摘要：氣(qi)體渦輪和(he)腰輪流量(liang)計 常作爲(wei)氣體流量(liang)标準裝置(zhi)比對的傳(chuan)遞标準,但(dan)在比對過(guo)程中的計(ji)量性能變(bian)化影響甚(shen)至決定了(le)比對結果(guo)的⛷️客觀性(xing)與公正性(xing)。基于一台(tai)氣體渦輪(lun)流量計 和(he)一台腰輪(lun)流量計在(zai)比對過程(cheng)中的8次實(shi)驗數據,從(cong)兩台流量(liang)計的整體(ti)上和單一(yi)流量點兩(liang)個角度出(chu)發,分析🚶‍♀️示(shi)值誤差、儀(yi)表系數及(ji)其複現性(xing)和穩定性(xing)的變化規(gui)律。結果顯(xian)示兩台流(liu)量計在比(bi)對過程中(zhong)均保持了(le)較好的🚶‍♀️複(fu)現性;前者(zhe)的穩定性(xing)較好,而🈚後(hou)者的穩定(ding)性不合格(ge);兩台流量(liang)計的複現(xian)性和穩定(ding)性均随着(zhe)其流量的(de)增大而逐(zhu)漸提高。由(you)此說明🔅，氣(qi)體流量📞标(biao)準裝置比(bi)對工作中(zhong)優先選擇(ze)穩定性較(jiao)好的流量(liang)計作爲傳(chuan)遞标準,且(qie)盡可能選(xuan)擇大的流(liu)量點,有利(li)于減小其(qi)複現性🚶‍♀️和(he)穩定性對(dui)測量結♉果(guo)的影響,更(geng)好地反映(ying)标準裝置(zhi)的測量能(neng)力。
0引言
　　在(zai)氣體流量(liang)計量中,氣(qi)體渦輪和(he)腰輪流量(liang)計均爲比(bi)較👅成熟的(de)儀表,具有(you)精度高、重(zhong)複性好、量(liang)程比寬、抗(kang)幹🔞擾能力(li)強⭕等特點(dian)，在🧑🏾‍🤝‍🧑🏼石油化(hua)工工業生(sheng)産中廣泛(fan)應用。同時(shi),在全國省(sheng)級技術機(ji)構之間和(he)省市範🌈圍(wei)内,這兩種(zhong)流量計也(ye)多次被💋作(zuo)爲傳遞标(biao)準用于氣(qi)體流量标(biao)🏃準裝置的(de)比對工作(zuo)。
　　但是,比對(dui)過程中,這(zhe)兩種流量(liang)計的計量(liang)性能變化(hua)情🤟況🐕以及(ji)這🏃‍♂️一變化(hua)對比對數(shu)據的影響(xiang)程度等問(wen)🎯題都沒有(you)一個定量(liang)甚至定性(xing)的結論。分(fen)析和研究(jiu)這些問題(ti),有利于對(dui)比🐇對數據(ju)更加客觀(guan)的評價和(he)處理,提高(gao)比對結果(guo)的公平性(xing)和公正性(xing)。同時,進一(yi)步分析其(qi)變㊙️化規律(lü)，有利于指(zhi)導比對工(gong)作中對流(liu)🙇🏻量計和流(liu)量點的選(xuan)擇,以減小(xiao)流量計本(ben)身對比對(dui)🏒數據的影(ying)響程度,使(shi)得比🈲對結(jie)果能夠更(geng)好地反映(ying)标準裝置(zhi)的測量能(neng)力。
　　2025年11月,新(xin)疆維吾爾(er)自治區計(ji)量測試研(yan)究院承擔(dan)并主導了(le)全疆範圍(wei)内氣體流(liu)量标準裝(zhuang)置的比對(dui)工🔴作。本文(wen)基🍓于本次(ci)比🈲對工作(zuo)中的實驗(yan)數據，分析(xi)和研究兩(liang)台傳遞标(biao)準一氣體(ti)渦輪流量(liang)計和氣體(ti)腰輪流量(liang)計✉️的計量(liang)性能變化(hua)情況,以期(qi)爲探讨和(he)解決上述(shu)問題提供(gong)參考。
1比對(dui)概述
