临界流文丘利喷嘴气体流量标准装置作业指导书
临界流文丘利喷嘴法气体流量标准装置的技术探讨
构、 原理 、 设计 制造进行技术探讨和分析 。 关 键词： 临界流文丘利喷嘴 ； 临界压力 比； 滞止容器
中图分类号 ： Ｔ Ｐ ６ 文献标识码 ： Ａ 国家标准学科分类代码 ： ４ １ ０ ． ５ ５
Ｄ Ｏ Ｉ ： １ ０ ． １ ５ ９ ８ ８ ／ ｊ ． ｃ ｎ ｋ ｉ ． １ ０ ０ ４— ６ ９ ４ １ ． ２ ０ １ ５ ． ０ ３ ． ０ ２ ５
Ｌ ｉ Ｊ ｕ ｎ
标准Ｉ 临界 流 文 丘利 喷 嘴 （ 以下 简 称 喷 嘴 ） 是 临界 流 文 丘利 喷 嘴法 气 体 流 量 标 准装 置 （ 以下 简 称 装 置 ） 的核
Ｐ“
２
Ｐ０
， ｃ＋１
心元件 。装置是以喷嘴组作标准表 、 以空气作 为稳定气 源、 采用吸人式负压检定方式来 检测气体流量计。装置 可 以检测 质量 流量 计 、 涡街 流量 计 、 涡 轮 流量 计 、 气 体 容 积 式 流量计 等 。装 置 结构 如 图 １ 所 示
Ａ × ｃ×ｃ ×Ｐｏ
图 １
动力 装 置 一 般 选 择 水 环 式 真 空 泵 ， 配置 冷却塔 、 水
‰ — ｊ 一
式 中： ｇ 一喷嘴在实际条件下的质量流量 ， ｋ ｇ ／ ｓ ； ｃ 一 气 体在 实 际条 件下 的 临界 流 函数 ， 由查 表 计算 得 出 ； Ｃ 为 流 出系数 ， 由试 验 的方法 得 出 ， 喷嘴送 检 由上一 级计 量检 测 部 门给 出 。 滞 止 容器 的形 状 ， 中 间为 长 圆 筒 面 ， 两端 为椭 球 面 ， 水平放 置 。滞 止容 器 不 宜过 大 ， 滞 止容 器 的壁 厚 应 当满 足一定 要 求 ， 否则在 使 用 过 程 中会 产 生 较 大 的 噪 音 和振 动 。一 般 壁厚 为 ８ ｍ ｍ 以上 。根 据实 验证 明 ， 开启 小 喷 嘴 检测 小流 量 时 ， 过大 的滞 止 容 器 会对 流量 稳 定 性 造成 影 响， 尤其是在检涣 ４ 气体腰轮流量计 等具有运动部件的流 量计时 ， 始动或运行过程 中的卡顿现象所引起的流量波 （ 下 转第 ５ ２页 ）
临界流文丘利喷嘴法气体流量标准装置
临界流文丘利喷嘴法气体流量标准装置临界流文丘利喷嘴法气体流量标准装置（Critical Flow Venturi Nozzle Gas Flow Standard Device）一、引言临界流文丘利喷嘴法气体流量标准装置是一种用于测量气体流量的标准装置。
它基于临界流原理和文丘利喷嘴法进行设计和制造，用于提供准确、可靠的气体流量标准。
本文将详细介绍该装置的结构、原理、制造和使用方法等。
二、结构和原理1. 结构临界流文丘利喷嘴法气体流量标准装置由三个主要部分组成：压力源、喷嘴和流量计。
压力源用于提供一定范围内的恒定压力，喷嘴是由一组收缩和扩散截面构成的管道，流量计则用于测量通过喷嘴的气体流量。
2. 原理临界流文丘利喷嘴法基于流体动力学原理，通过控制气体的压力和温度，使气体达到临界流状态，即喷嘴入口部分的流速等于声速。
在临界流状态下，气体的密度变化可忽略不计，从而实现了气体流量的准确测量。
三、制造过程临界流文丘利喷嘴法气体流量标准装置的制造过程主要包括以下几个步骤：1. 装配压力源：选择合适的压力源，如气缸压力表等，按照设定要求进行装配和连接。
2. 制作喷嘴：根据设计要求，制作喷嘴的收缩和扩散截面。
一般采用不锈钢材料，通过机械加工或激光切割等方法进行加工。
3. 制作流量计：选择合适的流量计，如差压传感器、质量流量计等，根据设定要求进行装配和连接。
4. 装配喷嘴和流量计：将制作好的喷嘴和流量计按照设计要求进行装配和连接，确保喷嘴和流量计间的密封性。
5. 调试和校准：进行装置的调试和校准工作，包括确定恒定压力源的压力范围、校准流量计的准确度等。
四、使用方法使用临界流文丘利喷嘴法气体流量标准装置进行气体流量测量时，需要按照以下方法操作：1. 连接气体源：将待测气体源连接至喷嘴的入口处，确保连接牢固，无泄漏。
2. 设定压力：根据测量要求，设定合适的压力源压力，并稳定一段时间，使气体进入恒定流动状态。
3. 测量流量：通过流量计测量喷嘴出口的气体流量，并记录。
临界流文丘里喷嘴检定规程
临界流文丘里喷嘴检定规程一、喷嘴安装1. 根据制造商提供的说明书和安装指南，正确安装喷嘴。
确保喷嘴与管道连接牢固，无泄漏。
2. 检查喷嘴的尺寸和公差，确保与所需流量范围相匹配。
二、准备工作1. 准备好必要的工具和设备，如压力表、温度计、流量计等。
2. 确保测试环境干净、无尘，温度和湿度在规定范围内。
3. 检查喷嘴和管道系统，确保无堵塞、无泄漏。
