【摘要】氣體渦輪流量計(jì)測量期間的誤差概念，在此基礎(chǔ)之上提出一系列優(yōu)化改進(jìn)措施，主要是從分析安裝整流柵裝置對于渦流和噴射流的影響，渦輪流量計(jì)的定期維護(hù)，減少脈動(dòng)流計(jì)量誤差，更換渦輪流量計(jì)前過濾芯，溫度和壓力對渦輪流量計(jì)造成的影響等方面全面探討研究提高氣體渦輪流量計(jì)計(jì)量精度的措施。
現(xiàn)階段，渦輪流量計(jì)已經(jīng)廣泛應(yīng)用在長輸高壓管線上各個(gè)高壓調(diào)壓站和中壓調(diào)壓站當(dāng)中。為了全面提升渦輪流量計(jì)的計(jì)量準(zhǔn)確性，需要不斷優(yōu)化流量計(jì)的測量性能，確保其穩(wěn)定性。
1、氣體渦輪流量計(jì)計(jì)量精度誤差的基本概念
視距測量的誤差來源：儀器常數(shù)不準(zhǔn)確，視距尺分化誤差，視距絲讀數(shù)誤差，豎直角誤差以及大氣折光影響等
1.1系統(tǒng)誤差
在同等測量條件下觀測某觀測量，如果誤差具有一定的規(guī)律，并且在符號和數(shù)值上都相同，則可以將該類誤差稱為系統(tǒng)誤差。
1.2偶然誤差
在進(jìn)行實(shí)際測量期間，在將導(dǎo)致系統(tǒng)產(chǎn)生誤差的原因進(jìn)行排除之后，需要全面進(jìn)行觀測，在實(shí)際觀測期間能夠發(fā)現(xiàn)仍然存在誤差現(xiàn)象，因此將該類由于不確定因素導(dǎo)致的誤差稱為偶然性誤差，該種誤差沒有規(guī)則的變化形式。
1.3極限誤差
該種誤差主要是在國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定之內(nèi)，或者在檢驗(yàn)期間允許氣體渦輪流量計(jì)存在的最大誤差值。
1.4儀表精度誤差
儀表精度主要分為精度，正確度以及正確率。其中，正確度主要顯示測量結(jié)果系統(tǒng)誤差程度；主要顯示測量結(jié)果隨機(jī)誤差程度。氣體渦輪流量計(jì)屬于速度式儀表，隨著流量的不斷增加，氣動(dòng)渦輪的轉(zhuǎn)速會(huì)出現(xiàn)線性增加情況。因此可以將渦輪轉(zhuǎn)速稱為流量量度，利用磁電轉(zhuǎn)換以及機(jī)械傳動(dòng)等形成的電脈沖信號，并與流量呈正比關(guān)系。氣體渦輪流量計(jì)的優(yōu)勢主要表現(xiàn)在良好的重復(fù)性以及量程寬度等。如果流量范圍較寬，那么電脈沖信號與管內(nèi)流量呈線性關(guān)系，因此在對氣體體積流量進(jìn)行測量時(shí)需要優(yōu)先選擇氣體渦輪流量計(jì)。然而由于氣體渦輪流量計(jì)屬于速度式儀表，這樣就會(huì)導(dǎo)致管內(nèi)出現(xiàn)不均勻的氣體分布情況，并存在二次流，這樣就會(huì)對計(jì)量精度造成影響。所以，在設(shè)計(jì)流量計(jì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及管路時(shí)需要全面考慮影響因素，例如溫度變化情況，氣動(dòng)阻力以及氣體自身壓力等。在設(shè)計(jì)期間只有將以上各個(gè)影響因素消除，才能夠全面提升氣體渦輪流量計(jì)的測量精度。
2、提高氣體渦輪流量計(jì)計(jì)量精度的有效措施
2.1安裝整流柵降低噴射流和渦輪的影響
在中高壓調(diào)壓站當(dāng)中，由于渦輪流量計(jì)前后具有彎頭，進(jìn)出口閘閥，直管段以及調(diào)壓器等，在運(yùn)行期間就會(huì)出現(xiàn)噴射流和渦流，導(dǎo)致流量曲線失真。為了避免出現(xiàn)以上問題，在設(shè)計(jì)期間需要進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，傳統(tǒng)整流裝置有的管束有19孔，并且安裝在渦輪流量計(jì)上游直徑當(dāng)中。管束能夠顯著消除渦輪，然而卻對流體速度分布情況造成破壞。其次，按照試驗(yàn)結(jié)果能夠看出，管束無法顯著消除噴射流。所以需要將整流柵裝置安裝在渦輪流量計(jì)上，將其速度分布調(diào)整到最佳狀態(tài)，在隔離流體時(shí)可以采用特殊圖案開孔方式，這樣能夠?qū)娚淞骱蜏u輪影響降到最低。
