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(zhǔn)確度可達(dá)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(zhǔn)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(zhǔn)確度接近0.25%。然而，目前計量部門標(biāo)定氣體渦輪流量計，一般都使用氣體流量標(biāo)準(zhǔn)表法裝置。其方法是使用臨界流文丘利噴嘴作標(biāo)準(zhǔn)表，對渦輪流量計進行檢定,而臨界流文丘利噴嘴標(biāo)準(zhǔn)裝置的準(zhǔn)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(xué)研究院的pVTt法氣體流量基準(zhǔn)裝置不確定度達(dá)到0.05%。臨界流文丘利噴嘴的準(zhǔn)確度一般可以達(dá)到0.2%，而以臨界流文丘利噴嘴為標(biāo)準(zhǔn)表的標(biāo)準(zhǔn)表法氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)罐的氣體管路，關(guān)閉通往調(diào)節(jié)罐的管路，氣體流向標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)罐的時間。通過測量標(biāo)準(zhǔn)罐內(nèi)起止時的溫度、壓力，以及標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)罐，只能檢定一定范圍內(nèi)的流量。相比之下，標(biāo)準(zhǔn)表法氣體流量標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(xué)研究院】