一、研究目的

為評(píng)估節(jié)流件干擾對(duì)流量計(jì)的影響，我們模擬各種現(xiàn)場(chǎng)安裝條件，通過試驗(yàn)確認(rèn)渦輪流量計(jì)設(shè)計(jì)要求，為更好選用渦輪流量計(jì)提供幫助。

二、試驗(yàn)方案

1. 前期準(zhǔn)備：準(zhǔn)備試驗(yàn)樣機(jī)和設(shè)備，調(diào)試試驗(yàn)用氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置，預(yù)備各類節(jié)流件，如不同長度的直管段（0D、2D、10D、20D） 、彎頭、三通、變徑、閥門、過濾器等。

2. 試驗(yàn)樣機(jī)：DN80 氣體渦輪流量計(jì)，2 臺(tái)，準(zhǔn)確度等級(jí) 1.5 級(jí)，流量范圍（8~160）m 3 /h。

3. 試驗(yàn)設(shè)備：標(biāo)準(zhǔn)表法氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置；裝置不確定度 U rel =0.3%（k=2） ，流量范圍：（5~4000）m 3 /h。

4. 試驗(yàn)方法：利用標(biāo)準(zhǔn)表法氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置進(jìn)行初始計(jì)量特性測(cè)試，然后進(jìn)行各類后續(xù)干擾測(cè)試，流量點(diǎn) q min 、0.2q max 、0.4q max 、0.7q max 和 q max ，測(cè)試次數(shù) 3 次。

5. 試驗(yàn)依據(jù)：GB/T18940-2003《封閉管道中氣體流量的測(cè)量 渦輪流量計(jì)》、GB/T28848-2012《智能氣體流量計(jì)》、GB/T32201-2015《氣體流量計(jì)》、JJG1037-2008《渦輪流量計(jì)檢定規(guī)程》。

6.試驗(yàn)項(xiàng)目：根據(jù)GB/T28848-2012附錄E要求，流量干擾試驗(yàn)可分為輕度干擾影響試驗(yàn)和嚴(yán)重干擾影響試驗(yàn)，測(cè)試流量點(diǎn)增加為 5 個(gè)點(diǎn)。

（1）輕度干擾影響試驗(yàn)：包括前直管段不足、前后彎管、收縮和擴(kuò)張管徑直連等。

（2）嚴(yán)重干擾影響試驗(yàn)：包括過濾器、調(diào)壓器或其他節(jié)流裝置直連表具、半開閥門等。

三、試驗(yàn)過程

1. 初始計(jì)量特性測(cè)試

根據(jù) GB/T18940-2003 附錄 E 的要求，樣機(jī)表體取壓，在標(biāo)準(zhǔn)表法流量標(biāo)準(zhǔn)裝置上選取 5 個(gè)流量點(diǎn)對(duì)樣機(jī)進(jìn)行基本計(jì)量特性測(cè)試，每個(gè)流量點(diǎn)測(cè)試 3 次，記錄樣機(jī)壓力、儀表系數(shù)、示值誤差和重復(fù)性。

2. 輕度干擾影響試驗(yàn)

初始計(jì)量特性測(cè)試結(jié)束后，在相同標(biāo)準(zhǔn)裝置上進(jìn)行后續(xù)干擾試驗(yàn)，試驗(yàn)方法與初始計(jì)量特性測(cè)試完全相同，但需要分別設(shè)置各種干擾節(jié)流件。

（1）前直管段影響：流量計(jì)前連接不同長度直管段（0D、2D、10D、20D），在相同流量點(diǎn)上進(jìn)行測(cè)試，記錄樣機(jī)壓力、儀表系數(shù)、示值誤差和重復(fù)性。

（2）前后彎管影響：分別在流量計(jì)前端、后端、前后端連接同管徑彎管（平面彎頭、立體彎頭、三通），在相同流量點(diǎn)上進(jìn)行測(cè)試，記錄樣機(jī)壓力、儀表系數(shù)、示值誤差和重復(fù)性。

（3）前后變徑影響：分別在流量計(jì)前端、后端、前后端連接變徑（縮徑、擴(kuò)徑），在相同流量點(diǎn)上進(jìn)行測(cè)試，記錄樣機(jī)壓力、儀表系統(tǒng)、示值誤差和重復(fù)性。

3.嚴(yán)重干擾影響試驗(yàn)

（1）過濾器影響：流量計(jì)前直接安裝過濾器，在相同流量點(diǎn)上進(jìn)行測(cè)試，記錄樣機(jī)壓力、儀表系數(shù)、示值誤差和重復(fù)性。

