天然气孔板流量计在线标定方法的探讨

　　0　概述

　　以标准孔板做为节流件的节流装置,被广泛应用于各种介质的流量测量。特别是对于高压头,大流量的气体(天然气、煤气、过热蒸汽等)的流量测量。这种计量器几乎是惟一的选择。关于标准节流装置,国家标准GB/T2624-93规范了标准节流装置的设计、安装和使用条件及其在该条件下流量测量总不确定度的估算方法。只要节流装置的设计、制造使用符合国际的规范要求,则流量测量的不确定度,便可以一定的置信度予以估算。这在装置完全符合标准文件(国标)要求的条件下无疑是可行的。但孔板的实际应用中往往会偏离“要求”,这时为消除偏离“要求”而产生的附加误差,则需要对流量系数a(或流出系数c)、管道直径D和孔板开孔直径d、膨胀系数ε及流体密度进行一系列补偿或修正。但这种修正是有限度的,且又过于繁琐而不足取。这时若采用标准孔板的在线标定,则不失为一种可行之方法。

　　1　现行离线标定方法及特点

　　目前,依据JJG26-94国家检定规程的标定方法是:

　　(1)使用对构成孔板装置的节流件、取压装置和测量管道的所有几何参数进行检定,确定出D和d的误差。

　　(2)单独对差压计(或差压变送器)进行检定确定其准确。

　　(3)分别标定或依据经验公式估算出流量系数(a)或流出系数(c);流速膨胀系数ε和孔板上游侧流体密度ρ的误差。

　　在按间接测量误差的传播定律,求出质量流量测量误差(或不确定度),可以看出上述方法有两个显著特点。

　　(1)是把流量测量系统分离成几部分。在离线条件下单独标定(或给出)的各独立变量的误差是在该条件下确定的。

　　(2)在计算流量测量总误差(函数误差)时,各独立变量的误差都是按服从统计规律的随机误差考虑的,而未能考虑流量测量系统中可能存在的系统误差。

　　2　流量测量系统存在系统误差的可能性

　　(1)流量方程中流量系数(或流出系数)的确定方法有两种。一种方法是在流量标准装置上,实测其系数a,然后确定出其标准偏差σn,但所有流量装置可能存在的系统误差,必然会传给流量系数a。另一种方法是使用ISO标准的经验公式计算出a及其标准偏差σ,这些公式是在大量实验数据的基础上用数理统计的回归方法求得。在孔板装置的加工、安装和使用完全符合标准文件技术要求的情况下,可以认为流量系数a不存在系统误差,但在孔板装置各

部分不完全符合技术要求,或在孔板装置离线检定过程中,不自觉使用了不准确的计量器具,而表面上符合要求而实际不符各要求的情况下,也必然会产生附加的系统误差。