临界流文丘利喷嘴气体流量标准装置作业指导书
临界流文丘利喷嘴法气体流量标准装置的技术探讨
构、 原理 、 设计 制造进行技术探讨和分析 。 关 键词： 临界流文丘利喷嘴 ； 临界压力 比； 滞止容器
中图分类号 ： Ｔ Ｐ ６ 文献标识码 ： Ａ 国家标准学科分类代码 ： ４ １ ０ ． ５ ５
Ｄ Ｏ Ｉ ： １ ０ ． １ ５ ９ ８ ８ ／ ｊ ． ｃ ｎ ｋ ｉ ． １ ０ ０ ４— ６ ９ ４ １ ． ２ ０ １ ５ ． ０ ３ ． ０ ２ ５
Ｌ ｉ Ｊ ｕ ｎ
标准Ｉ 临界 流 文 丘利 喷 嘴 （ 以下 简 称 喷 嘴 ） 是 临界 流 文 丘利 喷 嘴法 气 体 流 量 标 准装 置 （ 以下 简 称 装 置 ） 的核
Ｐ“
２
Ｐ０
， ｃ＋１
心元件 。装置是以喷嘴组作标准表 、 以空气作 为稳定气 源、 采用吸人式负压检定方式来 检测气体流量计。装置 可 以检测 质量 流量 计 、 涡街 流量 计 、 涡 轮 流量 计 、 气 体 容 积 式 流量计 等 。装 置 结构 如 图 １ 所 示
Ａ × ｃ×ｃ ×Ｐｏ
图 １
动力 装 置 一 般 选 择 水 环 式 真 空 泵 ， 配置 冷却塔 、 水
‰ — ｊ 一
式 中： ｇ 一喷嘴在实际条件下的质量流量 ， ｋ ｇ ／ ｓ ； ｃ 一 气 体在 实 际条 件下 的 临界 流 函数 ， 由查 表 计算 得 出 ； Ｃ 为 流 出系数 ， 由试 验 的方法 得 出 ， 喷嘴送 检 由上一 级计 量检 测 部 门给 出 。 滞 止 容器 的形 状 ， 中 间为 长 圆 筒 面 ， 两端 为椭 球 面 ， 水平放 置 。滞 止容 器 不 宜过 大 ， 滞 止容 器 的壁 厚 应 当满 足一定 要 求 ， 否则在 使 用 过 程 中会 产 生 较 大 的 噪 音 和振 动 。一 般 壁厚 为 ８ ｍ ｍ 以上 。根 据实 验证 明 ， 开启 小 喷 嘴 检测 小流 量 时 ， 过大 的滞 止 容 器 会对 流量 稳 定 性 造成 影 响， 尤其是在检涣 ４ 气体腰轮流量计 等具有运动部件的流 量计时 ， 始动或运行过程 中的卡顿现象所引起的流量波 （ 下 转第 ５ ２页 ）
临界流文丘利喷嘴法气体流量标准装置
临界流文丘利喷嘴法气体流量标准装置临界流文丘利喷嘴法气体流量标准装置（Critical Flow Venturi Nozzle Gas Flow Standard Device）一、引言临界流文丘利喷嘴法气体流量标准装置是一种用于测量气体流量的标准装置。
它基于临界流原理和文丘利喷嘴法进行设计和制造，用于提供准确、可靠的气体流量标准。
本文将详细介绍该装置的结构、原理、制造和使用方法等。
二、结构和原理1. 结构临界流文丘利喷嘴法气体流量标准装置由三个主要部分组成：压力源、喷嘴和流量计。
压力源用于提供一定范围内的恒定压力，喷嘴是由一组收缩和扩散截面构成的管道，流量计则用于测量通过喷嘴的气体流量。
2. 原理临界流文丘利喷嘴法基于流体动力学原理，通过控制气体的压力和温度，使气体达到临界流状态，即喷嘴入口部分的流速等于声速。
在临界流状态下，气体的密度变化可忽略不计，从而实现了气体流量的准确测量。
三、制造过程临界流文丘利喷嘴法气体流量标准装置的制造过程主要包括以下几个步骤：1. 装配压力源：选择合适的压力源，如气缸压力表等，按照设定要求进行装配和连接。
2. 制作喷嘴：根据设计要求，制作喷嘴的收缩和扩散截面。
一般采用不锈钢材料，通过机械加工或激光切割等方法进行加工。
3. 制作流量计：选择合适的流量计，如差压传感器、质量流量计等，根据设定要求进行装配和连接。
4. 装配喷嘴和流量计：将制作好的喷嘴和流量计按照设计要求进行装配和连接，确保喷嘴和流量计间的密封性。
5. 调试和校准：进行装置的调试和校准工作，包括确定恒定压力源的压力范围、校准流量计的准确度等。
四、使用方法使用临界流文丘利喷嘴法气体流量标准装置进行气体流量测量时，需要按照以下方法操作：1. 连接气体源：将待测气体源连接至喷嘴的入口处，确保连接牢固，无泄漏。
2. 设定压力：根据测量要求，设定合适的压力源压力，并稳定一段时间，使气体进入恒定流动状态。
3. 测量流量：通过流量计测量喷嘴出口的气体流量，并记录。
临界流文丘里喷嘴检定规程
临界流文丘里喷嘴检定规程一、喷嘴安装1. 根据制造商提供的说明书和安装指南，正确安装喷嘴。
确保喷嘴与管道连接牢固，无泄漏。