（2）半開閥門影響：流量計(jì)前直接安裝閥門，半開閥門，在相同流量點(diǎn)上進(jìn)行測(cè)試，記錄樣機(jī)壓力、儀表系數(shù)、示值誤差和重復(fù)性。

四、數(shù)據(jù)分析

GB/T32201-2015 之 5.13.3 規(guī)定，對(duì)于準(zhǔn)確度易受流體擾動(dòng)影響的流量計(jì)，由流體擾動(dòng)引起的誤差變化不應(yīng)超過***大允許誤差的三分之一，如果此類流量計(jì)對(duì)安裝管段有要求，以改善流體擾動(dòng)影響，流量計(jì)上應(yīng)有相應(yīng)的標(biāo)識(shí)，且流量計(jì)只能安裝在經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證準(zhǔn)確度等級(jí)能滿足計(jì)量性能要求的管段中。

對(duì)于準(zhǔn)確度等級(jí)受流體擾動(dòng)影響的流量計(jì)，應(yīng)按 GB/T32201-2015 之附錄 C的規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)，根據(jù)實(shí)際情況，我們把半開閥門和前端直連過濾器視為嚴(yán)重流體擾動(dòng)，其他視為輕微流體擾動(dòng)。鑒于渦輪流量計(jì)口徑較多，且屬于相似設(shè)計(jì)，故試驗(yàn)表選用常規(guī)的 DN80G100 規(guī)格渦輪流量計(jì)，其他規(guī)格根據(jù)需要再進(jìn)行試驗(yàn)。

檢定過程中數(shù)據(jù)處理采用 JJG1037-2008 進(jìn)行。

1.示值誤差

試驗(yàn)儀表 DN80G100 渦輪流量計(jì)，儀表編號(hào)131222006。檢定結(jié)果如表 1和圖1 所示。

2. 儀表系數(shù)

試驗(yàn)儀表 DN80G100 渦輪流量計(jì)，儀表編號(hào)131222006。檢定結(jié)果如表 2 和圖 2 所示。按照 GB/T32201-2015 的要求，本試驗(yàn)表在輕微擾動(dòng)影響試驗(yàn)中，直管段影響不存在，示值誤差變化量均未超過 0.5%，符合要求。彎頭、三通、擴(kuò)管對(duì)小流量的影響超過 1.0%，不符合要求。在嚴(yán)重干擾試驗(yàn)中，半開閥門影響***大，每個(gè)流量點(diǎn)的影響量均超過標(biāo)準(zhǔn)要求。

3.示值誤差

試驗(yàn)儀表 DN80G100 渦輪流量計(jì)，儀表編號(hào)131222028。檢定結(jié)果如表 3 和圖 3 所示。

4. 儀表系數(shù)

試驗(yàn)儀表 DN80G100 渦輪流量計(jì)，儀表編號(hào)131222028。檢定結(jié)果如表 4 和圖 4 所示。

可以看出，本試驗(yàn)表在輕微擾動(dòng)影響試驗(yàn)中，直管段影響不存在，示值誤差變化量均未超過 0.5%，符合要求。部分彎頭、縮管對(duì)小流量的影響超過1.0%，不符合要求。

在嚴(yán)重干擾試驗(yàn)中，半開閥門影響***大，每個(gè)流量點(diǎn)的影響量均超過標(biāo)準(zhǔn)要求。

五、試驗(yàn)結(jié)論

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果可以看出，渦輪流量計(jì)對(duì)于輕微擾動(dòng)存在部分影響，對(duì)于嚴(yán)重干擾中的半開閥門影響***大，且屬于負(fù)偏差，不符合標(biāo)準(zhǔn)要求。目前大多數(shù)渦輪流量計(jì)設(shè)計(jì)表前整流器，對(duì)于上游直管段要求可以大大降低，按照使用說明書要求的前 2DN，后1DN 即可滿足要求，但對(duì)于其他輕微擾動(dòng)節(jié)流件則存在隨機(jī)性影響。因此，在儀表選用設(shè)計(jì)時(shí)，還是要避免組合節(jié)流件產(chǎn)生的影響，為此可能需要適當(dāng)延長直管段長度；對(duì)于閥門和過濾器，建議上游安裝時(shí)遠(yuǎn)離流量計(jì)，至少10DN 以上，閥門***好安裝在流量計(jì)下游。

鑒于試驗(yàn)表數(shù)量較少，建議增加試驗(yàn)儀表數(shù)量和品種，如增加超聲波流量計(jì)、腰輪流量計(jì)等。試驗(yàn)節(jié)流件需要按照標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行加工制作，使試驗(yàn)更加充分，數(shù)據(jù)更加翔實(shí)，結(jié)果更加具有說服力，借鑒意義更強(qiáng)。