年20亿立方米，到2010年上海世博会期间，上海天然气年用量将达到55-60亿立方米，届时天然气的用量将从占能源总量的3%提高到7%，上海居民都可用上天然气。天然气的应用率是一个国家先进程度的标志，发达国家的应用率已经达到20%或更高。
&&& 2）上海天然气的三个来源：西气东输：到2008年西气总供应量可达120亿立方米，上海目前仅得到10亿立方米，到2008年可达20亿立方米。而在规划期间，中石油承诺到2010年供应70亿立方米。东海平湖天然气：每年可稳定供气6亿立方米，但今后不会有显著的增加。进口液化天然气（LNG）：在建的马来西亚LNG进口项目将在2009年开始供气，初期每年110万吨，2010年可达300万吨，（相当于40亿立方米）。合同期为25年。
&&& 3）西气东输二期工程将于2008年开工，中亚天然气管道将汇入新疆西气管网。2010年完工时可供气年300亿立方米，但管道将汇入珠江管网，供给上海的气量不会有显著增加。即使计划全部实现，上海的天然气供应形势仍非常严峻，供需双方斤斤计较不可避免。天然气流量计量的准确性将是供需双方最关心的问题。全国各城市的供气形势大致相同。
&&& 2 精确的天然气贸易计量要求
&&& 精确计量天然气自然成为供、销、用三方共同的要求，反映在流量科学中，美国标准化研究院（NIST）的G.Martingly博士在90年代初首先提出了精细化测量（Proficiency measurement）的概念，并逐渐形成新的技术领域。其主要内容包括：要求科研人员和制造商开发并提供体现当前新技术的高稳定性流量计；流量计出厂前应进行精确标定，标定条件尽可能与实际使用条件接近；流量计在使用过程中应保持准确，同时流量标准装置应进行定期比对，以使各国流量标准趋于一致。
&&& 近年来天然气流量计量仪表的技术含量和产品品质有长足的进步，特别是广泛使用的气体超声流量计和涡轮流量计已经达到很高的水平。随着我国天然气长输管线的迅速增加，高压条件下储运和计量的日益迫切要求研制和开发流量仪表高压标定技术和设备。仅仅有完善的流量标准装置是不够的，各个装置给出的流量量值还应尽量一致。因此以装置比对试验（Intercomparison test）为主要技术内容的“趋同性”（Harmonization）研究成为流量测量质量保证体系中的一个主要领域。
&&& 3 天然气流量仪表在高压下标定的需求
&&& 试验证明，在常压下标定的天然气流量计在高压下性能有所变化，而应用最普遍的涡轮流量计受压力的影响十分明显。由于天然气的价格越来越昂贵，即使是微小的计量差异也常常引起供需双方的争议。为此，国际天然气工业界呼吁新的计量法规和相应技术，从法制上规范天然气高压计量。已经于2003年正式执行的欧洲标准EN12261明文规定气体涡轮流量计应在高压下进行标定。目前这一标准已经转化为强制性的“计量仪表指令”（MID-Measurement Instrument Directive），规定高压试验是产品型式批准中的必要项目。在欧洲计量规范的推动下，世界上各种原理的高压装置纷纷建立，这些装置主要建立在制造厂、燃气公司和第三方权威试验室。可以预计，我国的相关计量法规和高压装置也将在适当的时候跟上国际发展趋势）。
&&& 4 关于在常压下标定的流量计用于高压应用场合的问题
&&& 研究表明，当过程压力高于某特定值，仪表将表现出与在常压应用场合下不同的性能；性能变化的程度取决于压力的高低和仪表的种类。以下将就在天然气工业应用最广泛的气体涡轮流量计为例说明高压影响和对策。德国Dieter Schmittner博士的研究结论：
&&& 涡轮流量计的高压影响取决于雷诺数和设计；&&& 压力影响与使用介质的组分几乎无关；&&& 涡轮流量计的精密加工是必须的；&&& 常压标定的性能必须是优异的；&&& 在工作压力下标定，使误差调整趋于零；&&& 仅有优良的设计和加工还不够，仪表的安装影响同样不可忽视。
