气体流量标准装置

山东计量院1－25000m3/h气体流量标准装置技术方案
一、装置主要技术指标
1、装置型式：负压法临界流气体流量标准装置 。
2、被检表种类：速度式（涡轮流量计、旋进旋涡流量计、 涡街流量计、超声波流量计、分流旋翼式蒸汽流量计等）、容积式（腰轮流量计、湿式气体流量计、工业膜式燃气表）、质量流量计（热式气体质量流量计、科利奥力式质量流量计等）、差压式气体流量计等气体流量计，工业燃气表能满足G10～G65膜式燃气表的检定。装置并能进行密封性实验。
3、被检表口径： 150、200、250、300、350、400、500、600八种规格 。
4、检定台位：九个检定台位DN150、DN200、DN250、DN300、DN350、DN400、DN500、DN600、一个工业燃气表检定台位。
5、流量范围：（1～25000）m3/h（工况）。
6、装置工作压力:负压(101.325Kpa附近)
7、压力波动：<20Pa。
8、喷嘴不确定度：优于0.15%（中国计量院检定证书）
9、绝压变送器：±0.075%
10、温度变送器：±0.2%
11、计时器，满足规程要求1×10 ，并单独配置，采用台湾威达计时板TMC10，晶振8M。
12、装置综合不确定度:U=0.2%～0.25% k = 2
二、参照的主要标准
1）、ISO9300：1990 《采用临界流文丘里喷嘴的气体流量测量》
2）、JJG643-2003 《标准表法流量标准装置》计量检定规程
3）、JJG620-2008 《临界流流量计》计量检定规程
4）、GB/T 2624-2003 《流量测量节流装置 用孔板、喷嘴和文丘里管测量充满圆管的流体流量》
5）、JJG198-1994 《速度式流量计》计量检定规程
6）、JJG1029-2008 《涡街流量计》计量检定规程
7）、JJG1037-2008 《涡轮流量计》计量检定规程
8）、JJG897-1995 《质量流量计》计量检定规程
9）、JJG633-2005 《气体容积式流量计》试行计量检定规程
10）、JJG640-1994 《差压式流量计》计量检定规程
11）、JJG257-2007 《浮子流量计计量》计量检定规程
12）、JJG577-2005 《膜式燃气表计量》计量检定规程 ISO9300：1990 《采用临界流文丘里喷嘴的气体流量测量》
13）JJG620-2008 《临界流流量计检定规程》
14）JJG897-2005 《质量流量计检定规程》
三、装置技术方案
1.工作原理简述
根据气体动力学原理，当气体通过临界流喷嘴时，在喷嘴上、下游气流压力比达到临界比条件下，在喷嘴喉部形成临界流状态，气流达到最大速度（当地音速）。当小于临界压比时，气体通过喷嘴喉部的流速仍然保持最大值，音速不变。流过喷嘴的气体质量流量也达

到最大值qm，此时qm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。利用这一原理，采用喷嘴作为标准装置的标准表，然后与被检流量计进行比对得出被检流量计的误差。
2. 装置的主要设备
1) 操作台位-1 DN150前后直管段、前直管段消音器、气动夹表器、绝压变送器、温度变送器和DN150气动蝶阀等，可检口径为DN150的流量计。
2) 操作台-2 DN200前后直管段、前直管段消音器、气动夹表器、绝压变送器、温度变送器和DN200气动蝶阀等，可检口径为DN200的流量计。
3) 操作台-3 DN250前后直管段、前直管段消音器、气动夹表器、绝压变送器、温度变送器和DN250气动蝶阀等，可检口径为DN250的流量计。
4) 操作台-4 DN300前后直管段、前直管段消音器、气动夹表器、绝压变送器、温度变送器和DN300气动蝶阀等，可检口径为DN300的流量计。
5) 操作台-5 DN350前后直管段、前直管段消音器、气动夹表器、绝压变送器、温度变送器和DN350气动蝶阀等，可检口径为DN350的流量计。
6) 操作台-6 DN400前后直管段，前直管段消音器、气动夹表器、绝压变送器、温度变送器和DN400气动蝶阀等，可检口径为DN400的流量计。
7) 操作台-7 DN500前后直管段，前直管段消音器、气动夹表器、绝压变送器、温度变送器和DN500气动蝶阀等，可检口径为DN500的流量计。
8) 操作台-8 DN600前后直管段，前直管段消音器、气动夹表器、绝压变送器、温度变送器和DN600气动蝶阀等，可检口径为DN600的流量计。
9) 滞止容器（Ф1000×9000+Ф200×1000）、34台临界流文丘里喷嘴组（1、2、4、8、16、32、64、128、256、512、1024m3/h×24）共计25599 m3/h，34套气缸阀组、11台绝压变送器和12台温度变送器。
10) 工控机 台湾研华、CPU主频2.4G、硬盘500G、内存2G、刻录光驱 DVD+RW、显示器三星24英寸高分辨率液晶显示器、打印机HP激光打印机、品牌UPS电源、以及软件配置（包括系统自检程序、建立和修改基础数据库程序、流量计检定程序、流量计检定结果历史记录）
11) 稳压容器Ф1200×2000 5台，Ф600×2000 1台.
12)淄博市真空泵有限公司产水环式真空泵1台、2BE-202 22kw一台,ARE-250V 110KW 5台，配DN125气动蝶阀一台，DN250气动蝶阀五台
13) 动力配电柜六个（计算机供电与机泵供电应可靠隔离）整套设备总功率需580KW
14) 空压机1台
15）水池6M3
四、标准器选用及自控部分简述
音速喷嘴（1-25000m3/h）检定装置
采用34只音速文丘利喷嘴，由多个喷嘴组合测量每个流量点。音速喷嘴材质为不锈钢，喷嘴的上游形式采用大空间型式，选择Φ1000×

