目前，国内针对不同气体流量标准装置的比对实验相对较少，主要是受测量手段的制约，以及难以找到适合的参考标准，而不同气体流量标准装置之间的比较和被检表在不同标准装置上的特性，对于我们掌握标准装置的性能、了解被检表有着重要的作用。为此，借助辽宁省计量科学研究院新建立的0.1级钟罩、0.2级钟罩和0.25级音速喷嘴气体流量标准装置，我们做了这次实验，被测表为ACTARIS生产的DN50带脉冲输出的气体腰轮流量计。

 

    一、标准装置

 

    1.0.1级钟罩式气体流量标准装置

 

    0.1级1000L钟罩为中国计量科学研究院最新研制的气体流量标准装置，通过高精度激光干涉仪标定后，钟罩可选择10段标准容积任意组合，装置可自动采集脉冲信号和4～20mA电流信号，装置最大流量为60m3/h，压力波动可以达到4Pa以下。

 

    2.0.2级钟罩式气体流量标准装置

 

    本次实验0.2级钟罩用的是2000L，装置具有+24V和+12V两种供电电压，可自动采集脉冲信号和4～20mA电流信号，装置最大流量为120m3/h。

 

    3.0.25级音速喷嘴气体流量标准装置

 

    音速喷嘴气体流量标准装置采用负压法，最大流量为6000m3/h，流量稳定性为0.1%。

 

    二、实验过程

 

    腰轮流量计本身带有前后直管段，减少了安装带来的影响。由于流量计信号输出方式为二线制电压脉冲输出，所以采用上海仪表研究院的转换模块转换成三线制电压脉冲信号输出，由此可以得到腰轮流量计的仪表系数。

 

    首先在钟罩实验室测量，由于实验室内温度、湿度等环境条件很稳定，在整个测量过程中，温度基本保持在(20±1)℃。先用0.1级钟罩进行测量，测量时分别选择了2种流量调节方式：表前调节和表后调节。在表前调节流量中，又用增加被检表后管道长度的方法增加背压进行实验。用0.2级钟罩进行测量时，选择了表后调节流量。用音速喷嘴实验时，虽然没有将温度控制在20℃，但在整个测量过程中，温度变化同样基本保持在±1℃以内。

 

    三、腰轮流量计的检定数据处理

 

    1.在0.1级钟罩式气体流量标准装置上的测量结果由于流量范围所限，在0.1级钟罩上只测了三个流量点。实验结果见表1。

 

 

 

    2.在0.2级钟罩式气体流量标准装置上的测量结果

 

    在0.2级钟罩上，根据量程范围取五个流量点，每个流量点检定三次。实验结果见表2。

 

 

 

    3.在音速喷嘴气体流量标准装置上的测量结果

 

    在音速喷嘴气体流量标准装置上，根据量程范围取五个检定点，每个检定点检定三次。流量点的调整是根据音速喷嘴流量值的匹配决定，测量时，小流量检定时间适当增加，大流量检定时间不应小于30s。实验结果见表3。

 

 

 

    四、比对结果分析

 

    由于每个流量点的测量次数只有3次，流量计在该点的真正重复性指标可能没有完全反映出来。

 

 

 

    根据图1由钟罩检定的结果曲线图，可以看出流量计在小流量点处仪表系数偏低，当流量增大到30m3/h以上，仪表系数基本成一直线，具有良好的工作状态，而且0.1级和0.2级钟罩检定的仪表系数基本重合在一起。由此可见，流量计在全量程范围内，除低流速外，在其余流量下具有很好的工作状态。

 

    根据图2可以更明显看出流量计仪表系数趋势的一致性。但是由钟罩装置检定的仪表系数和由音速喷嘴装置检定的仪表系数在数值上存在一定差异，差异范围在0.189%-0.405%之间。分析其存在差异的原因：首先，钟罩式气体流量标准装置和音速喷嘴气体流量标准装置是两种不同性质的检定装置，钟罩式气体流量标准装置是以标准器计量气体体积为准，而音速喷嘴气体流量标准装置是以计量经过音速喷嘴的气体质量为准，在体积和质量的转换过程中存在着气体密度的影响；其次，北方天气四季，空气的湿度变化很大，湿度可以影响气体的密度，进而影响气体的质量，所以对空气的湿度修正也是很必要的；再次，钟罩气体流量标准装置对环境条件要求很高，在保证气体温度和空气湿度的情况下，人的活动对空气流动的影响，进而对检定结果的影响有待进一步研究。