三、气体准备1. 使用纯净、干燥的气体，避免含有颗粒、水分等杂质。
2. 调整气体压力至规定值，确保稳定供应。
四、喷嘴清洗1. 在开始检定前，使用纯净气体对喷嘴进行清洗，以去除可能的杂质和污染物。
2. 清洗过程中，注意观察并记录任何异常情况。
五、压力测量1. 使用压力表测量喷嘴入口处的气体压力，确保准确测量并记录。
2. 保持压力稳定，以避免对测试结果产生影响。
六、流量测量1. 使用流量计测量通过喷嘴的气体流量，确保准确测量并记录。
2. 在不同压力条件下重复测量，以获得全面的数据。
七、数据记录与分析1. 详细记录每个测试条件下的压力、流量数据。
2. 对数据进行整理和分析，绘制相关图表。
3. 根据标准或行业规范，评估喷嘴的性能指标。
八、误差评估1. 分析测量误差来源，如设备精度、环境因素等。
2. 根据误差评估结果，确定测试结果的置信度。
3. 如有必要，进行重复测试以验证结果。
九、报告编写1. 根据测试数据和分析结果编写报告。
报告应包括测试条件、数据记录、结果分析和结论等内容。
2. 报告应清晰、准确、完整地描述检定过程和结果。
3. 将报告提交给相关人员或机构进行审查和批准。
十、安全注意事项1. 在测试过程中，确保操作人员熟悉设备和工作流程，遵守安全操作规程。
2. 在使用和存储气体时，应注意通风良好，防止泄漏和爆炸等危险情况。
3. 如遇任何异常情况或危险隐患，应立即停止测试，并采取适当的安全措施。
临界流文丘里喷嘴气体流量标准装置的研制
临界流文丘里喷嘴气体流量标准装置的研制我国经济发展突飞猛进,引起的能源危机问题越来越严重。
天然气作为一种清洁能源,深受人们的喜爱。
我国大型西气东输工程长输管线上,大量使用各种气体流量计,主要用于天然气的安全输送和贸易结算,这就要求必须保证其仪表质量和使用时的准确度。
我国的计量法中,国家强制检定的计量器具范围包含气体流量计。
所以气体流量计在出厂及使用前,必须在气体流量标准装置上对流量计铭牌上标称的计量性能进行检定或校准工作。
气体流量计检定需求日益增长,为了提高检定效率和精度,本论文介绍气体流量标准装置的背景、工作原理、国内外现状及优缺点分析的基础上,设计了一种临界流文丘里喷嘴气体流量标准装置。
该装置主要包括真空气源部分、标准部分、试验管道部分和上位机系统、下位机系统和数据采集与处理、过程控制和检定软件系统。
装置使用上位机PC和PLC两级计算机,以PLC控制单元为核心,进行湿度、时间、压力、温度、频率、电流等参数的数据采集及处理,并实现检定管道的切换、泵、阀门组等各种开关切换动作控制,并与PC之间通过RS485进行信息通讯。
软件系统主要是上位机软件模块的设置,包括初始化模块、参数设置模块、设备测试模块、流量检定模块、检定报告模块和历史数据查询六个模块。
上位机与显示器、鼠标、键盘、打印机等连接起来,操作人员可以通过对检定软件系统进行操作,达到对装置的硬件及软件系统的控制,并输出、打印和查询相应的检定数据。
该装置可以实现14种不同口径的气体流量计的自动检定或者校准工作,并给出仪表系数或者示值误差及重复性。
陕西省计量科学研究院也是西北计量测试中心,同时承担陕西省内和西北五省的计量检测工作。
随着气体流量计的计量业务量逐年增加,陕西计量院为满足计量检定需要,建立一套负压法临界流文丘里喷嘴法气体流量标准装置,这种装置以大气作为源头,好处是气源稳定,系统比较简单,所需投资和运行费用都比较少。
本论文对装置的重复性实验和稳定性考核,选取气体涡街流量计和气体涡轮流量计进行测量结果的不确定度分析。
临界流文丘里喷嘴气体流量标准装置的改造与优化
大庆油田油气水计量检定站作为大庆油田企业流量最高计量机构，在用的临界流文丘里喷嘴气体流量标准装置，投产于2012年，受限于当时的技术条件，检定效率渐显疲软，已无法满足现今的检定工作。
油气水计量检定站通过与中国测试技术院合作，分析影响装置检定效率的因素，并对装置进行优化改造。
装置通过一年的运行，真正实现了节能降耗和提质增效的目的。
临界流文丘里喷嘴气体流量标准装置的改造与优化向丽萍陈淼黄奕欣陈迪平（中国测试技术研究院流量研究所）摘要：因大庆油田油气水计量检定站临界流文丘里喷嘴气体流量标准装置整体检定效率低下，经过研究与分析，提出该装置整体技术水平受技术条件局限和年限制约，存在影响检定的六类问题。
针对相应问题，通过采取气环泵和水环泵配合使用、改变变频器使用方式、填装自检漏系统、增加待检仪器吹扫设备、加装自动连接装置、加装高清摄像头、改进上游实验管段、增加水循环系统等九个方法对临界流文丘里喷嘴气体流量标准装置进行改造和优化。
改造后，装置整体检定效率提高57%，同时，经过改造，还达到年节电约10×104kWh 的效果，年节省电费15万元以上。