&&& 涡轮流量计的最小流量将随使用压力的增加而减小，其流量测量范围将有所扩展。以下公式表明，当管道内的表压力大于23kPa时，QminHD将恒小于Qmin，即涡轮流量计在高压下使用时，其流量测量下限将向下延伸。但应注意，此公式为经验公式，可能随制造厂不同而有所不同。
&&& 式中：QminHD为高压下的最小流量（m3/h）；Qmin为标定条件下的最小流量（m3/h）；dv为燃气比重（天然气约为0.65）；p为参比压力（绝对压力bar）气体涡轮流量计和涡街流量计压力影响的典型试验曲线，如图1、2所示。
&&& 5 欧洲标准EN12261《气体涡轮流量计》的实施
&&& 鉴于气体涡轮流量计性能受压力影响的事实，欧盟将仪表压力影响的有关内容列入了欧洲标准EN12261《气体涡轮流量计》，并于2003年实施。以下将介绍标准中有关压力试验的部分。
&&& 5.1 欧洲标准EN12261的有关规定——第5.2.1.1款
&&& 本款对于仪表的固有性能提出了严格的要求。即：如果仪表特性试验在多于一个压力下进行，对于公称口径大于100mm的流量计，在0.25Qmax和Qmax之间的所有结果间的差不得大于0.5%；对于公称口径小于等于100mm的流量计，在0.25Qmax和Qmax之间的所有结果间的差不得大于1.0%。
&&& 5.2 欧洲标准EN12261的有关规定——第5.2.1.2
&&& 对于特定在低于或等于0.4MPa压力范围内测量的仪表，其示值误差试验可在大气压条件下进行；对于特定在高于0.4MPa压力范围内测量的仪表，其示值误差试验应在测量条件下进行。试验至少须在制造商明示的最低压力和最高压力下进行。然而，当明示的最高压力高于5MPa时，在5MPa下的试验是可以接受的。
&&& 5.3 欧洲标准EN12261的有关规定——附录E.2.1（Normative）
&&& 每台仪表出厂前试验的计量要求（特定的仪表试验，即：用户已经明确提出仪表的使用压力时）。
&&& 1）对于用户指定的用于最低压力低于或等于0.4MPa时，须进行大气压条件下（±10kPa）的试验。
&&& 2）对于用户指定的用于高于0.4MPa的压力时，须进行一个或多于一个的试验。在此条件下还有两个情况，即：
&&& a.如果用户指定工作压力的上限低于或等于用户指定工作压力范围下限的4倍时，仅需进行一个在Ptest下的试验；这时可以认为在工作压力范围0.5Ptest到2Ptest之间仪表可以满足计量性能的要求。Ptest是特定试验时的试验压力，以表压表示。现举例说明：
&&& 例1（仅需一个试验）：如果用户指定的工作压力为0.5MPa，仪表应在0.5MPa下试验，这时仪表适用于0.25MPa至1MPa之间，如图3所示。
&&& 例2（仅需一个试验）：如果用户指定的工作压力为1.5MPa至3.5MPa，仪表在2MPa下试验，这时仪表适用于1MPa至4MPa之间，如图4所示。
&&& b.如果用户指定的工作压力上限高于工作压力下限的4倍，须进行在Ptest-min和Ptest-max两个试验。这时可以认为在压力范围0.5*Ptest-min至2*Ptest-max内仪表可满足计量要求。Ptest-min，Ptest-max是特定试验压力，以表压表示。先举例说明：
&&& 例（需要两个试验）：如果用户指定的工作压力为0.3MPa至1.5MPa，这时需要做两个试验。然而，有多于一个的方法可以满足这些条件；如果在Ptest-min=0.4MPa和Ptest-max=0.8MPa下试验，这时仪表适用于0.2MPa至1.6MPa之间。如果被告知仪表通常运行在1MPa，试验应在Ptest-min=0.4MPa和Ptest-max=1MPa下进行。这时仪表适用于0.2MPa至2MPa之间，如图5所示。