2. 检查喷嘴的尺寸和公差，确保与所需流量范围相匹配。
二、准备工作1. 准备好必要的工具和设备，如压力表、温度计、流量计等。
2. 确保测试环境干净、无尘，温度和湿度在规定范围内。
3. 检查喷嘴和管道系统，确保无堵塞、无泄漏。
三、气体准备1. 使用纯净、干燥的气体，避免含有颗粒、水分等杂质。
2. 调整气体压力至规定值，确保稳定供应。
四、喷嘴清洗1. 在开始检定前，使用纯净气体对喷嘴进行清洗，以去除可能的杂质和污染物。
2. 清洗过程中，注意观察并记录任何异常情况。
五、压力测量1. 使用压力表测量喷嘴入口处的气体压力，确保准确测量并记录。
2. 保持压力稳定，以避免对测试结果产生影响。
六、流量测量1. 使用流量计测量通过喷嘴的气体流量，确保准确测量并记录。
2. 在不同压力条件下重复测量，以获得全面的数据。
七、数据记录与分析1. 详细记录每个测试条件下的压力、流量数据。
2. 对数据进行整理和分析，绘制相关图表。
3. 根据标准或行业规范，评估喷嘴的性能指标。
八、误差评估1. 分析测量误差来源，如设备精度、环境因素等。
2. 根据误差评估结果，确定测试结果的置信度。
3. 如有必要，进行重复测试以验证结果。
九、报告编写1. 根据测试数据和分析结果编写报告。
报告应包括测试条件、数据记录、结果分析和结论等内容。
2. 报告应清晰、准确、完整地描述检定过程和结果。
3. 将报告提交给相关人员或机构进行审查和批准。
十、安全注意事项1. 在测试过程中，确保操作人员熟悉设备和工作流程，遵守安全操作规程。
2. 在使用和存储气体时，应注意通风良好，防止泄漏和爆炸等危险情况。
3. 如遇任何异常情况或危险隐患，应立即停止测试，并采取适当的安全措施。
临界流文丘里喷嘴气体流量标准装置的研制
临界流文丘里喷嘴气体流量标准装置的研制我国经济发展突飞猛进,引起的能源危机问题越来越严重。
天然气作为一种清洁能源,深受人们的喜爱。
我国大型西气东输工程长输管线上,大量使用各种气体流量计,主要用于天然气的安全输送和贸易结算,这就要求必须保证其仪表质量和使用时的准确度。
我国的计量法中,国家强制检定的计量器具范围包含气体流量计。
所以气体流量计在出厂及使用前,必须在气体流量标准装置上对流量计铭牌上标称的计量性能进行检定或校准工作。
气体流量计检定需求日益增长,为了提高检定效率和精度,本论文介绍气体流量标准装置的背景、工作原理、国内外现状及优缺点分析的基础上,设计了一种临界流文丘里喷嘴气体流量标准装置。
该装置主要包括真空气源部分、标准部分、试验管道部分和上位机系统、下位机系统和数据采集与处理、过程控制和检定软件系统。
装置使用上位机PC和PLC两级计算机,以PLC控制单元为核心,进行湿度、时间、压力、温度、频率、电流等参数的数据采集及处理,并实现检定管道的切换、泵、阀门组等各种开关切换动作控制,并与PC之间通过RS485进行信息通讯。
软件系统主要是上位机软件模块的设置,包括初始化模块、参数设置模块、设备测试模块、流量检定模块、检定报告模块和历史数据查询六个模块。
上位机与显示器、鼠标、键盘、打印机等连接起来,操作人员可以通过对检定软件系统进行操作,达到对装置的硬件及软件系统的控制,并输出、打印和查询相应的检定数据。
该装置可以实现14种不同口径的气体流量计的自动检定或者校准工作,并给出仪表系数或者示值误差及重复性。
陕西省计量科学研究院也是西北计量测试中心,同时承担陕西省内和西北五省的计量检测工作。
随着气体流量计的计量业务量逐年增加,陕西计量院为满足计量检定需要,建立一套负压法临界流文丘里喷嘴法气体流量标准装置,这种装置以大气作为源头,好处是气源稳定,系统比较简单,所需投资和运行费用都比较少。
本论文对装置的重复性实验和稳定性考核,选取气体涡街流量计和气体涡轮流量计进行测量结果的不确定度分析。
临界流文丘里喷嘴气体流量标准装置的改造与优化
大庆油田油气水计量检定站作为大庆油田企业流量最高计量机构，在用的临界流文丘里喷嘴气体流量标准装置，投产于2012年，受限于当时的技术条件，检定效率渐显疲软，已无法满足现今的检定工作。
油气水计量检定站通过与中国测试技术院合作，分析影响装置检定效率的因素，并对装置进行优化改造。
装置通过一年的运行，真正实现了节能降耗和提质增效的目的。
临界流文丘里喷嘴气体流量标准装置的改造与优化向丽萍陈淼黄奕欣陈迪平（中国测试技术研究院流量研究所）摘要：因大庆油田油气水计量检定站临界流文丘里喷嘴气体流量标准装置整体检定效率低下，经过研究与分析，提出该装置整体技术水平受技术条件局限和年限制约，存在影响检定的六类问题。