关键词：气体流量标准装置；变频器；自检漏系统DOI :10.3969/j.issn.2095-1493.2023.03.010Transformation and optimization of gas flow standard device for critical flow venturi nozzleXIANG Liping，CHEN Miao，HUANG Yixin，CHEN DipingFlow Research Institute of National Institute of Measurement and Testing TechnologyAbstract：Due to the low overall calibration efficiency of gas flow standard device for critical flow venturi nozzle at the oil and gas water metrology calibration station of Daqing oilfield，the overall tech-nical level of the device，through the research and analysis，is proposed to be limited by technical con-ditions and annual restrictions with the six types of problems that affect calibration．In view of the cor-responding problems，the gas flow standard device of critical flow venturi nozzle was transformed and optimized by adopting nine methods that are composed of using a gas ring pump in conjunction with a water ring pump，changing the way to use frequency converter，filling in self-testing leak system，adding the instrument purging equipment to be tested，retrofitting the automatic connection devices，adding the HD camera，improving the upstream experimental pipe section and adding the water circu-lation system．After the modification，the overall calibration efficiency of the device has increased by 57%．At the same time，through the transformation，the annual electricity saving is about 10×104kWh and the annual electricity cost is saved over 150000yuan ．Keywords：gas flow standard device；frequency converter；self-testing leak system第一作者简介：向丽萍，高级工程师，2007年硕士毕业于西南交通大学（电气工程学院），从事流量计量技术研究，136****7260，***************，四川省成都市成华区玉双路10号，610021。
临界流文丘利喷嘴法气体流量标准装置 操作规程
临界流文丘利喷嘴法气体流量标准装置操作规程
1、检查管路，根据被检表口径选择检定管线，并使用夹表器将被检表夹好，确认密封性。
最好在被检表两端使用螺栓以确保安全。
观察检定室温、湿度及大气压力表，看检定温度、湿度、大气压力是否达到检定规程要求，应进行调控使其符合要求。
2、点击桌面图标进入检定系统，根据被检表信息填写或选择检定设置画面与信息设置画面里的内容。
3、点击与被检表对应管线上的夹表器，给被检表供电。
根据需要选择开启或关闭两个滞止容器中的阀门（如使用DN40，DN50管线或者使用13#14#15#16#喷嘴的时候）。
4、点击主画面上开始按钮，在本次检定流量处输入需要检定的流量值，下面会自动显示需要开启的喷嘴号,点击自动选择，系统会自动开启上面显示的喷嘴阀门，点击手动选择，用户自己手动开启上面显示的喷嘴阀门。
