吳家平/ 泉州市計量所

0 引言

膜式燃氣表是一種廣泛用于燃氣計量的容積式流量計。具有計量準確度較高、量程范圍寬、穩(wěn)定性好、價格低等優(yōu)點，是涉及人民群眾切身利益的貿(mào)易結(jié)算用計量器具。因此其量值準確與否，直接關(guān)系到用氣、供氣雙方的切身利益，因此燃氣表屬于強制檢定的計量器具，燃氣表的檢定是一項很重要的工作。實際的燃氣表檢定工作中檢定結(jié)果與實驗室的人員、設備、環(huán)境條件和檢定方法等因素有關(guān)，本文主要分析溫度條件對燃氣表示值誤差檢定結(jié)果的影響。

1 膜式燃氣表的工作原理

燃氣表是容積式氣體流量計，其原理是利用氣體在表體內(nèi)流動過程中的壓力差作為動力，由閥座、閥蓋的相對位置來控制氣體流向的分配。燃氣表的膜盒由左右相同的兩個氣體測量室組成，每個氣體測量室由一張柔軟的膜片將其分為兩個相同的小計量室。當分配的氣體依次進入四個小計量室，推動膜片自由擺動，膜片組件的運動通過搖桿帶動連桿機構(gòu)（雙曲柄搖桿機構(gòu)）并使閥蓋做旋轉(zhuǎn)運動從而控制各計量室依次充氣和排氣，使燃氣表連續(xù)循環(huán)運動。同時連桿機構(gòu)的偏心轉(zhuǎn)動齒輪通過齒輪的傳動驅(qū)動機械式單向計數(shù)器計數(shù)，最終通過計數(shù)器顯示燃氣表的排氣量。當皮膜都作一次往復運動時，排出的氣體就叫做“回轉(zhuǎn)體積”。這就是煤氣表的計量原理。

2 燃氣表的檢定方法和檢定條件

燃氣表檢定方法有很多，實際操作中主要使用的有兩種，鐘罩法和標準表法。鐘罩法檢定的準確度較高，穩(wěn)定性較好，因此JJG577-2013《燃氣表檢定規(guī)程》要求仲裁檢定優(yōu)先采用鐘罩法，本文以鐘罩法為例分析溫度對示值誤差檢定的影響。

燃氣表檢定條件 檢定溫度：對于最大流量qmax≤10 m3/h的燃氣表為（20± 2) ℃；對于最大流量qmax＞ 10 m3/h的燃氣表為（20±5) ℃；大氣壓力：86～106 kPa；相對濕度：45%～75%。

燃氣表應在檢定環(huán)境條件下放置4 h 以上方可進行檢定。檢定過程中，標準器處的溫度和燃氣表處的溫度之差（包括室溫、標準器液溫、檢定介質(zhì)溫度）應不超過1 ℃。

3 燃氣表示值誤差的檢定

燃氣表單次測量示值誤差 δ的計算：

式中：Vm—燃氣表示值（L、dm3）；

Vref—通過燃氣表的氣體實際值（L、dm3）

檢定時應測量燃氣表的入口處和標準器處的溫度和壓力，進行溫度和壓力的修正：

式中：Vs—標準器示值（L、dm3）；

Psa—標準器壓力（Pa）；

Tsa—標準器的熱力學溫度（K）；

Pma—燃氣表的進口處壓力（Pa）；

Tma—燃氣表的進口處熱力學溫度（K）

根據(jù)JJG 577-2012《膜式燃氣表檢定規(guī)程》的規(guī)定，當標準器溫度和燃氣表處溫度差≤0.5℃、壓力修正值≤±0.2%時，可以不進行溫度和壓力修正，單次測試示值誤差式（1）可以簡化為

燃氣表檢定工作量大時間長，為了提高工作效率，實際工作中在控制好恒溫室的溫度、濕度、壓力等條件的情況，通常采用式（3）代替式（1）計算燃氣表的示值誤差，也就是以標準器的示值 Vs代替通過燃氣表的氣體實際值 Vref。下文重點分析以 Vs代替 Vref可能帶來的測量誤差。

4 溫度條件對膜式燃氣表檢定的影響

氣體是可壓縮的流體，壓縮性和膨脹性比較復雜，檢定時使用空氣作為介質(zhì)，可按理想氣體狀態(tài)方程考慮，因此實際體積可以按照式（2）計算。以200 L 鐘罩式氣體流量標準裝置檢定為例，計算溫度條件對檢定結(jié)果的影響。

式（2）中影響參量有四個，即標準器的壓力psa、溫度Tsa和燃氣表進口處的壓力pma、溫度Tma，如果標準器安裝使用正確，壓力差Δp=psa-pma可以控制在100 Pa 以內(nèi)，取大氣壓力為標準大氣壓pn=101.325 kPa，小于0.1%相對于溫度的影響可忽略不計，為計算方便取psa≈pma，式（2）可簡化為

根據(jù)JJG 577-2012的規(guī)定，標準器處的溫度和燃氣表處的溫度之差（包括室溫、標準器液溫、檢定介質(zhì)溫度）應不超過1℃，取最大值1℃，設檢定環(huán)境溫度為20℃，標準器示值 Vs為100 L，代入式（4）可得氣體實際值Vref：

因此，以Vs代替 Vref計算示值誤差可能帶來的最大誤差為±0.34%。

5 溫度條件影響的解決方法

按照JJG 577-2012 要求燃氣表的最大允許誤差為1.5%，而溫度差帶來的影響可達0.34%，對檢定結(jié)果的準確性影響很大，不可以忽略不計。實際檢定工作中，如果每次檢定都對溫度差進行測量和修正需要很多時間，嚴重影響工作效率。在不影響測量準確度的情況下，采用下面的方法解決這個問題。

先按照式（3）計算示值誤差 δ，然后根據(jù)δ的情況進行分類處理如下：①當≥1.8%時，被檢煤氣表直接判定為“不合格”；

這樣既不影響檢定的準確度，又有效節(jié)約檢定時間，提高工作效率。如果實驗室的溫度條件能控制得更好，則上述判定區(qū)間還能進一步縮小，需要進行溫度修正的范圍更小，檢定工作效率更高。

6 結(jié)語

影響燃氣表檢定結(jié)果的因素有很多，本文重點論述了溫度條件對示值誤差的影響，并根據(jù)實際工作的情況，提出解決問題的方法，即能保證檢定的準確性，又能有效提高工作效率。