&&& 6 欧洲标准EN12261的有关压力试验的要点
&&& 1）在型式试验中，必须进行在制造商明示的特定压力下的试验；
&&& 2）如果用户在定货时通知制造商仪表的常用压力或压力范围，仪表出厂前必须进行在相应压力下的试验；
&&& 3）有压试验的目的是，取得仪表运行在相应压力下的加权平均误差，并且在出厂前将仪表的误差调整为趋近于零。
&&& 7 世界主要高压气体流量标准装置概况
&&& 世界各主要工业国早在10多年前已建立了各种原理的高压试验装置。表格1中列出了部分主要试验室的概况，其中多数以天然气作为试验介质。近年来的研究表明，对于雷诺数仪表（即：仪表系数与介质雷诺数有关的仪表），介质的组分对仪表性能的影响是通过介质密度得到反映的；即：在雷诺数相似的情况下，主要天然气仪表（如涡轮、涡街、超声流量计等）的仪表系数与介质组分基本无关。这一试验成果为采用空气为介质提供了技术依据。
&&& 8 在线式装置的局限性
&&& 1）测试压力难以控制，需投资调压装置；
&&& 2）流量调节困难，受上下游压力影响；
&&& 3）测试气体排放受制于下游用户；
&&& 4）需大量投资。
&&& 9 闭环式高压气体装置
&&& 9.1 近年来闭环式空气流量装置被高度重视的原因
&&& 1）欧洲标准EN12261的驱动；2）研究证明，对于多数仪表，特别是涡轮流量计，气体组分的影响甚微。可以采用空气介质；3）不存在测试用气体的排放问题；4）没有防爆问题的困扰；5）流量调节、压力调节和更换气体等问题迎刃而解；6）装置压力维持成本低，节省大量能量；7）不受制于外部影响，特别适用于出厂检定。
&&& 9.2 闭环式高压气体装置的国际现状
&&& 近年来闭环式装置在国际上不断出现，数量远超过开环式装置。典型的事例有：台湾中油公司经过2-3年的技术经济分析和论证，最终决定采用闭环方案。目前已在嘉义炼制所建成装置。德国RMG公司为满足欧标要求，已决定投资90万欧元建立大型闭环装置，用于该公司产品涡轮、涡街、超声等仪表的出厂标定。以下为近年来世界上出现的几个闭环式高压气体装置。
&&& 1）德国Elster公司的闭环式高压气体装置（2005年末建成，2006年初取证），如图6、7所示
&&& 标准表：1.涡轮TRZ-DN200；2.涡轮TRZ-DN200；3.腰轮IRM-1DUO试验介质：空气（干）；压力范围：常压~2.5MPa；流量范围：5~1600m3/h被检表口径：N50~DN200；PN10~ANSI600
&&& 2）美国西南研究所SwRI-MRF的闭环高压装置，如图8所示。流量范围：44kg/sec；试验口径：DN50~DN400；压力范围：1-7.7MPa；试验介质：天然气、氮气；不确定度：0.20%（k=2）
&&& 3）丹麦Force Technology的闭环高压装置——丹麦国家基准。如图9所示。流量范围：8~10000m3/h；试验口径：DN50~DN400；压力范围：0-2.5MPa（空气），0-5.0MPa（天然气）不确定度：0.20%（k=2）
&&& 10 闭环式高压气体装置的关键技术及展望
&&& 1）如果要在2.5MPa下达到1600m3/h的流量，高压鼓风机的功率将略微超过100kW；空气温度将上升约9℃。系统中空气必须被冷却到原来温度，这样，热交换系统将需要另外的66kW电力。系统温度必须稳定控制，以减少温度测量的附加误差。
&&& 2）高压鼓风机需承受4MPa压力，并在高压下提供所需流量，对其特性和结构强度将有严格要求。
&&& 3）目前尚缺少研制和调试方面的经验。
