摘要:燃?xì)饬髁坑?jì)體積修正儀中的壓力和溫度傳感器，在長(zhǎng)期使用過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)老化以及零點(diǎn)漂移，導(dǎo)致溫度和壓力值不準(zhǔn)，及燃?xì)饬髁坑?jì)計(jì)量不準(zhǔn)。目前燃?xì)饬髁坑?jì)的壓力和溫度傳感器長(zhǎng)期使用又未進(jìn)行檢定，體積修正儀的誤差就會(huì)導(dǎo)致偏差越來(lái)越大，而且可能會(huì)引起貿(mào)易糾紛。因此，對(duì)燃?xì)饬髁坑?jì)中的壓力和溫度傳感器增加定期的檢定或比對(duì)十分必要。
0引言
　　天然氣作為-種清潔、低排放的高效能源，已在國(guó)內(nèi)大規(guī)模地發(fā)展，與之相關(guān)的天然氣流量計(jì)也在各行各業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。
　　燃?xì)饬髁坑?jì)在整個(gè)過(guò)程中，主要用于內(nèi)部計(jì)量和貿(mào)易計(jì)量，因此顯得特別重要，在整個(gè)生命周期中，目前工商業(yè)的天然氣流量計(jì)基本采用機(jī)械計(jì)數(shù)+電子顯示或純電子顯示，由溫度和壓力參與補(bǔ)償，轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的總量進(jìn)行最終的貿(mào)易結(jié)算。
　　計(jì)量管理是企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理的基礎(chǔ)工作之一，是提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的重要手段，而燃?xì)饬髁坑?jì)是天然氣企業(yè)計(jì)量管理的核心業(yè)務(wù)。體積修正儀作為流量計(jì)的重要組成部分,其運(yùn)行情況對(duì)流量計(jì)計(jì)量正確率至關(guān)重要。
　　對(duì)整個(gè)流量計(jì)進(jìn)行定期的檢定過(guò)程中，只對(duì)機(jī)械部分的流量計(jì)進(jìn)行檢定，并未對(duì)溫度和壓力進(jìn)行檢定，溫度傳感器、壓力傳感器和積算儀在長(zhǎng)期的使用過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)了零點(diǎn)的漂移和線性偏移現(xiàn)象，導(dǎo)致計(jì)量不準(zhǔn)，引起糾紛。因此，本文通過(guò)試驗(yàn)和采集數(shù)據(jù)，對(duì)燃?xì)饬髁坑?jì)體積修正儀誤差的影響進(jìn)行分析，并給出相應(yīng)的措施和建議。 淺析燃?xì)饬髁坑?jì)體積修正儀誤差
1流量計(jì)的整體結(jié)構(gòu)
　　燃?xì)饬髁坑?jì)一般由基表、壓力傳感器、溫度傳感器、流量傳感器和積算器組成。圖1是一款氣體腰輪流量計(jì)的整體外觀圖。
 
1.1燃?xì)饬髁坑?jì)的原理
　　燃?xì)饬髁坑?jì)一般由一次儀表和燃?xì)怏w積修正儀組成。其中，一次儀表就是指流量計(jì)的機(jī)械流量計(jì)部分。一次儀表需要通過(guò)流量傳感器將機(jī)械信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào),輸人給積算器。流量計(jì)中的壓力傳感器和溫度傳感器采集流量計(jì)管道中的壓力和溫度。流量傳感器將一次儀表測(cè)得的體積流量轉(zhuǎn)化為流量，通過(guò)線路將壓力、溫度和流量傳輸給積算器換算，最終轉(zhuǎn)化為標(biāo)況總量用于貿(mào)易計(jì)量。
　　體積修正儀是指積算器和溫度傳感器或由積算器、溫度傳感器和壓力傳感器組成，根據(jù)燃?xì)饬髁坑?jì)測(cè)得的體積流量、燃?xì)鉁囟�、壓力和由氣體組分相關(guān)的壓縮因子轉(zhuǎn)換系數(shù)等參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，將測(cè)量條件下的體積轉(zhuǎn)換成基準(zhǔn)條件下的體積，并進(jìn)行積算、存儲(chǔ)和顯示的裝置。
1.2體積修正儀的誤差
　　體積修正儀的主示值誤差由轉(zhuǎn)換系數(shù)誤差(ec)或基準(zhǔn)條件下的體積轉(zhuǎn)換誤差(ev)表示，分量誤差包括溫度測(cè)量誤差(et)、壓力測(cè)量誤差(ep)和積算器的誤差(ef)。
　　根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T36242--2018《燃?xì)饬髁坑?jì)體積修正儀》，詳細(xì)規(guī)定了體積修正儀誤差分布情況見(jiàn)表1。各種誤差按以下方法進(jìn)行計(jì)算:
 