　　主導(dao)實驗室爲(wei)新疆計量(liang)測試研究(jiu)院，參比實(shi)驗室爲全(quan)疆範🏃‍♀️圍❄️内(nei)其他七個(ge)授權的計(ji)量技術機(ji)構。.所🔴有實(shi)驗室的比(bi)對裝置均(jun)爲臨界流(liu)文丘裏噴(pen)嘴法氣體(ti)流量标準(zhun)裝置,測👌量(liang)範圍均滿(man)足🙇🏻比對的(de)流量點要(yao)求。傳遞标(biao)準爲--台渦(wo)輪流量計(ji)和一台腰(yao)輪流量計(ji),均采用脈(mo)沖輸出的(de)方法，測量(liang)設定流量(liang)點的🈲儀表(biao)系數。傳遞(di)标準的參(can)數見表1。
 
　　爲(wei)了保證傳(chuan)遞标準的(de)計量性能(neng)穩定性,采(cai)用星形式(shi)傳遞方🏃法(fa),比對過程(cheng)中主導實(shi)驗室完成(cheng)對傳遞标(biao)準的8次試(shi)驗。每個流(liu)量🈲點重複(fu)實驗6次,取(qu)算術平均(jun)值作爲實(shi)驗🔴結果。比(bi)對過程中(zhong)人員全程(cheng)監督,傳🔱遞(di)标準在比(bi)對過程中(zhong)沒有出現(xian)碰撞、跌👉落(luo)、電擊、堵塞(sai)等意外情(qing)況，保證了(le)傳❗遞标準(zhun)的完好性(xing)和實驗數(shu)據的有效(xiao)性。
　　本文基(ji)于實驗數(shu)據分析和(he)研究氣體(ti)渦輪和腰(yao)輪流量計(ji)的計量性(xing)能變化,從(cong)流量計整(zheng)體情況、單(dan)個流量💜點(dian)情況兩個(ge)角度出發(fa),分析其示(shi)值誤差、儀(yi)表系數、複(fu)現性穩定(ding)性等方面(mian)的⚽内容,同(tong)時對比對(dui)數據進行(hang)處理,以驗(yan)證分析結(jie)論。
　　複現性(xing)定義爲同(tong)一流量計(ji)在相同的(de)标準裝置(zhi)、不同的實(shi)驗時間、不(bu)同的實驗(yan)環境條件(jian)下得到測(ce)量結果的(de)一緻程度(du),采用實驗(yan)标準偏差(cha)表示[5-6]。衡量(liang)标準爲流(liu)🛀量計最大(da)允許誤差(cha)絕對值的(de)1/3。計算公式(shi)爲:
 
　　式中:sR爲(wei)儀表系數(shu)或示值誤(wu)差的複現(xian)性;n爲試驗(yan)次數,n=8;`x爲✌️8次(ci)實驗數據(ju)的平均值(zhi),下同。
　　穩定(ding)性定義爲(wei)同-一流量(liang)計在同一(yi)個标準裝(zhuang)置、不🔞同🌈實(shi)驗條🌈件😘下(xia),多次測量(liang)結果的變(bian)化幅度,衡(heng)量标✂️準爲(wei)流量計的(de)最大允許(xu)誤差。計算(suan)公式爲:
　　式(shi)中:xmax、xmin分别爲(wei)本次實驗(yan)數據中儀(yi)表系數或(huo)示值誤🌍差(cha)的最大值(zhi)、最小值。
2流(liu)量計整體(ti)計量性能(neng)分析
　　試驗(yan)得到的兩(liang)個流量計(ji)的儀表系(xi)數和示值(zhi)誤差以💁及(ji)⭕它㊙️們的平(ping)均值、複現(xian)性和穩定(ding)性如表2所(suo)示。
 
2.1示值誤(wu)差
　　氣體渦(wo)輪流量計(ji)最大示值(zhi)誤差爲0.28%，氣(qi)體腰輪流(liu)量計最🙇🏻大(da)示值⭐誤差(cha)爲0.31%,均小于(yu)其最大允(yun)許誤差1%,滿(man)足合格要(yao)求。由此🙇🏻說(shuo)明♈,氣體渦(wo)輪和腰輪(lun)流量計的(de)計量精度(du)比較高💋，穩(wen)定性也較(jiao)好🍉。同時,由(you)于采用脈(mo)沖輸出方(fang)式👄,示值誤(wu)差❄️也反映(ying)了流量計(ji)儀表系數(shu)的🎯線性度(du),示值❗誤差(cha)較小，說.明(ming)流量計儀(yi)表系數的(de)線性度也(ye)比較好。