&&& 4）应适时开展高压装置的溯源技术研究。作者认为以高重复性的旋转式流量计（涡轮和腰轮流量计）作为标准表，溯源到气体基准体积管的方式最为合理，建设成本也是最低的。
&&& 5）随着天然气供销双方对贸易计量精度的要求越来越高；进口天然气比重的增加，高压装置的需求将日益迫切。如果没有特殊理由，闭环方案将成为合情合理的选择。
&&& 6）作者认为，根据我国的工业及科技现实水平，目前开展试验室模型研制的条件已经成熟。试验室模型的成功建立必将成为建设实用大型装置的坚实基础。
&&& 参考文献
&&& [1]李传经，王继忠，流量计量标准的趋同性研究和试验方法，第八届工业仪表与自动化学术会议，2007
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3秒自动关闭窗口电磁流量计的校验与标定--流量计信息网
&电磁流量计的校验与标定
电磁流量计的校验与标定
一、实际流量标定的目的
传感器测量电极提供给转换器电压信号，可用下面式子来表示
上式可进一步简化为：
可以看到，这是一个有截距的一元一次方程。由测量误差理论可以分析，造成仪表测量非线性度误差原因在于截距可能不为零。实际产品中，尽管通过现代电子技术和数字技术可以使转换器的零点(包括器件噪声、各种干扰)处理到零输出，但是，如图2.19所示，传感器的装配过程中，很难做到电极引出回路平面与磁力线完全平行。那么，交变的磁场(对于矩形波励磁是波形转换的渡越时间)的磁力线穿过电极引出回路平面将会感应出正交干扰或微分干扰，于是造成了在充满不流动流体时，传感器有输出的可能，也就是传感器具有零点输出。因此，只有通过测量出传感器零点，予以修正方程的截距项，可以改善仪表的测量线性度。仪表测量准确度在于方程的斜率调整的准确程度。通过修正斜率是k，可以校准流量计的测量精确度。
传感器设计、计算与加工(包括线圈绕制、衬里加工、电极装配等)过程存在着误差和分散性；检测的电极电压中也存在各种干扰成分。这些误差和分散性，必须在满足流量计应用的前提条件(如通过流量计上、下游安装足够的直管段，保证试验管道内的流速分布是以中心轴为对称分布)下，进行实际流量校验，给出流量计的标定系数(有的称传感器常数、励磁电流或转换器增益常数GK或者除法运算比值等)，即流量计方程的斜率值。应该说，通过标定每台传感器都有一个确定的标定系数和零点值与之对应。这就是说，标定的目的是通过实际流量的标定，获取代表传感器特性方程的斜率值和截距值，才能真正地保证既有高的测量线性度和高的准确度，达到高的测量精确度等级。
二、实流校验电磁流量计的方法
电磁流量计的实际流量校验一般在水流量标准装置下完成。水流量标准装置通常是重量法、容积法或标准比较法三种标准装置。
用水流量校验流量仪表的方法有容积——时间法(或质量——时间法)、总量校验法和标准表比较法三种。第一种是依据流量的定义，检验仪表瞬时流量的精确度的基本方法。第二种方法是利用等同时间内，仪表测量流量的积分值与进入基准量器的总量值比较来检验仪表的测量精确度。第三种是串联在同一管道中的标准流量计和被校验流量计测量输出信号相比较来计算被校验仪表的测量误差。第一种方法适于过程检测的流量仪表校验;第二种方法适于作为计量用的流量仪表校验用;第三种方法可以用作瞬时流量校验，也可以以总量来校验流量计。实际上，总量校验的方法对校验装置本身的流量稳定性要求不高，但对流量计的线性度、重复性、反应速度要求要高许多。因此，使用总量法校验更能提高流量仪表的质量要求。现代的电磁流量计大部分使用总量法校验。这里仅介绍定容积或者定脉冲数的电磁流量计累计总量校验方法。
利用电磁流量计反应速度快、线性度好以及具有频率输出等特点，设流量计满量程输出频率为f0，对应的满量程流量值为qv(将流量的时间单位化为秒，如I/s)。此时，流量计代表每个脉冲的容积值为常数c，