针对相应问题，通过采取气环泵和水环泵配合使用、改变变频器使用方式、填装自检漏系统、增加待检仪器吹扫设备、加装自动连接装置、加装高清摄像头、改进上游实验管段、增加水循环系统等九个方法对临界流文丘里喷嘴气体流量标准装置进行改造和优化。
改造后，装置整体检定效率提高57%，同时，经过改造，还达到年节电约10×104kWh 的效果，年节省电费15万元以上。
关键词：气体流量标准装置；变频器；自检漏系统DOI :10.3969/j.issn.2095-1493.2023.03.010Transformation and optimization of gas flow standard device for critical flow venturi nozzleXIANG Liping，CHEN Miao，HUANG Yixin，CHEN DipingFlow Research Institute of National Institute of Measurement and Testing TechnologyAbstract：Due to the low overall calibration efficiency of gas flow standard device for critical flow venturi nozzle at the oil and gas water metrology calibration station of Daqing oilfield，the overall tech-nical level of the device，through the research and analysis，is proposed to be limited by technical con-ditions and annual restrictions with the six types of problems that affect calibration．In view of the cor-responding problems，the gas flow standard device of critical flow venturi nozzle was transformed and optimized by adopting nine methods that are composed of using a gas ring pump in conjunction with a water ring pump，changing the way to use frequency converter，filling in self-testing leak system，adding the instrument purging equipment to be tested，retrofitting the automatic connection devices，adding the HD camera，improving the upstream experimental pipe section and adding the water circu-lation system．After the modification，the overall calibration efficiency of the device has increased by 57%．At the same time，through the transformation，the annual electricity saving is about 10×104kWh and the annual electricity cost is saved over 150000yuan ．Keywords：gas flow standard device；frequency converter；self-testing leak system第一作者简介：向丽萍，高级工程师，2007年硕士毕业于西南交通大学（电气工程学院），从事流量计量技术研究，136****7260，***************，四川省成都市成华区玉双路10号，610021。
临界流文丘利喷嘴法气体流量标准装置 操作规程
临界流文丘利喷嘴法气体流量标准装置操作规程
