气体涡轮流量计具有测量准确度高、复现性 和稳定性好、量程范围宽、抗干扰能力强、使用寿命长等特点，广泛应用于天然气计量等领域， 随着天然气计量技术的发展和对天然气贸易交接计量要求的提高，对流量计的准确计量显得至关重要。江苏省质量技术监督气体流量计量检测中 心作为主导实验室负责此次计量比对工作，力争 全面了解省内法定计量技术机构检定气体涡轮流量计的实际情况，客观考核实验室的综合能力状况，及时识别实验室间的差异，发现检定中遇到 的问题并制定相应的改进方法。 

 

1 比对传递标准

 

据 JJF 1117—2010 《计量比对》的要求，主导实验室负责确定稳定性好、可靠性高的传递标准， 在前期进行了大量稳定性实验 ( 数据见表 1) 基础 上，选择 2 只 ( 1 用 1 备) DN150 mm 气体涡轮流量计作为传递标准，流量范围 80 ～ 1 600 m3 /h，准确度等级为 1. 0 级，供电电压为直流 24 V，采样方式从基表处采取脉冲。

2 比对方案 

比对路线采取类似花瓣式的路线安排，如图 1所示，将参比实验室分为 4 个小循环，主导实验室在非常好循环的开始前和每一循环结束后对传递标准进行了 5 次试验，以验证其稳定性。每个参 比实验室接收传递标准后，将其静置于实验室至 少 12 h 后方可进行实验。试验时间为 6 h，具体时 间为比对当天 9∶00 ～ 15∶00。

2. 1 实验条件

气体流量标准装置的相对扩展不确定度 Urel≤ 0. 33% ( k = 2) ; 参比条件: 环境温度: 5 ～ 45 ℃ ; 相对湿度: ( 15 ～ 95) % ; 大气压力: 70 ～ 106 kPa。 外界磁场、机械振动和噪声应小到对传递标准的影响可忽略不计。 

 

2. 2 比对实验

比对前，流量计应在 0. 7qmax ～ qmax流量范围内 运行 5 min，待流体温度、压力和流量稳定后方可进行实验。对 qmax =1 600 m3 /h、0. 7qmax =1 120 m3 / h、0. 4qmax = 640 m3 /h、qt = 320 m3 /h、qmin = 80 m3 /h 流量点进行实验。其中 0. 4qmax = 640 m3 /h、 0. 7qmax = 1 120 m3 /h 为比对流量点，每点检测 6 次，取 6 次平均值作为比对值，并对其仪表系数 K的测量结果进行不确定度评定，用相对扩展不确 定度进行表示 ( k = 2) ，各参比实验室根据比对表 在本实验室的实验情况以及自身装置情况给出比对流量点测量结果的不确定度评定报告; 其余流 量点每点检测 3 次。传递标准经表体取压孔取压， 温度测量点设置在表后。在每个流量点的每一次 测试过程中，检测气体介质温度变化应不超过 ± 0. 5 ℃ ; 每次实际检定流量与设定流量偏离应不超 过 ± 5% 。采样方式由主导实验室提供。

 

2. 3 参考值及其不确定度 

比对流量点参考值的确定: 选用主导实验室 在首次循环开始前的测量结果作为参考值。比对参考值不确定度由主导实验室根据比对表在实验室的实验情况以及自身装置情况给出。 

 

2. 4 比对结果判定 

比对结果采用归一化偏差 En 值对比对流量点进行判定。归一化偏差 En 值计算见式 ( 1) 。

式中: k 为覆盖因子，取 k = 2; ui 为第 i 个比对流量点上 Yji － Yri的标准不确定度; Yri为第 i 个比对流量点的参考值; Yji为第 j 个实验室上报的在第 i个比对流量点测量结果。 

 

当 uri、uei与 uji相互无关或相关较弱时，

 