如果所用工作量器的容积是V(I)，对于定容积和定脉冲数校验，实质上反映的是基准量器进水的时间不同。流量大时，进水时间短；流量小时，进水时间长，总的累计脉冲数变化不大。把与进水时间相同的累计脉冲总数乘以c，即得到流量计的累计体积。分别在上限流量的100%、50%、10%和 0 附近试验，当达到基准量器的给定值 V 时，计数总脉冲为N。由下面式子可以计算出流量计示值误差 δ
如果标准器是基准量器，考虑到水的波动，经过一定时间稳定后，v值可由标尺实际读出。如果是标准衡器，等水的波动稳定后，可直接由称重传感器将质量信号传输到计算机做自动数据处理和误差计算。
如果要求出引用误差齿δf，则在校验时要测量出每次校验的同步时间，将流量计表示的容积和标准装置读出容积分别除以与累计脉冲的同步时间，换算成实测流量和标准流量，按式(2.9)计算
累计总量校验方法对流量计重复性的计算方法简单。在不同流量点，调节阀门开度不变情况下，读 n 次累计脉冲数，分别记为Nl， N2， N3，…， Nn。按下式计算重复性 y 。
——测试点 n 次测量时，被测显示仪表显示总量脉冲数的平均值。
采用定体积和定脉冲数累计总量校验方法对校验装置的流量稳定性要求较低，可以减小稳压法校验装置的造价和投资。但是应用变水头校验装置也能够得到很高的校验精确度。
选择具有高精确度、良好线性度和重复性的流量计作为标准表，并以总量法校验被校流量计，也能得到满意的校验精确度，且能够提高校验工作效率，降低校验费用。
三、电磁流量计的干法标定
电磁流量计传感器的最大公称通径已经发展到DN3000mm。建造相应的水流量标准校验装置技术难度大、工程费用高，给制造厂生产和用户现场检验带来诸多困难。为此，数十年来不断有人探索非实流的"干法"标定电磁流量计的可能性。
"干法"标定的依据是原理公式(2.1)，需要准确得到系数 k 值。k 被称灵敏度系数(也有人叫短路系数)，前面已经提到它的物理意义。尽管已经从理论上有过正弦波交流励磁情况的灵敏度系数走的数学解析，但是，考虑到磁场和流场都是矢量点函数，使用几何相似原理，通过对实际小口径的传感器实标测 B 和 D，即可确定流速与感应信号的比例关系。
对灵敏度系数 k，许多学者进行过研究。图2.20所示是以正方形断面计算不同磁场长度(管径D的倍数)在紊流和层流下的灵敏度系数曲线。但是，实际的传感器磁路尺寸和测量管的材质状况不同，会对涡电流产生不同的影响，与理论计算会有误差。因此，需要通过实流标定，然后与已知的磁路参数(安·匝数、气隙长度)比较，求出实际的灵敏度系数。表2.7是日本工业标准(JIS——z8764——1980)提供的磁场长度为1.5倍时的实测灵敏度系数。
以矩形励磁线圈磁场均匀磁场为例，通过对若干点的磁感应强度测量，计算出平均磁感应强度Bw。
按图2. 21所示，把两电极间距d分为n等份，用高斯计或探测线圈测出 n—1个点的磁感应强度，再用下式计算出Bw
上述方法是针对均匀分布的磁场。对权重分布的非均匀磁场，权重函数是三维矢量点函数。理论计算的磁场分布系数与实际值相比，可能有大的差异，空间点的磁场强度难以测量， Bw不易求得，需要由大量实验验证。因此，电磁流量计"干法"标定尚需进一步研究。
四、电磁流量校验信号发生器
生产和维修调试要求能够模拟传感器流量信号特点的信号发生器以校验转换器。信号的这些特点包括频率、波形、幅度、所含成分与流量信号相同并和磁场同步。模拟信号幅度具有精确的等分输出，以检查转换器的线性。图2.22是根据上面的要求和式(2.3)的原理所设计的一种简单的模拟信号发生器的原理图。
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