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氣體旋進旋渦流量計采用微處理技術，具有功能強、流量范圍寬、操作維修簡單，安裝使用方便等優點，主要技術指標達到國外同類產品先進水平。廣泛應用于石油、化工、電力、冶金煤炭等行業各種氣體計量。負壓法音速噴嘴氣體流量標準裝置由于系統能夠提供的流量足夠大、流場穩定，加之現在的音速噴嘴加工精度越來越高，被廣泛應用于計量檢測行業作為標準使用。用負壓法檢定氣體旋進旋渦流量計可以保證計量的準確性。
1、結構組成及工作原理
1.1 結構及作用
氣體旋進旋渦流量計主要構成部分有由傳感器和轉換顯示儀組成，傳感器包括旋渦發生器、檢測元件、整流器和殼體；旋渦發生器由特定螺旋形葉片組成，它固定在殼體收縮段前端，強迫流體產生強烈的旋渦流；檢測元件安裝在靠近擴張管的喉部，用熱敏、壓電、應變、電容或光纖等檢測元件可測出旋渦進動的頻率信號；整流器固定在流量計表體出口，其作用是消除旋渦流，以減小下游流態對儀表測量的影響；殼體設計成一定形狀的流道，使旋渦形成，固定和保護安裝在內部的零部件，并通過法蘭與管道相連接。轉換顯示儀主要壓電傳感器和顯示器組成，由壓電傳感器檢測到的微弱電壓信號經過放大、濾波、整形后，變成頻率與流量成正比的脈沖信號，然后由顯示儀計數顯示；顯示儀配有外輸接口，輸出各種信號，對測量的氣體介質可進行溫度和壓力的補償，轉換為標準狀況下的體積流量顯示。
1.2 工作原理
流量計采用了旋渦進動頻率與流量相關的工作原理。當流體通過由螺旋形葉片組成的旋渦發生器后，流體被迫繞著發生體軸劇烈旋轉，形成旋渦。當流體進入擴散段時，旋渦流受到回流的作用，開始作二次旋轉，形成陀螺式的渦流進動現象。該進動頻率與流量大小成正比，不受流體物理性質和密度的影響。檢測元件測得流體二次旋轉進動頻率為為流量。且能在較寬的流量范圍內獲得良好的線性度。
流量計算式為： K = f / q
式中：
K 為流量儀表系數，l/m；
f 為旋渦頻率，Hz；
q 為體積流量，m 3 /h；
原理圖如圖1所示。
2 測量條件及方法
2.1 測量依據
JJG1121-2015 《旋進旋渦流量計》檢定規程。
2.2 環境條件
大氣溫度為（23.8±1）℃；大氣相對濕度為（39±1）%RH；大氣壓為(93.2±0.5)kPa，檢定用介質溫度（18.9±0.2）℃；電源電壓應為(220±22)V，電源頻率應為(50±2.5)Hz；外界磁場、機械振動小到對流量計的影響可以忽略不計。
2.3 測量標準
0.25級氣體流量標準裝置，流量范圍：（0-15000）m 3 /h，檢定介質為空氣。
2.4 被測對象
依據JJG1121-2015 《旋進旋渦流量計》 檢定規程，取一臺氣體旋進旋渦流量計DN80mm， 準確度等級為1.0級作為被測對象， 流量范圍： （8.0～200.0）m 3 /h。
2.5 測量過程
在規定的環境條件下，按JJG1121-2015 《氣體旋進旋渦流量計》，將氣體旋進旋渦流量計安裝在氣體流量標準裝置上，保證流量計與前后直管段同軸安裝。以空氣為檢定介質，調節流量點至zui大流量的流量點，運行5min，等待介質溫度、壓力和流量穩定后進行正式檢定。依據檢定規程，氣體旋進旋渦流量計檢定流量點分別為：qmin、qt、0.40qmax和qmax，每個檢定流量點檢定3次。均取其平均值作為該檢定流量點的示值誤差。
把流量調到規定的流量值， 運行至流體狀態穩定。 記錄裝置和被檢流量計的初始示值， 同時啟動裝置和被檢流量計進行測量， 按裝置操作要求運行一段時間后， 同時停止裝置和被檢流量計測量，記錄兩者的zui終示值。 分別計算裝置和被檢流量計的累積流量值， zui終計算出氣體旋進旋渦流量計各流量點的示值誤差。
2.6 評定結果的使用
符合上述條件的測量結果，可直接使用本不確定度的評定結果。對于其它氣體旋進旋渦流量計，可根據其口徑和等級，參照本不確定度的評定方法。
3、數學模型
3.1 數學模型
E = E L + E S
式中：
E 為被測旋進旋渦流量計的示值誤差，%；E L 為標準裝置測量被測流量計所得到的示值誤差，%；E S 為標準裝置對測量結果的影響，%。
3.2 靈敏系數
對上式中各參量求偏導，得到靈敏系數如下：
3.3 傳播率公式
根據上述數學模型，建立傳播率公式為：
4、全部輸入量的標準不確定度評定
4.1 輸入量 E L 的標準不確定度 u ( E L )的評定輸入量 E L 的標準不確定度來源主要是被測流量計測量的重復性，可以通過連續測量得到測量列E L1 、 E L2 ?? E Ln 的方法計算得出，采用A類方法進行評定。
取一臺穩定性較好的屬于第1類的氣體旋進旋渦流量計，流量點選擇為 q max ，即200m 3 /h。用標準裝置測量流量計，連續測量15次，得到一組示值誤差的測量列，見表1。
實際測量情況，在重復性條件下連續測量6次，以6次測量算術平均值為測量結果，則可得到：
4.2 輸入量 E S 標準不確定度 u ( E S )的評定輸入量 E S 標準不確定度 u ( E S )主要來源于標準裝置的擴展不確定度，采用B類方法評定。
依據檢定證書，氣體流量標準裝置的擴展不確定度為： U rel =0.25%； k =2，所以其標準不確定度為： u ( E S )=0.25%/2=0.125%。
4.3 標準不確定度匯總表
根據以上標準不確定度分量匯總見表2。
通過以上的分析和論述可知，該氣體旋進旋渦流量計校準結果的湘桂擴展不確定度為0.25%，滿足檢定規程中規定的靈敏度的校準不確定度要求。通過對該流量計的準確測量和合理評定，為該技術領域的
計量檢測工作提供了一定的參考價值，進一步保證了城市燃氣計量的準確性和可靠性，保障了交易雙方的切身利益，提供了有力的技術保障。