1、检查管路，根据被检表口径选择检定管线，并使用夹表器将被检表夹好，确认密封性。
最好在被检表两端使用螺栓以确保安全。
观察检定室温、湿度及大气压力表，看检定温度、湿度、大气压力是否达到检定规程要求，应进行调控使其符合要求。
2、点击桌面图标进入检定系统，根据被检表信息填写或选择检定设置画面与信息设置画面里的内容。
3、点击与被检表对应管线上的夹表器，给被检表供电。
根据需要选择开启或关闭两个滞止容器中的阀门（如使用DN40，DN50管线或者使用13#14#15#16#喷嘴的时候）。
4、点击主画面上开始按钮，在本次检定流量处输入需要检定的流量值，下面会自动显示需要开启的喷嘴号,点击自动选择，系统会自动开启上面显示的喷嘴阀门，点击手动选择，用户自己手动开启上面显示的喷嘴阀门。
5、点击主画面上真空泵图标，在变频控制画面根据被检表本次检定流量选择真空泵，先打开选择真空泵前的阀门，再打开循环水泵，再点击变频开按钮，再点击变频启动按钮，通过滑竿和按钮控制变频器输出，使主画面滞止容器处背压比达到0.85以下，以达到实验条件。
6、当主画面滞止容器处背压比达到0.85以下时，并且流量稳定时在开始检定画面点击单次检定或连续检定，单次检定为检定一次当前流量点数据，连续检定为检定当前流量点全部次数。
7、每次检定结束后点击记录按钮将数据记录到表格中。
检定过程中可以点击检定数据按钮查看本次检定的所有数据。
8、完成当前流量点检定后将变频输出调至0Hz，关闭真空泵前阀门，关闭水泵，重复前面操作以更换流量点。
9、完成该被检表的检定后，点击检定数据保存及打印该表的检定数据表。
浅谈临界流文丘利喷嘴在气体流量计量中的实际应用
浅谈临界流文丘利喷嘴在气体流量计量中的实际应用临界流文丘利喷嘴（以下简称喷嘴）在国内的研究始于上世纪70年代，ISO于1983年公布了喷嘴的标准草案。
经过多年的研究与发展，喷嘴以其结构简单、性能稳定、体积小、没有可动部件、气源既可用高压也可用负压方式、作为流量计量标准既可离线也可在线使用，以及准确度高等特点而受到国内流量行业的广泛注意。
尤其是1990年ISO 9300的公布和JJG 620-1994的施行，使其发展更为迅速。
近年来喷嘴不仅作为试验室的气体流量标准，而且在天然气流量计量中作为在线标准进行现场校准也发挥了积极作用。
一、临界流文丘利喷嘴的基本原理1.原理临界流文丘利喷嘴是个孔径逐渐减小的流道，孔径最小的部分称为喉部，在喉部的后面有孔径逐渐扩大的流道。
喷嘴可随着其下游扩大管长度的不同可得到不同的临界压力比，最大可以达到0.9。
当气流通过喉部时气流速度可达到音速，此时马赫数等于1，流量只与上游压力有关（与下游压力无关），流出系数只与雷诺数有关。
所以适合于作为气体流量计量标准使用。
2.数学模型在理想条件下，理论上可以导出喷嘴的质量流量q为q=AC（1）式中：A———喷嘴喉部的内截面积；R———气体常数；C———理想条件下的临界流函数。
C=（）（2）式中：P———喷嘴前的气体滞止压力；T———喷嘴前的气体滞止温度；r———比热比。
在实际条件下喷嘴的质量流量q为q=ACC（3）式中：C———实际气体的临界流函数，它是假定气体为一维等熵流动的条件下，利用真实气体的热力学性质表计算出来；C———流出系数，它是对"一维、等熵流动'这种假设条件的修正，实验表明C只是雷诺数Red的函数。
基于临界流文丘里喷嘴气体流
基于临界流文丘里喷嘴气体流发布时间：2021-07-01T16:50:08.277Z 来源：《科学与技术》2021年第29卷3月7期作者：邓大云[导读] 临界流文丘里喷嘴气体流量检定装置，具有准确度等级高、稳定性好、纯机械加工件没有可动部件环保节能等特点邓大云北京思量测控设备有限公司 101113摘要：临界流文丘里喷嘴气体流量检定装置，具有准确度等级高、稳定性好、纯机械加工件没有可动部件环保节能等特点，在气体流量计量检定和校准中得到了广泛的应用。
临界流文丘里喷嘴结构简单、坚固耐用，纯机械部件，维护检定周期为5年。
对于批次生产、同一型号、口径的气体流量计，装置可以将系统保存的系数直接导入未检定的仪表中。
将检定好的气体流量计数据如仪表系数、分段修正每点的平均频率/平均系数自动下载至检定好的气体流量计，可以提高检定效率和操作准确度及稳定性。
装置采用高真空阀，其具有动作响应速度快、具备超长使用寿命和超低的泄漏率等优点。
引言：目前气体流量计被广泛应用于能源领域，在气体计量、贸易结算及过程控制中发挥了重要的作用。
