氣體渦輪流量計(jì)是一種被廣泛使用的氣體流量計(jì)量器具，具備可以將溫度和壓力修正得到標(biāo)準(zhǔn)體積的功能，國(guó)內(nèi)已有文獻(xiàn)闡述壓力變化對(duì)氣體渦輪流量計(jì)的影響，溫度由于變化不大其影響較小，但在北方地區(qū)由于冬季天氣惡劣，氣溫變化較大，一些氣體渦輪流量計(jì)出現(xiàn)了計(jì)量不準(zhǔn)確的情況，本文通過(guò)實(shí)際檢測(cè)和對(duì)儀表的比對(duì)分析來(lái)確定溫度對(duì)氣體渦輪流量計(jì)的影嘀程度，并分析了可能導(dǎo)致計(jì)量不準(zhǔn)確的原因。

引言

氣體渦輪流量計(jì)是一種流量測(cè)量?jī)x表，流體流 過(guò)渦輪葉片驅(qū)動(dòng)其轉(zhuǎn)動(dòng)，葉片轉(zhuǎn)動(dòng)的速度與體積流計(jì)算出流過(guò)流體的體積。氣體渦輪流量計(jì)有較好的穩(wěn)定性和重復(fù)性，因此在日常檢測(cè)過(guò)程中很少出現(xiàn)異常情況，但北方地區(qū)有用戶反映經(jīng)過(guò)溯源后的儀表開(kāi)始使用正常，在天氣變冷后渦輪流量計(jì)的計(jì)量出現(xiàn)了計(jì)量不準(zhǔn)確的情況。通常情況下氣體渦輪流量計(jì)的工作范圍較寬，一般情況下溫度變化對(duì)計(jì)量性能的影響較小，但在北方地區(qū)冬季的低溫環(huán)境的確影響到了氣體渦輪流量計(jì)的計(jì)量性能。

從結(jié)構(gòu)上分析，氣體渦輪流量計(jì)由緊固件、殼體、導(dǎo)向件、止推片、葉輪、電磁感應(yīng)式信號(hào)檢出器、軸承、后導(dǎo)向件、積算儀等組成，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)用戶反映的問(wèn)題儀表的檢查，其緊固件、殼體、導(dǎo)向件等均無(wú)損壞，軸承正常，積算儀設(shè)置未改變，溫度壓力傳感器正常，復(fù)檢結(jié)果并未出現(xiàn)較大差異，但在安裝回現(xiàn)場(chǎng)后仍出現(xiàn)了計(jì)量不準(zhǔn)確的情況。本文探討導(dǎo)致氣體渦輪流量計(jì)的計(jì)量不準(zhǔn)確的原因。

1.溫度對(duì)氣體渦輪流量計(jì)的影響

2015年初，遼河油田某企業(yè)送檢了10多臺(tái)全新的德國(guó)某品G65DN50的氣體渦輪流量計(jì)，準(zhǔn)確度等級(jí)為1．0級(jí)，在音速噴嘴法氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置上檢測(cè)時(shí)出現(xiàn)絕大多數(shù)不合格的問(wèn)題，而之前并未出現(xiàn)類似情況，該品牌流量計(jì)的合格率很高，通過(guò)對(duì)基表的檢測(cè)與高頻脈沖輸出的檢測(cè)，二者誤差一致，且均為負(fù)誤差，儀表顯示與輸出均正常。表l為誤差***大的一臺(tái)氣體渦輪流量計(jì)高頻脈沖輸出誤差和基表機(jī)械顯示部分的誤差值。

通過(guò)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)裝置的自檢，并未發(fā)現(xiàn)異常，裝置工作正常。為了保證檢測(cè)的可靠性，將該批儀表在2000L鐘罩式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置上進(jìn)行了復(fù)檢。音速噴嘴法氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置與2000L鐘罩式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的系統(tǒng)誤差在0．3％以內(nèi)。通過(guò)復(fù)檢發(fā)現(xiàn)氣體渦輪流量計(jì)的示值誤差在不斷變化，重復(fù)性較差，隨著檢測(cè)時(shí)間的延長(zhǎng)，示值誤差不斷減小，向正方向發(fā)展，考慮到音速噴嘴實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境溫度為10．5qC，鐘罩實(shí)驗(yàn)室溫度為20．1℃，因此進(jìn)行恒溫后再進(jìn)行試驗(yàn)。恒溫后再次對(duì)氣體渦輪流量計(jì)進(jìn)行檢測(cè)，表2為該臺(tái)氣體渦輪流量計(jì)的高頻輸出誤差。

通過(guò)表2可以發(fā)現(xiàn)在恒溫后的檢測(cè)結(jié)果誤差發(fā)生了較大的變化，重復(fù)性也較好，考慮到兩套裝置的系統(tǒng)誤差不超過(guò)0．3％，但實(shí)際檢測(cè)結(jié)果***大誤差偏移達(dá)到了2．30％，如此之大的偏移量并不是標(biāo)準(zhǔn)裝置所引起的。將該臺(tái)氣體渦輪流量計(jì)馬上拿到音速噴嘴氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置上進(jìn)行復(fù)測(cè)，所用噴嘴未改變，檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表3。