5、点击主画面上真空泵图标，在变频控制画面根据被检表本次检定流量选择真空泵，先打开选择真空泵前的阀门，再打开循环水泵，再点击变频开按钮，再点击变频启动按钮，通过滑竿和按钮控制变频器输出，使主画面滞止容器处背压比达到0.85以下，以达到实验条件。
6、当主画面滞止容器处背压比达到0.85以下时，并且流量稳定时在开始检定画面点击单次检定或连续检定，单次检定为检定一次当前流量点数据，连续检定为检定当前流量点全部次数。
7、每次检定结束后点击记录按钮将数据记录到表格中。
检定过程中可以点击检定数据按钮查看本次检定的所有数据。
8、完成当前流量点检定后将变频输出调至0Hz，关闭真空泵前阀门，关闭水泵，重复前面操作以更换流量点。
9、完成该被检表的检定后，点击检定数据保存及打印该表的检定数据表。
浅谈临界流文丘利喷嘴在气体流量计量中的实际应用
浅谈临界流文丘利喷嘴在气体流量计量中的实际应用临界流文丘利喷嘴（以下简称喷嘴）在国内的研究始于上世纪70年代，ISO于1983年公布了喷嘴的标准草案。
经过多年的研究与发展，喷嘴以其结构简单、性能稳定、体积小、没有可动部件、气源既可用高压也可用负压方式、作为流量计量标准既可离线也可在线使用，以及准确度高等特点而受到国内流量行业的广泛注意。
尤其是1990年ISO 9300的公布和JJG 620-1994的施行，使其发展更为迅速。
近年来喷嘴不仅作为试验室的气体流量标准，而且在天然气流量计量中作为在线标准进行现场校准也发挥了积极作用。
一、临界流文丘利喷嘴的基本原理1.原理临界流文丘利喷嘴是个孔径逐渐减小的流道，孔径最小的部分称为喉部，在喉部的后面有孔径逐渐扩大的流道。
喷嘴可随着其下游扩大管长度的不同可得到不同的临界压力比，最大可以达到0.9。
当气流通过喉部时气流速度可达到音速，此时马赫数等于1，流量只与上游压力有关（与下游压力无关），流出系数只与雷诺数有关。
所以适合于作为气体流量计量标准使用。
2.数学模型在理想条件下，理论上可以导出喷嘴的质量流量q为q=AC（1）式中：A———喷嘴喉部的内截面积；R———气体常数；C———理想条件下的临界流函数。
C=（）（2）式中：P———喷嘴前的气体滞止压力；T———喷嘴前的气体滞止温度；r———比热比。
在实际条件下喷嘴的质量流量q为q=ACC（3）式中：C———实际气体的临界流函数，它是假定气体为一维等熵流动的条件下，利用真实气体的热力学性质表计算出来；C———流出系数，它是对"一维、等熵流动'这种假设条件的修正，实验表明C只是雷诺数Red的函数。
基于临界流文丘里喷嘴气体流
基于临界流文丘里喷嘴气体流发布时间：2021-07-01T16:50:08.277Z 来源：《科学与技术》2021年第29卷3月7期作者：邓大云[导读] 临界流文丘里喷嘴气体流量检定装置，具有准确度等级高、稳定性好、纯机械加工件没有可动部件环保节能等特点邓大云北京思量测控设备有限公司 101113摘要：临界流文丘里喷嘴气体流量检定装置，具有准确度等级高、稳定性好、纯机械加工件没有可动部件环保节能等特点，在气体流量计量检定和校准中得到了广泛的应用。
临界流文丘里喷嘴结构简单、坚固耐用，纯机械部件，维护检定周期为5年。
对于批次生产、同一型号、口径的气体流量计，装置可以将系统保存的系数直接导入未检定的仪表中。
将检定好的气体流量计数据如仪表系数、分段修正每点的平均频率/平均系数自动下载至检定好的气体流量计，可以提高检定效率和操作准确度及稳定性。
装置采用高真空阀，其具有动作响应速度快、具备超长使用寿命和超低的泄漏率等优点。
引言：目前气体流量计被广泛应用于能源领域，在气体计量、贸易结算及过程控制中发挥了重要的作用。
为保证气体流量仪表的可靠性和准确度，《中华人民共和国计量法》将气体流量计、蒸汽流量计均列入强制检定范围。
在气体流量计检定和校准领域，音速喷嘴法气体流量标准装置以其结构简单、性能稳定和维护简单等特点得到了广泛的应用。
随着计算机、自动化技术的发展并与音速喷嘴气体流量技术相结合，高度自动化的音速喷嘴法气体流量标准装置已成为主要标准装置。
1.功能描述临界流文丘里喷嘴气体流量检定装置设置多个不同管径的检定台位，分别为DN100、DN80、DN65、DN50、DN40、DN32、DN25、DN20和DN15。
硬件系统可以接收送检表的脉冲信号（10kHz以下）、电流信号（4～20mA）和串口信号（RS485）。
装置可以满足气体涡轮流量计、旋进漩涡流量计、气体腰轮流量计、气体涡街流量计和热式气体质量流量计的计量要求。
临界流节流装置的应用 节流装置是如何工作的
