标准表法气体流量标准装置及不确定度分析

介绍了以涡轮流量计作为标准表的气体流量标准装置的组成及工作原理,重点分析了这种装置的不确定度。提出了采用并联标准表法不会降低装置的精度,给出了提高标准表法气体流量标准装置精度的方法。     

基于环道的高压气体流量检测技术的研究

文章介绍了使用高压气体流量标准装置对高压气体流量计进行标定的基本方法,以及国内外高压气体流量标准装置的概况,分析了环道装置较直排装置工艺方案的优势,讨论了高压环道气体流量标准装置在设计建造过程中工作介质选择、装置的量值溯源和温度压力控制等关键技术。最后,给出了典型高压环道气体流量标准装置的不确定度分析。     

气体流量量值传递体系的建立及关键技术研究

气体流量是能源贸易结算、环境监测等诸多领域中的关键参数,其测量不确定度直接影响贸易公平和环境保护。气体流量基准装置是流量量值的源头,流量计是流量量值传递的载体。本项目自主研制了气体流量基准、标准装置,系统研究了流量计的计量性能,建立了完整的气体流量量值传递体系,显著提升了我国气体流量的计量水平。项目主要成果包括3个方面:将我国气体流量基准装置的测量不确定度水平提升了4倍,首次获得了国际气体流量领域的4项校准测量能力(CMC),测量结果获得国际互认,支撑主导中俄两国间的国际比对,保障能源国际贸易的开展。拓展了气体流量标准装置的测量能力,自主建立高压pVTt法气体流量原级标准装置、临界流音速喷嘴法次级标准装置和环道式涡轮流量计法工作标准装置,满足了高压气体流量量值溯源的迫切需求。综合采用理论、数值模拟及实验等不同研究方法对音速喷嘴流量计开展系统研究,成果显著提升了其测量结果可靠性,支撑相关国际标准的修订,极大提高了我国在该领域的国际学术地位。     

紧凑式标准表法气体流量标准装置的应用

介绍了紧凑式标准表法气体流量标准装置的组成及工作原理。通过分析装置的不确定度和进行测量结果的验证,证实了这种紧凑式标准表法气体流量标准装置可应用于气体流量计的检定或校准。     

具有蒸汽流量计校准功能气体流量装置测量不确定度评定

以临界流文丘里喷嘴法气体流量标准装置为代表,扼要阐述了具有蒸汽流量计校准功能的标准表法气体流量标准装置测量不确定度评定方法和步骤。     

2～4 MPa燃气流量标准装置不确定度评估及验证

为了满足燃气流量仪表的溯源需求，基于标准表法建立一套燃气流量标准装置。该装置采用4台涡轮流量计作为标准表，可达到燃气压力2～4 MPa时，流量范围60～8 600 m³/h的测量能力。针对标准装置存在的标准表非定点使用和低温介质的问题，对其进行不确定度的评估及控制研究。基于NIM-2015模型非线性拟合技术控制标准表非定点使用的不确定度，该标准装置可提供标准流量的不确定度为0.26%(k=2)。在此基础上，建立天然气管道流动传热模型，发现增加预流动时间动态置换管容可实现装置温度动态平衡，提高测量重复性，装置可校准流量计的最优不确定度为0.32%(k=2)。     

音速喷嘴法气体流量标准装置的不确定度分析

对以音速喷嘴为标准表的气体流量标准装置的不确定度进行了分析,得到了装置瞬时、累计质量及体积流量的不确定度表达式.进一步对各种不确定度的计算表明,由于在对体积流量的测量过程中增加了被检流量计处温度、压力的测量,使得体积流量的不确定度较质量流量的不确定度要大.因此,为了对被检流量计的计量能力进行合理的评价,在对被检流量计进行检定时,需对标准装置的质量流量及体积流量的不确定度进行区分.     

双罗茨标准表法气体流量标准装置的研制

文章介绍了一种基于高精度气体罗茨流量计作为主标准器的标准表法气体流量标准装置。深入研究标准表法装置检定技术的新方法,设计专用消波器消除压力脉动影响,采用定点使用和非线性修正技术,可实现速度式流量计和容积式流量计的检定/校准,给出用该装置进行流量计检定的实验数据,结果表明该装置测量不确定度优于0.33%,测量范围度达4 000∶1。     

气体涡轮流量计在不同压力下的计量性能研究

在天然气输送管道与贸易计量、城市燃气工商业用户的流量计量中,常采用气体涡轮流量计。气体涡轮流量计发展历史悠久,也积累了相当的天然气应用数据,被认为计量准确度高、适用性良好的天然气流量计量仪表。由于使用场所的工作条件各不相同,工作压力根据应用的需要一般从几千帕到几兆帕,而在我国的计量机构一般采用负压装置检定。对于在不同压力条件下,气体涡轮流量计的计量特性的数据还非常缺乏。文章基于具备流量计制造生产的条件下,分别对不同规格的气体涡轮流量计在临界流喷嘴流量装置、高压环道流量标准装置进行检定,试验压力分别为负压、0.1 MPa、0.8 MPa和2.0 MPa,从而探索气体涡轮流量计在不同压力下的计量特性,供气体涡轮流量计制造企业作为设计及改进的参考。     

涡轮流量计（气体）仪表系数测量结果的不确定度评定

本文就本所使用的不确定度U=0．3％k=2音速喷嘴法气体流量标准装置,JJG1037—2008（涡轮流量计检定规程》的要求,按照JJF1059《测量不确定度评定与表示》技术规范的要求,对气体涡轮流量计的仪表系数测量结果的不确定度进行评定。     