为保证气体流量仪表的可靠性和准确度，《中华人民共和国计量法》将气体流量计、蒸汽流量计均列入强制检定范围。
在气体流量计检定和校准领域，音速喷嘴法气体流量标准装置以其结构简单、性能稳定和维护简单等特点得到了广泛的应用。
随着计算机、自动化技术的发展并与音速喷嘴气体流量技术相结合，高度自动化的音速喷嘴法气体流量标准装置已成为主要标准装置。
1.功能描述临界流文丘里喷嘴气体流量检定装置设置多个不同管径的检定台位，分别为DN100、DN80、DN65、DN50、DN40、DN32、DN25、DN20和DN15。
硬件系统可以接收送检表的脉冲信号（10kHz以下）、电流信号（4～20mA）和串口信号（RS485）。
装置可以满足气体涡轮流量计、旋进漩涡流量计、气体腰轮流量计、气体涡街流量计和热式气体质量流量计的计量要求。
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1 概述
1.1 主要计量标准器的工作原理、技术参数 该标准的工作原理是：根据气体动力学原理，当气体通过音速喷嘴时，喷嘴上、下游气流压力比达到某一特定数值的条件下，在喷嘴喉部形成临界流状态，气流达到最大速度（音速）。
流过喷嘴的气体质量流量也达到最大值m q 。
此时m q 只与喷嘴入口处的滞止压力和温度有关，而不受其下游状态变化的影响。
本装置由主机部分、被检流量计检定台位、动力系统、计算机测控系统、辅助系统等部分构成主要计量标准器技术参数。
音速喷嘴式气体流量标准装置：测量范围（1~4000）3/m h ；准确度等级为±0.33%。
2 环境要求
见JJG633-2005《气体容积式流量计》
4.2.1检定温度：-10℃ ~40℃
4.2.2大气压力：（86~106）kPa
4.2.3相对湿度：≤93
2.1 流量计最大允许误差
3 重复性
流量计的重复性应不超过最大允许误差的1/3
3.1
流量计应在1.1倍的公称压力下不漏气
4 通用技术要求
4.1外观
4.2检定标记
流量计应具有可靠的检定保护标记或检定封印。
4.3流向标记
对于指示装置只有一个流动方向有确定读数的流量计应有箭头表示此方向。
4.4表盘标记
制造许可证、制造厂、编号、生产日期、最大流量、最小流量、型号规格、最大工压力、温度范围等等要清晰。
5（流量计）检定/校准步骤
在以下测量过程中观察各计量标准器及相关配套设备的工作状况，确认良好后才能开展检定/校准项目，如有异常情况发生立即停止相关工作，做好记录，并报有关负责人处理。
1、外观检定
2、密封性试验
2、示值误差检定
3、重复性检定
5.1具体操作步骤：
1.合上电柜电闸，打开主机箱和移动机箱电源。
2.打开电脑，双击打开“美捷测试_音速喷嘴”软件，点击“检测”，观察当前温度，
压力等显示是否正常，一切正常后开始下一步工作。
3.首先对所检定的流量计进行外观检查，看流量计是否有破损，流量计显示仪表通电
是否正常，合格后，对铭牌信息进行登记，如：型号、编号、生产厂家、口径、流量范围等，登记完毕后根据不同的流量计确定检定方式，如三线制、摄像头等。
4.将被检流量计安装在对应口径的管路上，完成夹表，并正确进行接线。
（如：三线
制红色线接24V、黑色线接负、绿色线接脉冲。
摄像头检定：摄像头最后一位对准字轮最后一位数字）被检表的温度和压力需选择对应管路处的温度传感器和取压口进行连接，注意气体流动方向不能接错。
一切就绪后进行下一步。
5.在电脑流量计软件的“检测”界面下进行参数设置，设置完成后提交参数。
6.选择所需检定的流量点，点击单步进行检测或选择连续进行检测。
7.选择单步进行检测时需注意手工切换流量点。
8.检定完成后，点击“停止”关泵，保存数据，并打印检定记录，检定合格出具检定
证书，不合格出具检定结果通知书。
关闭移动机箱电源后再进行卸表工作。
9.完成当天工作任务后，关闭电柜电闸。
6（流量计）检定/校准结果的处理
按规程规定和要求检定合格的流量计出具检定证书，必要时设置新的流量计系数；检定不合格的出具检定结果通知书，并指出不合格项目。
使用期限及检定周期参照规程7. 2.6款。
7 维护的要求
各设备使用后都必须妥加保养，用毕宜用软布拭去污物，存放于干燥及温度适宜的房间内。
各仪器及设备都必须定期进行维护保养，至少一月一次。
计量标准器及主要配套设备必须进行定期检定/校准。
期间核查按本室期间核查计划、方法程序进行。
起草：
审核：
批准：
执行日期：。