临界流节流装置的应用节流装置是如何工作的临界流节流装置的应用标准节流装置应用于可压缩流（气体）时规定下游压力与上游压力之比（即压力比）不小于0.75，这时管道内流体流速为亚声速。
当下游压力连续降低，在有廓形的节流件流动通道上会产生临界流象，这季节流件喉部的流速将达到声速.流动显现壅塞现象.尽管下游压力连续降低.通过节流件的质量流量将保持恒定.只有当上游压力加添时，质量流量才再上升。
在实际应用中，临界流文丘里喷嘴（音速文丘里喷嘴）或音速文丘里在气体流量测量中，应用还是比较广泛的。
如天然气工业中作为气体流量传递标准获得广泛的应用，紧要特点如下：①仪表工作的理论基础较清楚，可以用一个半经脸公式表示.在气体原始标准上校准得到的流出系数可推广到不同操作条件而不失去计量精度。
②仪表具有高的重复性精密度）.③仪表的流量特性—质量流量与人口滞止压力为线性关系.与亚声速的差压式流量计相比，范围度宽得多，没有流体脉动引人的差压平均值的误差。
特别是它不是在流速（幅值与方向》猛烈变化处测量信号（其信号为静压而不是差压），信号的检测精度大为提高④仪表的侧量信号仅取决于节流件上游侧的流体参数，不受下游侧流体参数的影响。
⑤仪表无可动部件，坚固耐用.结构简单.便于复制与检验.属半永久性的。
作为流量传递标准，这点很紧要。
⑥仪表的测量范围（压力、温度和流量）几乎不受限制。
⑦用它作为流量传递标准建立的气体流量标准装里.在同样的流量测量范围及精度等级时，无论装置的体积和价格等都要小得多，低廉得多，经济应用。
⑧实行内部流场侧试法（即测量喷嘴节流装置的流体运动要素，用气体动力学方法确定流量值）可以解决高压气体大流量的实流校准难题。
随着ISO 9300的颁布使临界流流量计的进展达到了一个新阶段。
但亦应看到，音速文丘里喷嘴的标准化成熟程度尚不及亚音速节流式差压流量计.虽可以干校使用，但精度稍低些（0.5%）。
公司会在以后的进展历程中更加研制开发更加适用的产品来适应我们现场的工艺。
临界流文丘利喷嘴法气体流量标准装置技术报告
U=0.05mA，k=2
温度变送器
JM608I
（-10-50）℃
U=0.05mA，k=2
流量检测范围：
1.差压流量计：DN15-DN300；1.5级；分辨率：0.0005m3/h
2.速度流量计：DN15-DN300；1. 5级；分辨率：0.0005m3/h
3.气体容积流量计：DN15-DN300；1. 5级；分辨率：0.0005m3/h
选一台涡街流量计，型号LUGB-2105,编号为：18011201，测量范围：0～500m³/h。在规定条件下，在 流量100m³/h处重复测量6次，仪表系数如下：
在流量100m³/h处仪表系数相对误差的标准偏差：
＜
符合要求。
（一）误差分析：涡街流量计、差压流量计为1.0%， 根据均分布考虑，
（1）标准流量计的误差 0.5%，根据均分布考虑，
U=0.4℃，k=2；U=2.0%RH，k=2
温湿度变送器
DB420F1TL-10-N-200
（0-100）%RH
U=0.4℃，k=2；U=2.0%RH，k=2
压力变送器
EJA510A
（-90-90）kPa
Urel=0.10%，k=2
压力变送器
EJA510A
（-90-90）kPa
Urel=0.10%，k=2
C—音速流喷嘴的流出系数；
C*—实际气体的临界流函数；
P0—喷嘴前气体的绝对滞止压力；
T0—喷嘴前气体的绝对滞止温度；
RM—气体常数。
计量标准器
名称
型号
测量范围
不确定度
制造厂及出厂编号
检定或
校准机构
检定周期或复效间隔
文丘里除尘器实验指导书
工况 2-3
效率
风速 粉尘出口浓度
风压
效率
六、 实验结果讨论
1、根据实验结果，分析影响文丘里除尘器效率的主要因素。 2、你认为实验中还存在什么问题？应如何改进？
1、处理气体量的测定和计算 采用动压法测定处理气体量。测得除尘器进、出口管道中气体动压后，气 速可按下式计算：
v1 = 2Pv1 ρg
v2 = 2Pv2 ρg 式中，v1、v1 分别为除尘器进、出口管道气速，m/s；Pv1、Pv1 分别为除尘器进、 出口管道断面平均动压，Pa；ρg 为气体密度，kg/m3。
在除尘器进、出口管段上设有测压环及采样口，各采样口所测量的数据可直 接接入系统自带的数据采集系统进行在线采集打印也可采用外加仪器进行测量， 如进、出口测压环处的静压值可外加 U 型管或倾斜微压计进行测量。除尘器进、 出口管段上的采样口可接比托管和微压计在此处测定管道流速，以得到进、出口 气体流量。
1. 入口管段测压环；2. 自动粉尘加料装置；3. 入口管段采样口；4. 除尘器入口测压环； 5. 旋转升降杠； 6. 文丘里洗涤器；7. 流量计；8. 储液槽；9. 脱水筒；
