標準表法氣體流量標準裝置的研制

楊金龍

河南省計量科學(xué)研究院 河南鄭州 450008

在對能源的計量過程中，需要根據(jù)實際情況和具體對象進行精準測量，在考慮各方面綜合因素后，才能得到準確的數(shù)據(jù)，實際操作中，影響測量結(jié)果的因素有很多。例如：流動能源的測量，流動能源有很多介質(zhì)，不同種類的流體會有不同的密度、粘度等，在測試時，要充分考慮測量的溫度、壓力等多個參數(shù)，因此，為了得到準確的測量數(shù)據(jù)，需要在測量時使用相對應(yīng)的測量儀器進行工作，保證數(shù)據(jù)的正確性。

1 氣體流量的測量方法

流量標準裝置一般劃分為原級和次級兩個標準。通常情況下，認為原級標準裝置是氣體流量測量中準確度最高的測量方法，其數(shù)據(jù)來源是七個基本元素中整合，其中有質(zhì)量、長度、時間、溫度等因素，所以被多數(shù)人認為是標準的測量方法，相比于原級標準，次級標準測量時數(shù)據(jù)的準確略有不準，同時還需要定期進行檢查核定，才能確保數(shù)據(jù)的準確程度，但是，次級標準裝置投資較低，操作簡單，因此在很多現(xiàn)場測試中，我們都可以看到很多工作場地使用流量計進行測定。標準表法氣體流量測試標準就是次級標準裝置，多數(shù)用于現(xiàn)場數(shù)據(jù)的檢測，其中標準表系統(tǒng)分為三種流量計，即臨界流文丘里流量計、渦輪流量計、羅茨流量計。首先是臨界流文丘里流量計。又稱作是音速噴嘴，主要的工作原理是，利用音速噴嘴漸縮漸放的通道，當氣流經(jīng)過漸縮段時，速度增加，壓力降低，在最小截面處形成音速達到臨界氣流，在流經(jīng)漸擴段時，將速度動能轉(zhuǎn)化為壓力能，使壓力得以恢復(fù)。音速噴嘴是近期發(fā)展很快的一種新型氣體流量試驗裝置，適用于離壓力、大流量氣體流量的檢測和氣體流量標準的傳遞。所以，音速噴嘴測量準確度較高。但是，由于其經(jīng)常受到氣體的沖擊，會對儀器造成磨損，無法保證其測量數(shù)據(jù)的準確性，因此，該類裝置對于機器的要求較高，特別是設(shè)備的質(zhì)量，要嚴格符合國家標準才能經(jīng)受住氣體的侵蝕，保障測試過程的順利完成。其次，是渦輪流量計，渦輪流量計的主要構(gòu)成是由外殼、導(dǎo)流器、渦輪、軸承、磁電轉(zhuǎn)換器構(gòu)成。其中，內(nèi)部的零件就是由導(dǎo)流器固定，保證一定的穩(wěn)定性，當測量流體進入機器時，經(jīng)過內(nèi)部引導(dǎo)進入流量計，對中心渦輪產(chǎn)生沖擊力，使渦輪進行不斷旋轉(zhuǎn)，通過渦輪的轉(zhuǎn)速和流體流速等數(shù)據(jù)得到測試結(jié)果；渦輪流量計具有數(shù)據(jù)準確程度高、機器磨損小、強力抗干擾特點，但是，因為其對流體引入位置要求較高，所以在安裝時會相對麻煩，多用于進行大中流量的測試工作。最后是羅茨流量計。羅茨流量計利用一定的標準密閉空間測量法來進行計算工作，當測量氣體進入密閉空間時，空間內(nèi)部的入口和出口會產(chǎn)生一個使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的壓力差值，一個轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動會帶動另一個轉(zhuǎn)子同時轉(zhuǎn)動，這樣，可以通過不斷的旋轉(zhuǎn)將流體分割成若干個部分，方便對流經(jīng)測量儀器進行體積測量。羅茨流量計具有一定環(huán)境下測量數(shù)據(jù)準確，儀器磨損程度小、對安裝儀器要求較低等特點，但是，當羅茨流量計在進行大流量測試時，會產(chǎn)生較大的噪音，所以，該裝置只能夠進行小流量測試工作。

