非校準條件的情況下超聲流量計的操作
加入技術(shù)交流群
全部的校準包括 7 個流量點，在每點重復(fù) 6 次。用天然氣在 200mm 流量計上流量點分 1.68 、 3.35 、 6.71 、 10.1 、 13.4 、 16.8 和 20m/s （ 5.5 、 11 、 22 、 33 、 44 、 55 和 66ft/sec ），在 300 流量計上對應(yīng)有小流量顯示。這些流率用音速噴嘴測得，分別用天然氣和氮氣測試。這些校準的回路分布圖示于圖 1 中。
圖1 西南研究院的高壓校準回路
(1) 用天然氣在 2.8MPa ， 21 ℃校準；
(2) 溫度變至 10 ℃，重新校準。溫度的變化降低了天然氣中的聲速，這使得它跟在氮氣中的聲速很接近；
(3) 介質(zhì)從天然氣變至氮氣。氮氣中在 2.8MPa ， 21 ℃校準。注意為了使用相同的音速噴嘴，兩種聲速比中流率值降低，大約為 0.84 ；
(4) 溫度變化至 32 ℃。溫度的變化增大了氮氣中的聲速。這使得它跟在天然氣中的聲速很接近。
在每個流量點收集了上面 5 塊表的下列數(shù)據(jù)：
超聲流量計的 Chord 聲速和平均聲速；
氣體平均流率；
校驗流率；
校驗聲速（由西南研究院計算）；
西南研究院的溫度和壓力。
4.2 數(shù)據(jù)分析
進行了天然氣測試結(jié)果和氮氣測試結(jié)果的曲線對比。對下列項目進行天—天，溫度—溫度校準數(shù)據(jù)分析：
流量校準數(shù)據(jù)（流量計對音速噴嘴）；
流量校準數(shù)據(jù)（超聲流量計對渦輪流量計）；
Chord 聲速數(shù)據(jù)（基于 AGA-8 號報告和氣體組成分析的 Chord 聲速對計算出的聲速）。
西南研究院提出在 95% 置信水平下校準流量計總不確定度約為 0.25% 。比對兩個校準結(jié)果就會給出 0.35% 的總不確定度。然而，在這種情況下，進行比對的兩個校準之間的唯一差別是測試流體。音速噴嘴、渦輪流量計、管線布置、數(shù)據(jù)采集和超聲流量計都是相同的。通過比較同一流量計不同的校準之間的差異，對體系的大部分偏見可以消除。氮氣和天然氣狀態(tài)方程中的不確定度經(jīng)計算均為 0.1% 。在不同的日子，不同的環(huán)境條件下，系統(tǒng)運行的隨意不確定度經(jīng)計算為 0.14% 。對相同的流量計，相同的音速噴嘴，在相同的管線布置下，用天然氣和氮氣校準可以達到期望的總不確定度。
4.3 結(jié)果
5臺流量計(2臺渦輪流量計和3臺超聲流量計)中的每一臺都校準了 8 次。
2 天內(nèi)在 2 個溫度點 21 ℃和 10 ℃用天然氣校準 4 次；
2 天內(nèi)在 2 個溫度點 21 ℃和 32 ℃用氮氣校準 4 次。
最初的天然氣在 21 ℃的校準用來作為每一臺流量計的參考。另一序號的多項式添加到數(shù)據(jù)分析中產(chǎn)生校準系數(shù)，這些系數(shù)在后面的校準中使用。校準曲線的符號如下：
NG 10.14=2001 年 8 月 14 日用天然氣在 10 ℃測試；
N2 21.17=2001 年 8 月 17 日用氮氣在 21 ℃測試。
圖2 200mm(8inch)超聲流量計用天然氣和氮氣校準的曲線
兩種氣體中天 - 天校準數(shù)據(jù)再現(xiàn)性非常好，平均大約 0.1% ；
10 ℃和 21 ℃兩個校準之間的差別，甚至比兩種氣體中天 - 天校準數(shù)據(jù)變化更小，平均小于 0.1% ；
天然氣和氮氣兩種校準曲線之間的差異平均小于 0.2% ，與 4.3 部分中預(yù)計的一樣。氮氣校準曲線平鋪在天然氣校準曲線的下部。
比較用兩種氣體對 200mm 渦輪流量計的校準也是頗有趣味的。這些都示于圖 3 中。 32 ℃是用氮氣在 11.3m/s 流量點上校準結(jié)果的偏差被確信是由于儀器產(chǎn)生的誤差。對于給定的氣體，校準的重復(fù)性非常好。再次地，用氮氣校準的曲線位于天然氣校準曲線的下部。在這些壓力條件下，由于渦輪流量計在許多前面的測試中沒有表現(xiàn)出密度影響，那么氣體組成影響最可能用來解釋兩種氣體校準曲線的可以察覺的差異。
圖3 200mm(8inch)渦輪流量計用天然氣和氮氣校準的曲線
評論