10、长时间进行实验时需开启调节洗涤液循环槽的进水阀和底部放空阀保持 一定程度的溢流以防止灰尘在洗涤液循环槽累积；
11、实验完毕后依次关闭发尘装置、主风机，最后关闭循环泵； 12、放空洗涤液循环槽，再用清水和循环泵对系统进行清洗；
13、关闭控制箱主电源； 14、检查设备状况，没有问题后离开。
五、 实验数据记录
η = (1− C2Q2 ) ×100% C1Q1
实验中，粉尘浓度是采用光学原理，通过专门的粉尘传感器来测定的。
三、 实验装置及仪表
实验装置如图 1 所示，其主要由自动粉尘加料装置、可调文丘里管洗涤式 除尘器、洗涤液循环槽系统、有机玻璃离心脱水筒、引风机及数据采集系统组 成。自动粉尘加料装置中采用调速电机，可用于配置不同浓度的含灰气体。可 调文丘里管洗涤式除尘器为有机玻璃壳体除尘器，其主要技术参数：系统风量 150~200m3/h；除尘效率：90~99%；压力降：<3000Pa。洗涤液循环系统由储液 槽、排液系统（进水（D15）口及阀、溢流口、放空口、管道和阀门组成）、不 锈钢水泵、漩涡流量计等组成。该系统用来储存、循环洗涤液。有机玻璃离心 脱水筒配有除沫器，可用于来自文丘里吸收器的气液分离。系统末端的引风机 可为系统运行提供动力。
临界流文丘利喷嘴法气体流量标准装置技术报告
九、检定或校准结果的验证12
十、结论12
十一、附加说明12
为了更快、更好的服务企业，为了使流量计的准确度及有效期得到保证，使流量计在规定条件下使用，保证仪器设备及财产不受损失，特建立临界流喷嘴气体流量标准装置。
根据气体动力学原理，当气体通过音速喷嘴时，喷嘴上、下游气流压力比达到某
0.2级
临界流文丘里喷嘴
BYN-BJ2S16-1024m³
40.850mm
0.2级
临界流文丘里喷嘴
BYN-BJ2S16-1024m³
40.850mm
0.2级
临界流文丘里喷嘴
BYN-BJ2S16-1024m³
40.850mm
0.2级
主要配套设备
温湿度变送器
DB420F1TL-10-N-200
（0-100）%RH
（2）被检流量计的误差 1.0%，根据均分布考虑，
（3）差压仪表的误差 0.075%，根据均分布考虑，
（4）压力仪表的误差 0.075%，根据均分布考虑，
（5）测温仪表的误差 0.2%， 根据均分布考虑，
（二）总不确定度
涡街流量计
差压流量计
选定一台涡街流量计，型号：LUGB-2110 ,编号：18011203，准确度：1.0级，经国家蒸汽流量计量站检定，与本装置检定结果比对如下；
U=0.4℃，k=2；U=2.0%RH，k=2
温湿度变送器
DB420F1TL-10-N-200
（0-100）%RH
U=0.4℃，k=2；U=2.0%RH，k=2
压力变送器
EJA510A
（-90-90）kPa
Urel=0.10%，k=2
压力变送器
文丘里音速喷嘴标定装置介绍
音速喷嘴气体流量标定系统介绍一、音速喷嘴标定装概述音速喷嘴气体标定装置，它选用符合国家标准ISO9300《临界流文丘里喷嘴测量气体流量》的临界流文丘喷嘴作为标准流量计，采用标准表法进行流量检定或测试。
依据国家速度式，积式流量计检定规程，该装置可对涡轮流量计、涡街流量计、叶轮流量计、旋进旋涡流量计等速度式流量和腰轮流量计、工业膜式表等容积式流量计的气体流量计进行出厂检验和周期检定。
在满足对不同类型流量计进行检定的前提下，该装置突出了不正确度低、范围度宽、自动化程度高、被检仪表种类多、结构新颖等特点。
可应用于石油、化工、城市天然气行业中的气体流量计的检定和测试，尤其适用于被检流量计种类繁多、检定工作面广、流量计检定量大的计量检定单位、天然气公司和大型工矿企业等。
二、气体标定装置特点1, 装结构紧凑，重复性和可靠性好。
流体为大气无污染，安全可靠，流量温度稳定，不会影响标定精度。
2、喷嘴结构简单、坚固耐用、易于复制和检验、其流出系数的不确定度≦0.2%3、采用真空泵组专利技术，大大的节约运行成本.4、装置在工作时，根据流量大小可以自由组合多个喷嘴，因此测量范围宽。
1m³/h,上限在装置最大流量为3600m³/h。
5、采用精度较高的温度变送器和差压变送器，据采用多次平均法，进下一步保证所采集数据的准确性。
6、在流量检定过程中，采用先进的脉冲插值技术进行脉冲计数，充分保证所测流量脉冲的准备性。
7、自由选择流量计检定的检定时间、检定体积、流量点数等，极大方便用户操作。
8.软件界面人性友好,操作简单。
设有操作密码权限，用户根据实际情况可以自己配置数据库中的内容工作原理：本装置是根据需要标定的最大及最小流量范围由多个文丘里喷嘴组成标准流量装置。
当实验气体经被检表进入容器后音速喷嘴的出口压力之比为一定值时，喷嘴喉部的雷诺一定，则气流通过喷嘴候补的流速恒定，此时即为临界流状态。
