氣體渦輪流量計屬于葉輪式速度流量計的一種。其工作原理是:置于流體中的葉輪的旋轉(zhuǎn)角速度與流體流速成正比，通過測量葉輪的旋轉(zhuǎn)角速度就可以得到流體流速，從而得到管道內(nèi)的流量值。傳統(tǒng)的氣體渦輪流量計，準確度可達0.5%。隨著近年流量行業(yè)的發(fā)展和機械加工工藝的提高，渦輪流量計準確度得到顯著提高，歐美一些廠家生產(chǎn)的氣體渦輪流量計準確度接近0.25%。然而，目前計量部門標定氣體渦輪流量計，一般都使用氣體流量標準表法裝置。其方法是使用臨界流文丘利噴嘴作標準表，對渦輪流量計進行檢定,而臨界流文丘利噴嘴標準裝置的準確度一般是0.5%，因此，無法對0.25級表進行檢定。本文旨在探討一種氣體渦輪流量計的檢定方法。

　　中國計量科學研究院的pVTt法氣體流量基準裝置不確定度達到0.05%。臨界流文丘利噴嘴的準確度一般可以達到0.2%，而以臨界流文丘利噴嘴為標準表的標準表法氣體流量標準裝置的準確度一般為0.5%，也無法對0.25級表進行檢定，是否可以采用pVTt裝置，直接對渦輪流量計進行檢定？我們可以簡單改變一下pVTt法氣體流量裝置的外部結(jié)構(gòu)(如圖1所示)。
    

    圖1  檢定渦輪流量計的pVTt法氣體流量裝置示意圖

　　圖1所示為檢定前預(yù)備階段，在渦輪流量計下游有一個換向器。此時氣體流向調(diào)節(jié)罐管路。我們可以通過臨界流文丘利噴嘴確定流量大小。具體檢定過程如下:活塞在缸體內(nèi)作直線運動，運動到調(diào)節(jié)罐側(cè)，打開通往標準罐的氣體管路，關(guān)閉通往調(diào)節(jié)罐的管路，氣體流向標準罐，此時光電脈沖發(fā)出信號，計數(shù)器開始計時；在一段時間內(nèi)，標準罐得到足夠的累積流量，活塞運動到另一側(cè)，使得氣體流向調(diào)節(jié)罐管路，此時光電脈沖再發(fā)出信號，計數(shù)器停止計時。這樣，我們可以得到氣體通過標準罐的時間。通過測量標準罐內(nèi)起止時的溫度、壓力，以及標準狀態(tài)下罐的容積，可以換算出工況下的累積體積流量；在這段時間內(nèi)，獲取氣體渦輪流量傳感器發(fā)出的脈沖數(shù)，從而得到流量計儀表系數(shù)。

　　這種方法往往要求罐的體積比較大。這是因為在大流量下，要滿足臨界流文丘利噴嘴臨界條件，就必須使下游壓力保持在一定范圍內(nèi)，這樣標準罐就需要較大的體積。然而，由于空間的限制與成本的要求，往往無法滿足這個要求，因此對一定體積的標準罐，只能檢定一定范圍內(nèi)的流量。相比之下，標準表法氣體流量標準裝置就不存在這種問題。使用時，裝置檢定的流量范圍，如20m³的標準罐檢定的流量范圍，還應(yīng)有初步的定量分析。

　　采用pVTt裝置直接對渦輪流量計進行檢定的優(yōu)點是:第一，流量計下游壓力低于大氣壓，對標準罐耐壓強度要求不高，對相關(guān)設(shè)備也沒有特殊要求。這種方法與動態(tài)質(zhì)量法測量氣體質(zhì)量流量計同屬于原始法，而后者，往往涉及到近25MPa的高壓氣體，有防爆等級要求。與之相比，采用pVTt裝置直接對渦輪流量計檢定的方法未涉及到高壓氣體，因而要安全得多。第二，動態(tài)質(zhì)量法測量氣體流量計，由于下游壓力變化，流量計上下游差壓不恒定，因此流量并不穩(wěn)定。而采用pVTt裝置直接對渦輪流量計檢定的方法，只要滿足臨界流文丘利噴嘴臨界條件，就可以保持流量的穩(wěn)定性。相比之下，這種檢定方法具有一定的優(yōu)越性。
　　作者單位【中國計量科學研究院】