2.2定期維護(hù)渦輪流量計(jì)
通常情況下，如果渦輪流量計(jì)精度較高，為了避免出現(xiàn)較大機(jī)械摩擦力需要使用優(yōu)質(zhì)軸承進(jìn)行優(yōu)化，還需要使用質(zhì)量高的葉輪對氣流壓力起到緩解作用，其壓力能夠達(dá)到0.25%左右。在實(shí)際使用期間需要對渦輪流量計(jì)進(jìn)行額潤滑保養(yǎng)，這樣能夠防止軸承出現(xiàn)干涸現(xiàn)象，避免增加渦輪流量計(jì)的機(jī)械摩擦力降低渦輪流量計(jì)速度，最終導(dǎo)致軸承出現(xiàn)損壞情況。
2.3減少脈動(dòng)流造成的計(jì)量誤差
脈動(dòng)流主要是渦輪流量計(jì)上游非定常流引發(fā)的縱波，其能夠快速響應(yīng)流體并隨著流體速度不斷加快，然而無法在流體中斷期間出現(xiàn)減速，該種現(xiàn)象就會(huì)增加流量計(jì)量結(jié)果。在計(jì)量期間為了避免脈動(dòng)流引發(fā)的計(jì)量誤差現(xiàn)象，需要在調(diào)壓器前安裝渦輪流量計(jì)，防止頻繁開啟調(diào)壓器導(dǎo)致的脈動(dòng)誤差現(xiàn)象。
2.4定期更換渦輪流量計(jì)過濾芯
如果渦輪流量計(jì)殼體出現(xiàn)損壞將對流體動(dòng)態(tài)特性產(chǎn)生改變影響，例如在導(dǎo)流體上會(huì)出現(xiàn)微小損壞現(xiàn)象，使最終結(jié)果出現(xiàn)較大誤差。所以在實(shí)際應(yīng)用期間需要為了避免管道內(nèi)雜質(zhì)和碎屑造成的損傷情況。在將流量計(jì)前后閘閥開啟時(shí)需要控制開啟速度，防止對葉輪造成損壞。如果導(dǎo)流體出現(xiàn)損壞將會(huì)導(dǎo)致最終結(jié)果出現(xiàn)至少2%的誤差。
2.5溫度，壓力對渦輪流量計(jì)的影響
在運(yùn)行期間，渦輪流量計(jì)的氣體狀態(tài)方程式為P?V=Z?n?R?T。在此方程式當(dāng)中，P表示氣體絕對壓力，n表示氣體摩爾數(shù)，Z表示壓縮因子，R表示氣體常數(shù)，V表示氣體體積，T表示氣體熱力學(xué)溫度。
氣體狀態(tài)方程能夠顯著體現(xiàn)出溫度和氣體測量準(zhǔn)確性對流量測量結(jié)果的影響程度。所以，在實(shí)際應(yīng)用渦輪流量計(jì)之前需要對溫度傳感器和壓力傳感器進(jìn)行矯正。
2.6旋轉(zhuǎn)測試
為了判斷渦輪流量計(jì)軸承運(yùn)行良好性需要進(jìn)行旋轉(zhuǎn)測試，首先需要將流量計(jì)進(jìn)行拆卸，之后應(yīng)用壓縮空氣對表盤轉(zhuǎn)子進(jìn)行吹掃，當(dāng)轉(zhuǎn)子的速度達(dá)到最大速度時(shí)需要使其進(jìn)行自由轉(zhuǎn)動(dòng)，直到處于停止?fàn)顟B(tài)。在經(jīng)過一段旋轉(zhuǎn)時(shí)間之后能夠?qū)u輪流量計(jì)軸承運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行評估。如果存在較短的旋轉(zhuǎn)時(shí)間，表明軸承存在故障隱患，將會(huì)對渦輪流量計(jì)量程造成影響。
3、結(jié)束語
綜上所述，為了全面提高氣體渦輪流量計(jì)計(jì)量精度，在設(shè)計(jì)流量計(jì)時(shí)需要選擇設(shè)計(jì)方案，將渦輪葉片的重疊系數(shù)控制1-1.1之間，將內(nèi)壁與葉片的間隙控制在0.75mm左右。全面提升氣體渦輪流量計(jì)的精度，在選擇材料時(shí)需要注重合理性，避免流體阻力和機(jī)械摩擦影響計(jì)量精度。做好以上優(yōu)化措施之后，才能夠從根本上提升氣體渦輪流量計(jì)的測量精度。
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