注:①修正儀主示值的誤差不考慮燃?xì)饬髁坑?jì)的誤差;②積算器的誤差僅考慮自身對(duì)脈沖信號(hào)的接收和運(yùn)算所產(chǎn)生的誤差，不考慮壓縮因子計(jì)算方法不確定度的影響;③溫度測(cè)量誤差包含了溫度傳感器及其信號(hào)轉(zhuǎn)換所引起的誤差;④壓力測(cè)量誤差包含了壓力傳感器及其信號(hào)轉(zhuǎn)換所引起的誤差;⑤參比條件是指環(huán)境溫度:20℃(3℃,環(huán)境相對(duì)濕度:60%(15%;⑥額定條件是指廠家規(guī)定的工作條件，一般為:(-25~55)℃.
1)轉(zhuǎn)換系數(shù)誤差
　　轉(zhuǎn)換系數(shù)的相對(duì)誤差ec按式(1)計(jì)算:
 
2)基準(zhǔn)條件下的體積轉(zhuǎn)換誤差
　　基準(zhǔn)條件下的體積Vb轉(zhuǎn)換的相對(duì)誤差eV按式(2)計(jì)算:
 
3)帶有分量顯示的修正儀的特定誤差
　　修正儀各分量的特定誤差按式(3)~式(5)計(jì)算:
 
2燃?xì)饬髁坑?jì)檢定的現(xiàn)狀
　　燃?xì)饬髁坑?jì)現(xiàn)種類繁多，流量計(jì)原理也都不同，不同的流量計(jì)國(guó)家也制定了不同的檢定規(guī)程。規(guī)程基本由渦輪流量計(jì)、速度式流量計(jì)、氣體容積式流量計(jì)、超聲流量計(jì)、差壓式流量計(jì)、靶式流量計(jì)、旋進(jìn)旋渦流量計(jì)、流量積算儀等檢定規(guī)程組成。
　　燃?xì)饬髁坑?jì)都會(huì)根據(jù)相應(yīng)的檢定規(guī)程進(jìn)行出廠檢定和定期檢定。表2為各種流量計(jì)的檢定周期表。
 
　　流量積算儀檢定規(guī)程雖然是檢定電子表頭精度等級(jí)的，但只是對(duì)流量信號(hào)的轉(zhuǎn)換計(jì)算誤差進(jìn)行檢定，如瞬時(shí)流量1累積總量等，并未對(duì)溫度和壓力傳感器的精度進(jìn)行檢定，相當(dāng)于僅計(jì)算了體積修正儀的主示值誤差一積算器的誤差(ef)、轉(zhuǎn)換系數(shù)誤差(ec)或基準(zhǔn)條件下的體積轉(zhuǎn)換誤差(ev),并未檢定溫度測(cè)量誤差(et)、壓力測(cè)量誤差(ep)。
3溫度和壓力值存在的偏差
　　燃?xì)饬髁坑?jì)在整個(gè)的生命周期里，其溫度和壓力傳感.器從采購(gòu)、調(diào)試、組裝，銷售到市場(chǎng)的長(zhǎng)期使用直至流量計(jì)淘汰的整個(gè)過(guò)程中，流量計(jì)廠家對(duì)溫度和壓力傳感器做了一次內(nèi)部檢定，而后就沒(méi)有對(duì)溫度、壓力值進(jìn)行檢定和比對(duì)了。
溫度和壓力傳感器在長(zhǎng)期的使用過(guò)程中，由于受到環(huán)境溫度和濕度的影響會(huì)出現(xiàn)老化、精度下降，零點(diǎn)漂移等問(wèn)題。本次共抽檢73臺(tái)不同區(qū)域、不同使用年限(5年以下7臺(tái)、5~8年34臺(tái)、8年以上32臺(tái))的燃?xì)饬髁坑?jì),與燃?xì)饬髁坑?jì)廠家對(duì)體積修正儀的誤差情況進(jìn)行試驗(yàn)分析。其中，溫度傳感器異常的有兩臺(tái)(使用5~8年)，壓力傳感器異常的有4臺(tái)(5年以下兩臺(tái)，8年以上兩臺(tái))。詳細(xì)情況如下:
3.1溫度傳感器
　　溫度傳感器以不同年限分組，分別測(cè)試低溫(-10℃)常溫(20℃)、高溫(50℃)下各溫度傳感器的溫度偏差，溫度偏差以±0.3℃為界，各組溫度傳感器各溫度點(diǎn)測(cè)試情況見(jiàn)圖3(5~8年有兩個(gè)溫度傳感器異常)。
 
3.1.1根據(jù)圖3可以得出以下結(jié)論
1)5年以下的溫度傳感器溫度偏差均在-0.3℃~0.3℃以內(nèi)。
2)5~8年的溫度傳感器溫度偏差大部分在-0.3℃~0.3℃以內(nèi):①在低溫的情況下，部分溫度傳感.器偏差偏正;②在高溫的情況下，部分溫度傳感器偏差偏負(fù)。
3)8年以上的溫度傳感器溫度偏差趨勢(shì)與使用期限在5~8年的情況相近，但偏差個(gè)數(shù)達(dá)到50%左右。
 