2 標準表法氣體流量標準裝置的軟件設(shè)計

進入智能化時代，任何科學(xué)工作都可以由計算機協(xié)助人類進行，智能計算機相比人類具有高度敏捷性和存儲量大的特點，面對大量測試數(shù)據(jù)，需要耗費大量人力進行計算和標記，而智能計算機剛好可以彌補這一缺點，同時，將智能計算機應(yīng)用到數(shù)據(jù)測量中還可以減少數(shù)據(jù)出錯，通過操作智能計算機，對采集到的數(shù)據(jù)進行實時處理。首先，要將錄入數(shù)據(jù)時對參數(shù)的設(shè)定輸入計算機系統(tǒng)，對現(xiàn)場的溫度、壓力等因素進行分析檢測，并實時登記，因為數(shù)據(jù)參數(shù)錄入較多，所以要求計算機在模塊操作設(shè)計時要簡單便捷，讓一般工作人員可以簡單明了的接觸到數(shù)據(jù)模塊進行工作，同時，要提高系統(tǒng)的判讀能力，參數(shù)數(shù)據(jù)錄入較為復(fù)雜，很多時候工作人員容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)多錄或者少錄的情況，需要計算機及時提醒，并且等待工作人員確認操作流程。其次，優(yōu)化計算機管理模塊。在應(yīng)用計算機工作時，關(guān)于計算機的設(shè)定要保證可以對正在測試中的數(shù)據(jù)迅速采集并且進行整理，錄入計算機系統(tǒng)后，工作人員有權(quán)利進行及時更改，不能因為數(shù)據(jù)錄入計算機系統(tǒng)便定為不可改變的數(shù)據(jù)。最后，關(guān)于標準表法氣體流量標準裝置的軟件設(shè)計。要以人機操作界面為主，即工作人員在進行登錄后，關(guān)于檢測系統(tǒng)的界面要及時提供給工作人員，方便對數(shù)據(jù)的檢測和分析，同時，在進行數(shù)據(jù)處理時，要將數(shù)據(jù)中的重復(fù)錄入數(shù)據(jù)及時清理，并生成相關(guān)數(shù)據(jù)，由工作人員選擇數(shù)據(jù)的保存和打印。在進行計算機操作時，要事先進行工作檢查，檢查計算機是否正常工作，檢查儀器與計算機的連接是否正常，只有在充分發(fā)揮工作人員認真謹慎的態(tài)度后，才能確保計算機可以更好的幫助我們工作。

3 結(jié)語

對氣體流量的測試是為了更好的幫助人們提高資源利用效率，雖然有現(xiàn)代智能計算機的幫助，但是，還是有很多人員在進行測量工作時容易出現(xiàn)錯誤。例如：工作人員對于很多機器不能夠正常使用，對測試環(huán)境和影響因素控制不足，采取不當?shù)臏y試方法等等，這些都是導(dǎo)致數(shù)據(jù)出現(xiàn)錯誤的原因，一直以來，在測量裝置的設(shè)定，相關(guān)人員都在提倡以人為主，所以在進行計算機系統(tǒng)和模塊的設(shè)定時，都傾向于對工作人員的友好，但是在現(xiàn)實工作中，相關(guān)人員在工作時錯誤較多，特別是專業(yè)性較強的工作中，容易引發(fā)一系列連鎖反應(yīng)，導(dǎo)致最終數(shù)據(jù)出現(xiàn)錯誤，相關(guān)部門要正視這一問題，在進行測量工作之前，要嚴格考核工作人員，還要不定期進行專業(yè)培訓(xùn)，以保證知識庫實時更新，只有這樣，才能確保每一次工作付出的努力不會白費；相信，在不久的將來，我們一定可以創(chuàng)造出一個資源得以高效利用的社會。