9000+Φ200×1000圆形滞止容器。满足ISO9300：1990《采用临界流文丘里喷嘴的气体流量测量》中规定的"距喷嘴中心线及入口平面5d以内无器壁"的要求。
检定台位的分布合理，满足实验室场地的尺寸要求(见附图)；被检表处尺寸应能满足所列流量计检定规程涉及的流量计（注意尺寸较长的质量流量计）的尺寸要求；被检表下方工作台能稳固的支撑被检表，并使之保持轴向位置，工作台上设手动（摇臂式）升降平台（达到美观、操作轻便），以保证夹表平稳、方便可靠，九个台位滞止容器方向设置阀门，保证除工作台位畅通外的其余台位管线封闭，在检定台位工作时其余台位可进行装卸流量计的作业；每一台位处均设有信号线、电源线、视频采集；可以检定立式安装的浮子流量计和工业膜式燃气表，同时能进行密封性检查。
温度测量采用Pt100铂电阻（量程0-50℃）温度变送器（罗斯蒙特）测量，输出（4-20）mA，0.2级。
根据JJG198-94《速度式流量计检定规程》，被检表的温度测量在流量计的下游侧5倍管径处。可以多处留测温接口。被检表管路的温度测量选用9台温度变送器。每一个检表位安装一支温度变送器。
被检表前的压力、滞止容器压力，汇集管的压力测量根据JJG198-94《速度式流量计检定规程》，被检表前的压力测量点在流量计上游测10倍管径处安装，。拟选用0.075级(基本精度) 罗斯蒙特公司绝压变送器。被检表管路的压力测量选用9台绝压变送器。每一个检表位安装一支绝压变送器，可以根据测量要求多处安装测压接口。滞止容器压力测量选择二点，安装二支0.075级(基本精度) 罗斯蒙特公司绝压变送器，大滞止容器压力测量选择一支，小滞止容器压力测量选择一支。每个喷嘴后面均设置二道开关阀门，二个阀门中间安装一只微差压变送器，选用0.2级上海望源微差压变送器，共计34台，用于检测每个喷嘴背压比，检测每个喷嘴是否有泄漏。
考虑到湿空气和干空气的密度差别，计算标准流量进行湿度补偿。为更好的利用理论湿度补偿原理，通过公式修正，可以很好的达到我们的修正目的。
管路前直管段为20D，后直管段为6D。管路的内径和圆度测量方法原则上参照GB2624中条款规定的计算方法执行。管道的内径与标称值之差不超过±3%，其它参照相关技术标准执行。前直管段均加消音器；前直管段加有可调移动支架可沿轴线方向上下前后移动，以保证装夹不同种类流量计的同轴度和密封性；保证检定管线前后同轴性好，有方便夹表对中的设计；检定管线和台位能稳固的放置，并可调。
选用高性能工控机，各种主要

线路功能板采用台湾威达产品，软件采用VB和组态相结合解决方案。界面生动、操作方便、富有工业气息。
能够设置和修改音速喷嘴的开孔直径和流出系数、压力变送器的参数、量程范围等。A/D转换不少于14位，各环节均考虑采集精度。温度的采集周期为几秒钟，压力的采集周期为百毫秒。
五、装置性能检测
1、气密性检测
用盲板封死检测装置后直管段进气口夹表法兰并关闭所有喷嘴，使装置抽气到真空度为（-10KP～-15KP）±10%停留5分钟，其泄漏量不得超过50Pa,测量时间为60分钟，其总泄漏量不得超过500 Pa。
2、流量稳定性
在装置设计的流量范围内，选择Qmin、Qmax、和0.5Qmax三点,试验时间100秒,每流量点各10次,求各流量点重复性, 取其最大值。
附件：装置不确定度分析
装置不确定度只和喷嘴流出系数、喷嘴前滞止压力、喷嘴前滞止温度、被检流量计处温度、被检流量计处压力、计时器等因素有关。