從表3可以發(fā)現(xiàn)在沒(méi)有對(duì)儀表經(jīng)過(guò)任何改動(dòng)的情況下，在同樣的裝置下，儀表的示值誤差合格，且和之前在裝置上檢測(cè)的誤差發(fā)生了較大的偏移。通過(guò)分析實(shí)驗(yàn)中各個(gè)影響因素，發(fā)現(xiàn)變化較大的只有溫度，為了確認(rèn)影響因素為溫度，將該流量計(jì)在音速噴嘴實(shí)驗(yàn)室10．5。C的環(huán)境溫度下恒溫，恒溫后再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表4。

通過(guò)恒溫后的渦輪流量計(jì)的示值誤差與***開(kāi)始檢測(cè)的誤差相接近，說(shuō)明溫度變化對(duì)儀表的誤差產(chǎn)生了較大的影響。通過(guò)對(duì)送檢用戶的詢問(wèn)，由于用戶是外地送檢，出發(fā)較早，且送檢車輛空間有限，所以在送檢前一天晚上就將部分儀表的外包裝拆掉，并將表裝車，放置在室外，第二天早起送檢，雖然在檢測(cè)之前進(jìn)行了短時(shí)間恒溫，但表體溫度仍然較低。

2. 實(shí)驗(yàn)分析

為此選取此批流量計(jì)中3臺(tái)較好的氣體渦輪流量計(jì)進(jìn)行環(huán)境影響性試驗(yàn)，試驗(yàn)條件一：在20℃情況下充分恒溫，用鐘罩式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置檢測(cè)；

試驗(yàn)條件二：用高低溫試驗(yàn)箱恒溫至與音速噴嘴實(shí)驗(yàn)室溫度相同的溫度下，約10．5cc，用音速噴嘴式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置檢測(cè)；試驗(yàn)條件三：用高低溫試

驗(yàn)箱恒溫至O'E，控制音速噴嘴實(shí)驗(yàn)室溫度到O℃或略低于0℃，用音速噴嘴式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置檢測(cè)。不同溫度條件下三臺(tái)氣體渦輪流量計(jì)的示值誤差曲線如圖1所示。

通過(guò)對(duì)三塊氣體渦輪流量計(jì)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，溫度對(duì)氣體渦輪流量計(jì)的示值誤差有明顯的影響，但在大流量時(shí)的影響有限，流量越小影響越大。JJG 1037–2008《氣體渦輪流量計(jì)》中，在對(duì)檢定環(huán)境條件的要求中描述為5～45℃，檢測(cè)溫度在10。5℃時(shí)滿足檢測(cè)要求，通過(guò)對(duì)音速噴嘴法氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置檢測(cè)氣體渦輪流量計(jì)的歷史記錄查閱和相同儀表不同年代的檢測(cè)結(jié)果分析，發(fā)現(xiàn)氣體渦輪流量計(jì)受溫度影響的程度不盡相同，有的影響較小，也有的會(huì)發(fā)生一些誤差偏移。可以看出溫度對(duì)渦輪流量計(jì)的影響是有限的，且因生產(chǎn)廠家而異。對(duì)于這批氣體渦輪流量計(jì)為何產(chǎn)生如此大的誤差，通過(guò)分析和與該氣體渦輪流量計(jì)的駐中國(guó)技術(shù)代表溝通，發(fā)現(xiàn)該類氣體渦輪流量計(jì)在南方地區(qū)使用中幾乎很少發(fā)生此類問(wèn)題，而且在多個(gè)省級(jí)計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)檢測(cè)時(shí)也沒(méi)有發(fā)生多臺(tái)不合格的問(wèn)題，但該氣體渦輪流量計(jì)并未考慮在東北地區(qū)極寒狀態(tài)下對(duì)儀表的影響。通過(guò)分析，氣體渦輪流量計(jì)需要潤(rùn)滑劑潤(rùn)滑才能正常工作，在北方寒冷地區(qū)可能會(huì)出現(xiàn)渦輪潤(rùn)滑油低溫性能不好，導(dǎo)致黏度變化較大，阻力增強(qiáng)，降低低溫下渦輪軸承的旋轉(zhuǎn)速率，從而引起小流量誤差受溫度影響較大的情況，類似于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油的特性，因此更換低溫潤(rùn)滑油可以從一定程度上解決此類問(wèn)題的發(fā)生。而很多出問(wèn)題的氣體渦輪流量計(jì)也大多由此類因素導(dǎo)致。

3.結(jié)束語(yǔ)

大部分氣體渦輪流量計(jì)都配備了智能體積修正儀，可以將工況流量修正到標(biāo)況流量，但實(shí)際極限條件下的溫度仍會(huì)對(duì)氣體渦輪流量計(jì)的機(jī)械性能產(chǎn)生一定的影響，有時(shí)也是不能忽略的，儀表生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)當(dāng)充分考慮到這種極限條件，在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)降低低溫對(duì)機(jī)械部件的影響并提供適當(dāng)?shù)臐?rùn)滑油，用戶在使用時(shí)也應(yīng)當(dāng)按時(shí)加注符合要求的專業(yè)潤(rùn)滑油，在有條件的情況下應(yīng)當(dāng)設(shè)置獨(dú)立儀表室或其他措施來(lái)保護(hù)流量計(jì)。