根据连续性原理，此时通过被检表的气体质量流量，一定等于通过喷嘴处气体的流量。
临界流音速喷嘴气体流量标准装置
临界流音速喷嘴气体流量标准装置一、概念解释临界流音速喷嘴气体流量标准装置，是一种用于测量气体流量的装置。
在工业生产和科学研究领域，对气体流量的精准测量是至关重要的。
临界流音速喷嘴气体流量标准装置利用了临界流音速原理，通过气体的流速、温度和压力等参数，来确定气体流量的准确数值。
它能够在各种工况下，提供高精度和稳定的气体流量测量，是一种非常可靠的气体流量标准装置。
二、工作原理临界流音速喷嘴气体流量标准装置的工作原理基于临界流的特性。
在气体流动过程中，当气体流速达到临界流音速时，气体的流量与压力、温度等参数呈现一定的函数关系。
临界流音速喷嘴气体流量标准装置利用这一特性，采用严格的流动控制和测量技术，通过实时监测和计算气体流速、压力和温度等参数，来准确地测量气体流量。
三、结构和组成临界流音速喷嘴气体流量标准装置主要由喷嘴、流量计、温度传感器、压力传感器等部件组成。
喷嘴是整个装置的核心部件，通过喷嘴的设计和流道的优化，能够实现气体临界流的稳定产生。
流量计是用于测量气体流速的装置，通过与其他传感器的配合，可以实现对气体流量的高精度测量。
温度传感器和压力传感器则用于实时监测气体的温度和压力变化，是保证气体流量测量精度的重要环节。
四、应用领域临界流音速喷嘴气体流量标准装置广泛应用于各种行业和领域。
在工业生产中，它常用于气体流量计量和流量标定，能够确保生产过程中气体流量的稳定和精准。
在科学研究中，它常用于气体动力学研究和实验室气体流量测量，能够为科研人员提供可靠的实验数据。
五、个人观点临界流音速喷嘴气体流量标准装置作为一种高精度的气体流量测量装置，对于确保工业生产和科学研究中气体流量的精准测量起着至关重要的作用。
它的出现和广泛应用，为气体流量测量提供了一种高效、可靠的解决方案，有助于推动相关领域的发展和进步。
六、总结临界流音速喷嘴气体流量标准装置是一种基于临界流音速原理的气体流量测量装置，通过对气体流速、温度和压力等参数的精准测量，实现了对气体流量的高精度测量。
临界流文丘里喷嘴法气体流量标准装置校准规范
1.0E+04
QM8 QM9 QM10 Ideal CBPR
2.0E+04 3.0E+04 4.0E+04 Red
5.0E+04
ISO类型喷嘴的CBPR结果
0.40 0.35 0.30 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05 0.00
0.0E+00
1.0E+04
C1-B C2-B A1-B A3-B B1-B B3-B
《临界流文丘里喷嘴法气体流 量标准装置校准规范》
委员会发展历程
成立：1998年，全国流量容量计量技术委员会； 北京院承担秘书处工作
2016年发文，分为全国流量计量技术委员会和全 国容量计量技术委员会；分别为国家计量院和北 京市计量院承担秘书处工作
新一届委员会组建
委员来自计量技术机构、高校、生产和应用行业，各 部分人员比例合理
比对
保证量值统一； 形成整体提升方案的建议
委员会年会
• 1-2月，开展制定/修订项目征集，提供初稿 • 3-4月，委员会开会，申报项目答辩，规程评审
制定过程
2008年 立项
2009年 审定
2010年 发布
规范结构
大纲
音速喷嘴
• 临界背压比 • 流出系数
装置测试
• 软件核算 • 泄漏量 • 临界背压比 • 音速喷嘴间 一致性验证 • 重复性 • 稳定性
0.9720
d=5.363mm
0.9680
1.E+04 1.E+05 1.E+06 1.E+07
Re [/]
Cd [/]
Cd [/]
0.9960
0.9920
0.9880
临界流文丘里喷嘴气体流量标准装置
临界流文丘里喷嘴气体流量标准装置时间:2009-09-28 14:25来源:国家石油天然气大流量作者:周雷邱惠郭洁点击: 103次临界流文丘里喷嘴气体流量标准装置周雷邱惠郭洁琼（国家石油天然气大流量计量站南京分站，南京210058）摘要：本文介绍了国家石油天然气大流量计量站南京分站内临界流文丘里喷嘴气体流量标准装置的结构组成、技术指标及流量量值溯源方法，对装置不确定度进行了分析。
该装置选用符合国际标准的临界流文丘里喷嘴作为标准器，采用比较法原理开展标准流量计的检定和校准工作，实现气体流量量值传递，对完善国家高压天然气流量量值溯源体系具有重要意义。
关键词：临界流文丘里喷嘴标准装置不确定度验证比对量值溯源1 概述1.1标准装置总体描述为了解决高压、大口径天然气流量计的实流检定问题，提高天然气流量计量的准确度，维护贸易双方的利益，在征得国家计量行政主管部门的同意后，中国石油依托西气东输管道工程，建立了国家石油天然气大流量计量站南京分站（以下简称南京分站）。