3.1.2根據(jù)表3可以得出以下結(jié)論
1)在溫度+0.3℃范圍區(qū)間內(nèi)，隨著使用年限的增加，符合該區(qū)間的溫度傳感器占比減少。
2)隨著使用年限的增加，溫漂超過(guò)±0.3℃的傳感器數(shù)量增加。
3.2壓力傳感器
　　壓力傳感器以不同年限分組，分別對(duì)壓力傳感器在低溫(-10℃)、常溫(20℃)、高溫(50℃、含5個(gè)60℃)進(jìn)行不同壓力點(diǎn)測(cè)試(存在4個(gè)損壞)。
 
3.2.1根據(jù)表4可以得出以下結(jié)論
1)3種年限的壓力傳感器，偏差均主要處于±0.4%的范圍內(nèi)。
2)使用年限越長(zhǎng)的壓力傳感器，偏差范圍越廣，大部分處于合格的范圍內(nèi)。
3)壓力傳感器受溫度影響不大。
4)壓力傳感器線性度表現(xiàn)良好。
　　各個(gè)年限的壓力傳感器不論在高壓、中壓或者低壓情況下出現(xiàn)偏差個(gè)數(shù)相差不多，分析原始數(shù)據(jù)，若出現(xiàn)某點(diǎn)偏差，則會(huì)出現(xiàn)各個(gè)點(diǎn)有相近的偏差情況。
3.2.2根據(jù)表5可以得出以下結(jié)論
1)8年以上的壓力傳感器漂移程度較分散。
2)5年以內(nèi)的漂移程度較集中。
3)隨著表具的使用年限增長(zhǎng)，壓力傳感器的漂移分散程度會(huì)加劇。
4相應(yīng)的措施和建議
　　燃?xì)饬髁坑?jì)中的溫度和壓力傳感器隨著使用年限變長(zhǎng),都會(huì)出現(xiàn)老化1漂移，最終導(dǎo)致計(jì)量偏差1不準(zhǔn)，引起貿(mào)易糾紛。
　　現(xiàn)燃?xì)饬髁坑?jì)的溫度和壓力傳感器基本分為模擬式和數(shù)字式兩種，相對(duì)于模擬式的，數(shù)字式的傳感器更加穩(wěn)定、抗外界干擾小，精度偏移小。但都會(huì)隨時(shí)間的變化出現(xiàn)計(jì)量偏差變大，超出標(biāo)準(zhǔn)誤差。
　　因此，隨著燃?xì)饬髁坑?jì)的使用量越來(lái)越多，使用的年限越來(lái)越長(zhǎng)，溫度和壓力傳感器老化漂移產(chǎn)生的誤差，導(dǎo)致燃?xì)夤�司和使用用戶糾紛越來(lái)越多。
　　根據(jù)本公司長(zhǎng)期使用的經(jīng)驗(yàn)和試驗(yàn)研究數(shù)據(jù)，做出以下建議:
1)安裝燃?xì)饬髁坑?jì)時(shí)，盡量安裝在室內(nèi)，安裝在室外的要加強(qiáng)防護(hù)措施，避免風(fēng)吹日曬會(huì)加快流量計(jì)設(shè)備的老化和零點(diǎn)偏移速度。
2)溫度和壓力傳感器盡量選擇采購(gòu)抗干擾能力強(qiáng)的數(shù)宇式傳感器。
3)對(duì)溫度和壓力傳感器進(jìn)行定期比對(duì)處理，比對(duì)周期一般為1~2年。對(duì)比對(duì)結(jié)果不滿足要求的傳感器,還需進(jìn)行校準(zhǔn)處理。
4)如果條件允許的話，流量計(jì)送檢時(shí)，同時(shí)進(jìn)行體積修正儀的檢定，但大多數(shù)的檢定院無(wú)法檢定體積修正儀。
5結(jié)束語(yǔ)
　　本文對(duì)燃?xì)饬髁坑?jì)的計(jì)量誤差進(jìn)行梳理，流量計(jì)的誤差按照國(guó)家規(guī)定會(huì)進(jìn)行定期檢定。體積修正儀存在的誤差由于國(guó)家沒(méi)有對(duì)流量計(jì)相關(guān)配套的壓力和溫度傳感器進(jìn)行檢定的要求，所以壓力和溫度傳感器隨著使用年限的增加，產(chǎn)生了老化和零點(diǎn)漂移，帶來(lái)的誤差越來(lái)越明顯，從而引發(fā)的貿(mào)易糾紛越來(lái)越多。這就需要燃?xì)夤�司、燃�(xì)饬髁坑?jì)廠家、相關(guān)國(guó)家檢定等機(jī)構(gòu)應(yīng)對(duì)體積修正儀誤差有更多地關(guān)注和重視，才能讓天然氣的計(jì)量和貿(mào)易結(jié)算做到公平、公正。

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