2.2複(fu)現性
　　氣體(ti)渦輪流量(liang)計的儀表(biao)系數複現(xian)性爲0.12%、示值(zhi)誤差複現(xian)性爲0.06%,小于(yu)0.33%,由此說明(ming)氣體渦輪(lun)流量計在(zai)改變了實(shi)驗時間和(he)環境條件(jian)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼下,仍然能(neng)夠保證儀(yi)表系數和(he)示值誤差(cha)的一緻性(xing),也證❄️明了(le)常規的檢(jian)定結果對(dui)正常☎️工作(zuo)條件下氣(qi)體渦輪流(liu)量計的有(you)效性。同樣(yang),從氣體腰(yao)輪流量計(ji)的儀表系(xi)數和示值(zhi)誤差💯的複(fu)現性數據(ju)分析,結論(lun)與氣體渦(wo)輪流量計(ji) 一緻。
2.3穩定(ding)性
　　氣體渦(wo)輪流量計(ji)的儀表系(xi)數和示值(zhi)誤差的穩(wen)定性🐪分别(bie)爲0.41%.0.64%,均小于(yu)1%,在合格範(fan)圍内。氣體(ti)腰輪流量(liang)計的儀表(biao)系數穩定(ding)性爲0.81%,示值(zhi)誤差穩定(ding)性爲1.13%,前者(zhe)合格,後者(zhe)🛀🏻不合格。
2.4小(xiao)結
　　從氣體(ti)渦輪和腰(yao)輪流量計(ji)的儀表系(xi)數和示值(zhi)誤差整體(ti)分❓析其複(fu)現性和穩(wen)定性,可以(yi)得出:在多(duo)次試驗中(zhong),兩種流量(liang)計的儀表(biao)系數和示(shi)值誤差均(jun)保持了較(jiao)好的一🍉緻(zhi)性。同時,前(qian)者的穩定(ding)性優于後(hou)者,後者的(de)示值誤差(cha)穩💁定性超(chao)過允許範(fan)圍,可能會(hui)對☀️比對結(jie)果産✂️生較(jiao)大影響。
3單(dan)個流量點(dian)計量性能(neng)分析
　　針對(dui)每一個流(liu)量點儀表(biao)系數的測(ce)量數據見(jian)表3。
 
3.1儀表系(xi)數
　　對表3中(zhong)兩台流量(liang)計各流量(liang)點的儀表(biao)系數轉換(huan)爲🔆折🍉線圖(tu)，見圖1和圖(tu)2。
 
　　從圖1中可(ke)以看出,氣(qi)體渦輪流(liu)量計三個(ge)流量點儀(yi)表🈲系數的(de)變化趨勢(shi)基本上是(shi)一緻的。其(qi)中，80m3/h流量點(dian)的儀🧡表系(xi)💁數最⭕大，150m3/h和(he)300m3/h兩個流量(liang)點的儀表(biao)系數基本(ben)相同。所以(yi),氣體渦輪(lun)流量計在(zai)150m3'/h和300m3/h流量👅點(dian)的儀表系(xi)數具有較(jiao)好的一緻(zhi)性,在比對(dui)㊙️實驗中，選(xuan)☁️擇這兩個(ge)🛀🏻流量點能(neng)夠更好地(di)反映出标(biao)準裝置在(zai)不同流量(liang)點的穩定(ding)性✔️和♌正确(que)率。
 