临界流文丘里喷嘴气体流量标准装置（以下简称次级标准）作为南京分站的传递标准，对实现南京分站内的流量量值溯源体系的建设有着承上启下的作用。
该装置由12只并联安装的临界流喷嘴组件、前后汇管、数据采集处理控制系统及计算控制软件等组成。
每个临界流喷嘴组件由前后直管段、管束整流器、临界流文丘里喷嘴、压力变送器和温度变送器构成，其中安装在喷嘴上游的温度变送器、压力变送器用于测量状态转换所需的压力、温度值，安装在喷嘴下游的压力变送器用于控制临界流状态是否在喷嘴喉部发生，每个喷嘴组件的前后安装有强制密封球阀和液压膨胀短接。
所有组件管段与进出口汇管连接，形成橇装的临界流文丘里喷嘴气体流量标准装置。
喷嘴组件结构图如图1所示。
总线结构，可以实现现场和遥控两种方式完成球阀的开关，并确保各并行管路的密封性。
2.3 控制系统控制系统通过以太网和处理计算机完成通讯连接，经过数字I/O卡与电动执行器的连接，通过PLC实现对各阀门的控制和数据测量。
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1 概述
1.1 主要计量标准器的工作原理、技术参数 该标准的工作原理是：根据气体动力学原理，当气体通过音速喷嘴时，喷嘴上、下游气流压力比达到某一特定数值的条件下，在喷嘴喉部形成临界流状态，气流达到最大速度（音速）。
流过喷嘴的气体质量流量也达到最大值m q 。
此时m q 只与喷嘴入口处的滞止压力和温度有关，而不受其下游状态变化的影响。
本装置由主机部分、被检流量计检定台位、动力系统、计算机测控系统、辅助系统等部分构成主要计量标准器技术参数。
音速喷嘴式气体流量标准装置：测量范围（1~4000）3/m h ；准确度等级为±0.33%。
2 环境要求
见JJG633-2005《气体容积式流量计》
4.2.1检定温度：-10℃ ~40℃
4.2.2大气压力：（86~106）kPa
4.2.3相对湿度：≤93
2.1 流量计最大允许误差
3 重复性
流量计的重复性应不超过最大允许误差的1/3
3.1
流量计应在1.1倍的公称压力下不漏气
4 通用技术要求
4.1外观
4.2检定标记
流量计应具有可靠的检定保护标记或检定封印。
4.3流向标记
对于指示装置只有一个流动方向有确定读数的流量计应有箭头表示此方向。
4.4表盘标记
制造许可证、制造厂、编号、生产日期、最大流量、最小流量、型号规格、最大工压力、温度范围等等要清晰。
5（流量计）检定/校准步骤
在以下测量过程中观察各计量标准器及相关配套设备的工作状况，确认良好后才能开展检定/校准项目，如有异常情况发生立即停止相关工作，做好记录，并报有关负责人处理。
1、外观检定
2、密封性试验
2、示值误差检定
3、重复性检定
5.1具体操作步骤：
1.合上电柜电闸，打开主机箱和移动机箱电源。
2.打开电脑，双击打开“美捷测试_音速喷嘴”软件，点击“检测”，观察当前温度，
压力等显示是否正常，一切正常后开始下一步工作。
3.首先对所检定的流量计进行外观检查，看流量计是否有破损，流量计显示仪表通电
是否正常，合格后，对铭牌信息进行登记，如：型号、编号、生产厂家、口径、流量范围等，登记完毕后根据不同的流量计确定检定方式，如三线制、摄像头等。
4.将被检流量计安装在对应口径的管路上，完成夹表，并正确进行接线。
（如：三线
制红色线接24V、黑色线接负、绿色线接脉冲。
摄像头检定：摄像头最后一位对准字轮最后一位数字）被检表的温度和压力需选择对应管路处的温度传感器和取压口进行连接，注意气体流动方向不能接错。
一切就绪后进行下一步。
5.在电脑流量计软件的“检测”界面下进行参数设置，设置完成后提交参数。
6.选择所需检定的流量点，点击单步进行检测或选择连续进行检测。
7.选择单步进行检测时需注意手工切换流量点。
8.检定完成后，点击“停止”关泵，保存数据，并打印检定记录，检定合格出具检定
证书，不合格出具检定结果通知书。
关闭移动机箱电源后再进行卸表工作。
9.完成当天工作任务后，关闭电柜电闸。
6（流量计）检定/校准结果的处理
按规程规定和要求检定合格的流量计出具检定证书，必要时设置新的流量计系数；检定不合格的出具检定结果通知书，并指出不合格项目。
使用期限及检定周期参照规程7. 2.6款。
7 维护的要求
各设备使用后都必须妥加保养，用毕宜用软布拭去污物，存放于干燥及温度适宜的房间内。
各仪器及设备都必须定期进行维护保养，至少一月一次。
计量标准器及主要配套设备必须进行定期检定/校准。
期间核查按本室期间核查计划、方法程序进行。
起草：
审核：
批准：
执行日期：。