流量測量儀表幾種檢定方式比較

摘 要： 流量測量儀表的檢定，通常采用實流檢定和干式檢定兩種方式。采用何種方式檢定流量儀表取決于計量系統(tǒng)對測量不確定度的要求、被檢流量計的類型、用途、所具備的檢定條件、檢定所需費用等諸多因素。一般，用于液體計量的流量儀表（如原油和水計量儀表）基本上采用實流檢定，而氣體計量的流量儀表（如天然氣貿(mào)易結(jié)算用的差壓式流量儀表）絕大多數(shù)采用干式檢定方式，只有極少數(shù)采用臨界流噴嘴在線實流檢定或離線檢定。

一、幾種檢定方式的選取

流量測量儀表的檢定，通常采用實流檢定和干式檢定兩種方式。采用何種方式檢定流量儀表取決于計量系統(tǒng)對測量不確定度的要求、被檢流量計的類型、用途、所具備的檢定條件、檢定所需費用等諸多因素。一般，用于液體計量的流量儀表（如原油和水計量儀表）基本上采用實流檢定，而氣體計量的流量儀表（如天然氣貿(mào)易結(jié)算用的差壓式流量儀表）絕大多數(shù)采用干式檢定方式，只有極少數(shù)采用臨界流噴嘴在線實流檢定或離線檢定。

二、幾種檢定方式的差異

1.檢定結(jié)論上的不同

采用組合測量方法對流量儀表進行干式檢定，是根據(jù)各有關(guān)參數(shù)的測量結(jié)果及其不確定度，按照誤差處理方法合成出儀表的流量測量總不確定度的，是以一定的置信度間接確定流量儀表的不確定度范圍的，它不能給出具體誤差值。它通常是以大量豐富的試驗數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)化的技術(shù)要求為前提，保持了計量的試驗性和一致性的特點。比如，標(biāo)準(zhǔn)孔板節(jié)流裝置、臨界流文丘利噴嘴等已有相當(dāng)成熟的干式檢定技術(shù)。以孔板流量計為例，其流出系數(shù)公式是建立在極其豐富和充分的試驗數(shù)據(jù)基礎(chǔ)之上的，標(biāo)準(zhǔn)上給出的流出系數(shù)的誤差范圍：不大于0.6%。在合成孔板流量測量的不確定度時，也只能以一定的置信度給出一定的不確定度范圍。

實流檢定尤其是在線實流檢定符合準(zhǔn)確性、一致性、溯源性和試驗性等計量特點，能實現(xiàn)真正的流量測量儀表校準(zhǔn)或賦值，能保證量值傳遞或溯源性的連續(xù)和封閉。離線檢定給出流量儀表在檢定條件下的誤差值或流量計系數(shù)，但因其實際操作條件和安裝條件不同于檢定條件，介質(zhì)的有關(guān)物性參數(shù)甚至介質(zhì)本身也有所不同，實際上這種檢定不是真正意義上的校準(zhǔn)或賦值。嚴(yán)格地講，流量儀表的離線檢定結(jié)果只能說明其在檢定條件下的計量特性，大多數(shù)的實際使用現(xiàn)場環(huán)境條件、儀表的安裝條件和操作條件與檢定條件相
比有很大不同，這樣會給流量儀表帶來附加誤差，而附加誤差大小總是以一定的經(jīng)驗主觀判斷的，所以離線檢定對于流量測量結(jié)果要求不高，或者說即使有附加誤差也能滿足預(yù)期的測量要求，不失為一種簡單易行的選擇。

2.對物性參數(shù)影響的修正程度不同

幾乎所有流量測量儀表的測量結(jié)果都受到被測介質(zhì)有關(guān)物性參數(shù)的影響，只是影響程度不一樣。對于能以顯函數(shù)表現(xiàn)其對流量測量結(jié)果影響的物性參數(shù)，只要知道這些參數(shù)的實際值，就能對其進行修正，如天然氣相對密度、壓縮因子、等熵指數(shù)等對孔板流量計測量的影響。但對大多數(shù)流量測量儀表來說，物性參數(shù)對其計量性能的影響難以用數(shù)學(xué)公式準(zhǔn)確地表達出來，比如，在液體計量中，容積式流量計和速度式流量計對液體黏度的變化十分敏感，特別是在低黏度下和儀表測量范圍的下限，目前還沒有通用的黏度修正公式。在天然氣流量測量中，天然氣密度變化對渦輪、渦街等速度式流量計有明顯的影響，若考慮流量計在低壓下用空氣做介質(zhì)檢定的結(jié)果是否能直接用于高壓下的天然氣時，在線實流檢定成為*消除物性參數(shù)影響的*選擇，因為干式檢定、離線檢定不能消除物性參數(shù)對上述流量測量儀表的影響。

3.對操作條件影響的修正程度不同

流量儀表的操作條件或運行條件直接影響其計量性能，操作壓力或溫度變化對流量儀表的最直接影響就是其計量腔體的改變，其間接影響是被測介質(zhì)黏度、密度等物性，間接影響可在修正物性參數(shù)影響時考慮。由于流量儀表結(jié)構(gòu)和形狀的復(fù)雜性及裝配的離散性，幾乎不可能采用計算方法對其腔體隨操作條件的變化精確地進行修正，也不可能根據(jù)試驗數(shù)據(jù)針對所有流量計擬合出滿足準(zhǔn)確度要求的經(jīng)驗公式。

對于容積式流量計，計量腔體的變化會導(dǎo)致作為測量基準(zhǔn)的容積的改變，會引起內(nèi)部漏失量的變化，從而影響流量測量結(jié)果。對于速度式流量計，操作條件的改變將引起其流通面積的變化，從而導(dǎo)致儀表系數(shù)的變化。如果檢定時流量儀表的操作條件能與實際使用時相同或接近，則離線檢定能滿足要求，但是，由于操作條件的復(fù)雜性和多變性，離線檢定往往不能復(fù)現(xiàn)實際操作條件，只有在線檢定能解決高準(zhǔn)確度的流量測量問題，否則要考慮附加的誤差。

三、結(jié)論

綜上所述，對于流量測量儀表，干式檢定適用的儀表十分有限，且它只能確定流量測量的不確定度范圍不能直接對流量儀表進行校準(zhǔn)或賦值。離線檢定適用于對流量準(zhǔn)確度要求不高的場合，它體現(xiàn)了流量溯源的動態(tài)特點，但很難做到溯源或傳遞鏈的封閉。在線實流檢定符合流量量值的動態(tài)溯源特征，它充分考慮了物性參數(shù)、操作條件、環(huán)境條件、安裝條件等諸多影響，保證檢定條件與實際使用條件的充分一致，對于貿(mào)易結(jié)算的測量儀表，買賣雙方都希望能采用在線實流檢定，以實現(xiàn)真正的計量公正。