高压pVTt法气体流量标准装置不确定度实现及验证

介绍了中国计量科学研究院新建成的高压pVTt气体流量标准装置,该装置的不确定度为0.06%(k=2),音速喷嘴的流出系数不确定度为0.08%(k=2)。以3支音速喷嘴作为传递标准,对新建高压pVTt标准装置与原有pVTt装置及德国物理技术研究院的气体流量装置进行了比对,比对结果显示了实验装置间具有很好的一致性,并验证了装置的不确定度水平。     

Uncertainty and Traceability for the CEESI Iowa Natural Gas Facility

This paper analyzes the uncertainty of a secondary flow measurement facility that calibrates a significant fraction of United States and foreign flow meters used for custody transfer of natural gas. The facility, owned by the Colorado Experimental Engineering Station Incorporated (CEESI), is located in Iowa. This facility measures flow with nine turbine meter standards, each of which is traceable to the NIST primary flow standard. The flow capacity of this facility ranges from 0.7 actual m³/s to 10.7 actual m³/s at nominal pressures of 7174 kPa and at ambient temperatures. Over this flow range the relative expanded flow uncertainty varies from 0.28 % to 0.30 % (depending on flow).CEESI Iowa: natural gas facility, CEESI Iowa uncertainty analysis, CEESI traceability to NIST, correlation coefficient, critical flow venturi uncertainty, traceability, turbine meter uncertainty analysis     

标准表法流量计算及不确定度评估分析

以圆柱齿轮流量计做为标准流量计为例,介绍了在标准表法流量标准装置中非定点使用的标准流量计的几种典型流量计算方法,并给出各种流量算法引入的不确定度评定方法。实例对比表明,采用最小二乘法拟合计算,选择与流量计自身特性匹配的拟合阶次可有效降低算法引入的不确定度;选用流量修正值计算流量,对于低流量区域算法引入的相对不确定度较大;采用仪表系数和流量修正系数计算流量引入的不确定度比较接近。     

流量积算仪计量标准装置不确定度评定

根据JJF 1059《测量不确定度评定与表示》的规定,结合流量积算仪标准装置,以天然气计量中涡轮流量计使用的Daniel S600+流量积算仪为实例,采用GUM方法对标准装置进行了不确定度分析评定。该标准装置的扩展不确定度为0.14%,按照量值溯源要求,可以对准确度等级不优于0.5级的流量积算仪开展检定/校准工作。     

移动式天然气计量标准装置不确定度评定

根据《JJF1059测量不确定度评定与表示》的规定,结合移动式天然气计量标准装置,采用GUM对标准装置进行了不确定度分析评定。该标准装置的扩展不确定度为0.33%,按照量值溯源要求,可以对准确度等级不优于1.0级的流量计开展检定/校准工作。经与南京分站标准装置进行比较验证,评定结果得到验证。     

天然气能量测量不确定度评定

文中以天然气长输管道中超声流量计计量系统为例,通过分析系统配套的超声流量计、温度变送器、压力变送器、流量计算机以及在线气相色谱仪等计量器具对能量测得值不确定度的贡献,分别对其引入的不确定度进行了探讨,分析了能量测量的不确定度评定方法.     

液体流量标准装置及自动检定系统的研制

研制了一种新型的液体流量标准装置.通过采用高准确度电子秤、控制换向器的不确定度和提高管路机械加工精度等手段,使质量法装置扩展不确定度达到0.05%(k=2).计算机通过RS-232接口连接通信控制器、变频器和电子秤,实现检定过程的自动控制与数据实时采集;且装置稳定可靠,检定效率高.     

建立计量器具制造企业诚信体系，不断提升用户、监管机构、员工的满意度

国家取消了计量器具制造许可,将原事先审批制改为事中、事后监管制,这对计量器具制造企业提出了如何通过自律,来规范产品制造过程、提升产品质量、不断满足用户需求、确保政府放心的新课题。     

Novel Flow Measurement/Control System in Magnetic Suspension Balance/Diffusion-Tube Humidity Generator

A novel flow measurement/control system was developed to improve the capability of measuring and controlling the flow rate of the dry gas in the magnetic suspension balance/diffusion-tube humidity generator at the National Metrology Institute of Japan. The flow rate was measured using a mass flow meter composed of multiple critical flow Venturi nozzles and was adjusted to a set value by controlling the pressure of the gas upstream of the nozzles using a feedback loop with the flow rate measured using the mass flow meter. Using this system, the uncertainty due to the instability of the flow rate was reduced to less than 0.0023 %, causing its contribution to the uncertainty of the standard value of the trace moisture generated to be insignificant. The improved capability to rapidly and stably control the flow rate of the dry gas allows the rapid change in trace moisture that is necessary to evaluate the performance of conventional and commonly used trace-moisture analyzers.     

Intercomparison of gas flow-rate measurements at IMGC, Italy, and UASG, Germany, in the range from 10 to 10 Pa m/s

Primary standard gas flow meters are developed for various applications such as calibration of leak artefacts, generation of calibration pressures by dynamic gas expansion and calibration of secondary standard gas flow meters. The Istituto di Metrologia “G. Colonnetti” (IMGC), Italy, and the University of Applied Sciences Giessen-Friedberg (UASG), Germany, maintain primary flow meters based on different principles in order to measure small gas flows delivered either to vacuum (i.e. practically zero pressure) or to atmosphere (ambient pressure). The principle, design and properties of these flow meters are described. Comparison of the primary standard flow meters maintained at these laboratories was performed over a range from 3×10⁻⁸ to 7×10⁻⁴ Pa m³/s with nitrogen, using a crimped capillary leak as a transfer standard. IMGC was the pilot laboratory. During the intercomparison, the transfer standard changed by ca. −2% for flow to vacuum and by ca. −4% for flow to atmosphere without obvious reason. The results of the intercomparison show that the laboratories agree within their expanded uncertainties over the measured range of gas flows.