　　圖2中，氣(qi)體腰輪流(liu)量計三個(ge)流量點的(de)儀表系數(shu)整體的📞變(bian)化趨勢相(xiang)同,第二次(ci)試驗的儀(yi)表系數整(zheng)體增大,第(di)三次試驗(yan)的儀表系(xi)數卻整體(ti)下降,而之(zhi)前和之後(hou)的儀表系(xi)數基本保(bao)持🛀🏻--緻。三個(ge)流量點的(de)儀🔞表系數(shu)平均值分(fen)别爲1413.96m-3、1416.19m-3和1419.20m-3,差(cha)值基本相(xiang)同,說明氣(qi)體☂️腰輪流(liu)量計的儀(yi)表系數🌈與(yu)流量點的(de)⛹🏻‍♀️線性關系(xi)較好。
　　同時(shi),從表3中可(ke)以看出,氣(qi)體渦輪流(liu)量計的儀(yi)表系數🏃🏻‍♂️随(sui)着流量點(dian)的增大而(er)減小，而氣(qi)體腰輪流(liu)量計的儀(yi)表系🈲數随(sui)着流🆚量點(dian)的增大而(er)增大,這也(ye)反映🧑🏾‍🤝‍🧑🏼出兩(liang)種流量計(ji)💰不同的計(ji)量特性。
3.2複(fu)現性
　　氣體(ti)渦輪流量(liang)計在80m3/h、150m3/h、300m3/h流量(liang)點的儀表(biao)系數複現(xian)性分🐉别✏️爲(wei)0.17%、0.11%和0.08%,均小于(yu)0.33%,屬于合格(ge)範疇,且值(zhi)都比較小(xiao);氣體腰輪(lun)流量🌂計三(san)個流量點(dian)的儀表系(xi)數複現性(xing)分别🔅爲0.30%、0.29%和(he)0.18%，也均小于(yu)0.33%，但是值都(dou)比較大,其(qi)複現性明(ming)顯比⭕氣體(ti)渦輪🏃🏻‍♂️流量(liang)計差。
　　由此(ci)可以分析(xi)出,兩台流(liu)量計所有(you)流量點的(de)儀表💛系數(shu)在不同檢(jian)定條件下(xia)均表現出(chu)了較好的(de)一緻❌性,但(dan)氣體渦輪(lun)✏️流量計的(de)一緻性明(ming)顯優于氣(qi)體腰輪流(liu)量💁計。同時(shi),兩台流量(liang)計均表現(xian)出流量點(dian)儀表系數(shu)的複🧑🏾‍🤝‍🧑🏼現性(xing)随着流量(liang)點的增大(da)而減小的(de)特點,也就(jiu)是說在接(jie)近其最大(da)流量點處(chu)儀表系數(shu)的複現性(xing)最好,儀表(biao)系數的一(yi)緻性最好(hao)。這一特點(dian)🐕有利于在(zai)對标準裝(zhuang)置進行量(liang)值比對、期(qi)🈲間核查、穩(wen)定性和重(zhong)複性考核(he)等工作中(zhong)更好地選(xuan)擇流量點(dian)，以盡量減(jian)小或避免(mian)流量計本(ben)身對🌂标準(zhun)裝置測量(liang)結果🐇的影(ying)響。
3.3穩定性(xing)
　　氣體渦輪(lun)流量計從(cong)小到大的(de)三個流量(liang)點的儀表(biao)🌈系數依次(ci)爲0.53%、0.32%和0.24%,均處(chu)于合格範(fan)圍内;氣體(ti)腰輪流量(liang)計從⭐小到(dao)大的三個(ge)流量點的(de)儀表系數(shu)分别爲1.06%、1.01%和(he)0.60%，其中前兩(liang)個值均大(da)于🌈1%,不合格(ge)✔️,第三個💃🏻值(zhi)雖然合格(ge)📧，但也較大(da)。
　　這些數據(ju)說明了氣(qi)體渦輪流(liu)量計在實(shi)驗過程中(zhong)⚽保持了良(liang)好的穩定(ding)性，儀表系(xi)數的變化(hua)對比對結(jie)果的🛀🏻影響(xiang)🤞較小，屬于(yu)可以接受(shou)範圍;而氣(qi)體腰輪流(liu)量計在實(shi)驗過程中(zhong)的穩定性(xing)較差,儀表(biao)系數出現(xian)了較大的(de)偏離,不能(neng)客觀反映(ying)出标準裝(zhuang)置的計量(liang)性能,在比(bi)對實驗中(zhong)需要慎重(zhong)
3.4小結
