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在相异于校准条件的情况下超声流量计的操作
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• 介质从天然气变至氮气。氮气中在 2.8MPa , 21 ℃校准。注意为了使用相同的音速喷嘴,两种声速比中流率值降低,大约为 0.84 ;

• 温度变化至 32 ℃。温度的变化增大了氮气中的声速。这使得它跟在天然气中的声速很接近。

在每个流量点收集了上面 5 块表的下列数据:

• 超声流量计的 Chord 声速和平均声速;

• 气体平均流率;

• 校验流率;

• 校验声速(由西南研究院计算);

• 西南研究院的温度和压力。

图 1 西南研究院的高压校准回路


4.2 数据分析

进行了天然气测试结果和氮气测试结果的曲线对比。对下列项目进行天—天,温度—温度校准数据分析:

• 流量校准数据(流量计对音速喷嘴);

• 流量校准数据(超声流量计对涡轮流量计);

• Chord 声速数据(基于 AGA-8 号报告和气体组成分析的 Chord 声速对计算出的声速)。

西南研究院提出在 95% 置信水平下校准流量计总不确定度约为 0.25% 。比对两个校准结果就会给出 0.35% 的总不确定度。然而,在这种情况下,进行比对的两个校准之间的唯一差别是测试流体。音速喷嘴、涡轮流量计、管线布置、数据采集和超声流量计都是相同的。通过比较同一流量计不同的校准之间的差异,对体系的大部分偏见可以消除。氮气和天然气状态方程中的不确定度经计算均为 0.1% 。在不同的日子,不同的环境条件下,系统运行的随意不确定度经计算为 0.14% 。对相同的流量计,相同的音速喷嘴,在相同的管线布置下,用天然气和氮气校准可以达到期望的总不确定度。

4.3 结果

5 台流量计( 2 台涡轮流量计和 3 台超声流量计)中的每一台都校准了 8 次。

• 2 天内在 2 个温度点 21 ℃和 10 ℃用天然气校准 4 次;

• 2 天内在 2 个温度点 21 ℃和 32 ℃用氮气校准 4 次。

最初的天然气在 21 ℃的校准用来作为每一台流量计的参考。另一序号的多项式添加到数据分析中产生校准系数,这些系数在后面的校准中使用。校准曲线的符号如下:

• NG 10.14=2001 年 8 月 14 日用天然气在 10 ℃测试;

• N2 21.17=2001 年 8 月 17 日用氮气在 21 ℃测试。

图 2 显示了在回路测试部分 200mm 超声流量计 8 次校准的结果。下列的观测资料可以从校准运行的曲线上得到。

• 两种气体中天 - 天校准数据再现性非常好,平均大约 0.1% ;

• 10 ℃和 21 ℃两个校准之间的差别,甚至比两种气体中天 - 天校准数据变化更小,平均小于 0.1% ;
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