序号 符号 来源 输入量的标准不确定度ur(xi)/% 灵敏系数cr(xi) |cr| ur(xi)/% 1 C 流出系数 0.061 1 0.061 2 Po 喷嘴前滞止压力 0.065 1 0.065 3 To 喷嘴前滞止温度 0.03 0.5 0.015 4 t 计时器 0.003 1 0.003 合成标准不确定度:0.09%,装置扩展不确定度:0.18%；(k=2) 5 Tm 被检流量计处温度 0.03 1 0.03 6 p1 被检流量计处压力 0.065 1 0.065 合成标准不确定度:0.12%,装置扩展不确定度:0.24%；(k=2) 说明:
1.流出系数的不确定度，按检定规程要求，在95%置信概率下，
，因测量次数为6，

则
2.喷嘴前滞止压力不确定度
设压力允差±0.075%,压力在满量程2/3处使用,按矩形分布考虑,则

3. 喷嘴前滞止温度不确定度
设温度计允许误差±0.15Co,气体温度为20 Co,则

4.检累计流量计时,计时器不确定度优于0.003%容易达到。
5.被检表前后压力、温度测量不确定度一般不作为装置不确定。不确度合成部分, 确定方法同上。不确定度分析结果：装置不确定度：0.18%，检定体积流量计时，为0.24%。

附件一
音速喷嘴（1~25000m3/h）检定装置主要设备明细及报价表
序号 名 称 数量 单价
（人民币元） 总 价
（人民币元） 规格型号、技术参数描述 备注 1 稳压容器 5个 12000.00 60000.00 Ф1500×2000 稳压容器 1个 6000.00 6000.00 Ф600×2000 2 气动球阀 24个 8000.00 19200.00 DN150 1个 7000.00 7000.00 DN100 2个 6000.00 12000.00 DN80 4个 4500.00 18000.00 DN50 3个 3000.00 9000.00 DN25 气动蝶阀 1个 30000.00 30000.00 DN600 1个 22000.00 22000.00 DN500 1个 17000.00 17000.00 DN400 1个 13500.00 1

3500.00 DN350 1个 11000.00 11000.00 DN300 6个 8000.00 48000.00 DN250 1个 6000.00 6000.00 DN200 2个 4800.00 9600.00 DN150 3 喷嘴 23800.00 1个 1（m3/h） 1个 2（m3/h） 1个 4（m3/h） 1个 8（m3/h） 1个 16（m3/h） 1个 32（m3/h） 1个 64（m3/h） 1个 128（m3/h） 1个 256（m3/h） 1个 512（m3/h） 24个 1024（m3/h） 4 检测控制系统
计数、计时器 1套 289800.00


控制器 1套 电磁阀 85个 显示器 1台 控制箱 1个 监视器 1个 辅助等 5 消音器 1个 100000.00
DN600 1个 DN500 1个 DN400 1个 DN350 1个 DN300 1个 DN250 1个 DN200 1个 DN150 6 前后直管 234800.00 1组 DN150 1组 DN200 1组 DN250 1组 DN300 1组 DN350 1组 DN400 1组 DN500 1组 DN600 7 夹表器 1套 5200.00 5200.00 DN150 1套 6200.00 6200.00 DN200 1套 7800.00 7800.00 DN250 1套 8450.00 8450.00 DN300 1套 12000.00 12000.00 DN350 8 1套 24000.00 24000.00 DN400 1套 3800.00 38000.00 DN500 1套 52000.00 52000.00 DN600 8 夹表器升降台 8套 48000.00 9 滞止容器组件 .. 75000.00 75000.00 10 温度变送器 11支 2000.00 22000.00 0.15% 11 气阀门总成 34套 3800.00 129200.00 12 变频控制柜 5个 52000.00 260000.00 110千瓦 13 控制柜 1个 8000.00 8000.00 22千瓦 14 电缆及控制缆 一批 32000.00 32000.00 15 绝压变送器 11台 9000.00 99000.00 0.075％ 16 微差压变送器 34台 1500.00 51000.00 0.2% 17 软连接 6个 450.00 2700.00 18 水环泵 1台 40000.00 40000.00 2BE-202 19 罗茨真空泵 5台 162000.00 810000.00 ARE-250V 20 温湿度变送器 1个 4000.00 4000.00 21 真空表 6个 100.00 600.00 25 空气压缩机 1台 2800.00 2800.00 26 储气罐 1个 4500.00 4500.00 27 气源处理 800.00 800.00 28 气管线 3200.00 3200.00 29 检测软件 40000.00 40000.00 30 运输费,保险费 28000.00 31 安装调试费费 48000.00 32 泵室进气，排气管及安装调试配件 40000.00 32 制造税金 360000.00 34 总计（人民币元） 3210150.00 元人民币
山东渤海流量计设备有限公司



https://www.360docs.net/doc/6f12890722.html,
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