　　從單(dan)個流量點(dian)分析兩台(tai)流量計的(de)儀表系數(shu),發現氣體(ti)渦👨‍❤️‍👨輪流♊量(liang)計的儀表(biao)系數在後(hou)兩個流量(liang)點一😄緻性(xing)較好,能夠(gou)☁️更好地反(fan)映出标準(zhun)裝置的穩(wen)定性和正(zheng)确率;而氣(qi)體腰輪流(liu)量計的儀(yi)表系數與(yu)流量點的(de)線性👣關系(xi)較好。同時(shi),兩種流量(liang)計的儀表(biao)系數随着(zhe)流量點🌈的(de)增大而呈(cheng)現相反的(de)變化趨勢(shi)。
　　氣體渦輪(lun)和腰輪流(liu)量計各流(liu)量點儀表(biao)系數的複(fu)現性均合(he)格,但前者(zhe)明顯優于(yu)後者,且随(sui)着流量點(dian)🏃的增大,複(fu)🤞現性逐漸(jian)變好🤞。在利(li)用這兩種(zhong)流量計考(kao)核标準🎯裝(zhuang)置的🈲工作(zuo)中,盡可能(neng)選擇大的(de)流量點，有(you)利于使測(ce)量結果反(fan)映标準裝(zhuang)置的計量(liang)特性。
　　氣體(ti)渦輪流量(liang)計的穩定(ding)性均合格(ge),但氣體腰(yao)輪流㊙️量計(ji)前兩個流(liu)量點儀表(biao)系數的穩(wen)定性不合(he)格,在比對(dui)實驗中優(you)先選擇前(qian)者,慎重選(xuan)擇後者。兩(liang)種流量計(ji)儀表系數(shu)的穩定🥰性(xing)也随着流(liu)量點增大(da)而提🌂高，選(xuan)擇大❄️流量(liang)點有利于(yu)減小儀表(biao)系數穩定(ding)性對比對(dui)試驗的影(ying)響。
4結束語(yu)
　　本文依據(ju)氣體渦輪(lun)和腰輪流(liu)量計的8次(ci)實驗數據(ju),從示值‼️誤(wu)差、儀表系(xi)數、複現性(xing)、穩定性等(deng)方面分析(xi)了兩👈台流(liu)量計在比(bi)對過程中(zhong)的計量性(xing)能變化情(qing)🏒況。從整✔️體(ti)上分析,兩(liang)台流量計(ji)的儀表系(xi)數和示值(zhi)誤差均具(ju)有較好的(de)🌍一-緻性，但(dan)氣體腰輪(lun)流量計的(de)變化幅度(du)較🌏大。從單(dan)一流量點(dian)分析,氣體(ti)渦輪流量(liang)🔴計各流量(liang)點儀表系(xi)數均表現(xian)出了很高(gao)的複現性(xing)和穩定性(xing)🤟;而氣體🔴腰(yao)輪流量計(ji)各流量點(dian)儀表系數(shu)的複現性(xing)較好,穩定(ding)性超過允(yun)許範圍。
　　氣(qi)體流量标(biao)準裝置的(de)比對是保(bao)證區域範(fan)圍量值傳(chuan)遞一🤟緻性(xing)和有效性(xing)的一項重(zhong)要内容。但(dan)由于工作(zuo)的難度大(da)、周期長、内(nei)容複雜,所(suo)以很難保(bao)持一定的(de)連續性和(he)周期性,對(dui)傳遞标準(zhun)在比對過(guo)程中的計(ji)量性能變(bian)化研究也(ye)不能得到(dao)很好的論(lun)證。所以🌍，本(ben)文的分析(xi)和研究結(jie)論也并不(bu)能代表兩(liang)種類型流(liu)量計的整(zheng)♊體計量性(xing)能,需要更(geng)加充分的(de)實驗和充(chong)足的數✏️據(ju)才能得出(chu)盡可能全(quan)面、客觀的(de)結論,爲提(ti)升氣體流(liu)量标準裝(zhuang)置的比對(dui)工作提供(gong)依據。

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