式中: uri为第 i 个比对流量点参考值的标准不确定 度; uji为第 j 个实验室上报的在第 i 个比对流量点测量结果的标准不确定度，由参比实验室提供; uei为传递标准在第 i 个比对流量点在比对期间的不 稳定性对测量结果的影响。 

 

uei由主导实验室根据四次测量结果计算，采 用极差法，具体计算见式 ( 3) 。

 

式中: Yimax 为比对流量点上的测量结果非常大值;Yimin为比对流量点上的测量结果非常小值; Ｒ 为极差系数。比对结果的评判原则: En ≤1 时参比实验室的测量结果与参考值之差在合理的预期之内，比对结果可接受; En ＞ 1 时参比实验室的测量结果与参考值之差没有到达合理的预期，应分析原因。 

 

3 数据分析

本次比对各参比实验室完成率 100% ，主导实 验室对各参比实验室的数据进行了汇总统计，根 据比对实施方案要求，比对参考值及比对参考值 不确定度采用主导实验室在首次循环开始前的实 验数据。具体数值见表 2。

 

传递标准在比对期间的不稳定性对测量结果的影响 uei计算见式 ( 3) ，稳定性数据详见表 3。 由表 3 可知，在比对循环中未出现比对流量点 0. 4qmax、0. 7qmax稳定性发生较大偏离的情况，在 比对流量点的相对实验标准偏差均为 0. 06% ，小于比对方案要求的 0. 2% ，稳定性良好。

 

4 比对结果

比对期间，所有参比实验室均完成了比对实 验，完成率 100% ，比对结果 En 值如图 2 所示。 在 0. 4qmax比对流量点，所有参比实验室 En ＜ 1， 比对结果均为满意; 在 0. 7qmax 比对流量点，一个实验室 En ＞ 1，其余 11 家参比实验室 En ＜ 1， 满意率为 84. 6% 。不满意实验室在比对实验进行

过程中，出现信号采集不稳定、频率波动较大、 零流量时收到不明信号干扰产生频率波动等现象， 建议从标准装置的控制系统、信号采集抗干扰等 方面查找原因。

 

5 存在的问题

从各实验室提供的不确度评定报告中，发现如下几点，需引起重视: ( 1) 个别实验室不确定 度评定结果还需要探讨。个别实验室在 0. 4qmax、 0. 7qmax比对流量点评定的不确定度分别为 0. 89% 、 1. 1% ，与其计量标准考核证书的装置不确定度 0. 30% 相 比 明 显 过 大，降 低 了 实 验 室 的 能 力。 ( 2) 不确定度评定方法有待商榷。例如: 将温度、压力引入的不确定度分量进行了重复计算。( 3) 评 定报告中存在一些错误，例如: 测量结果重复性 为 0. 02% ，由其带来的不确定度分量仍为 0. 02% ，应为 urel = 0. 02% /槡6 = 0. 008 2% ; 温度测量带来的 不确定度分量评定中，其扩展不确定度为 U = 0. 10 ℃ ( k = 2) ，则相对标准不确定度为 urel ( t) = 0. 1% / 2 = 0. 05% ，应 为 urel ( t ) = 0. 1 /2 /286. 55 = 0. 02% 。 

 

( 4 ) 个别实验室环境控制措施不合

理。例如: 中央空调出风口正对标准器，这种现象存在标准器处温度控制不均匀或标准器温度测量点布置较少的风险。( 5) 部分实验室装夹台位 支撑板过窄或无支撑板仅靠起重机械吊装，这种 现象存在无法为被检表提供可靠支撑，并对其产生应力进而造成计量失准的风险。 

 

6 结束语

通过此次比对，客观反映了江苏省法定计量技术机构检定气体涡轮流量计的实际情况，圆满 的完成了比对任务。同时，也希望各实验室在日 常检定过程中做好装置的核查工作，持续改进， 不断提高实验室综合服务水平，推动计量工作取 得更大突破。