寶德流量計(jì)在相異于校準(zhǔn)條件的校準(zhǔn)分析試驗(yàn)
    寶德流量計(jì)的的校準(zhǔn)盡可能在流量校準(zhǔn)裝置上進(jìn)行。既然幾乎所有的這些裝置使用天然氣流過(guò)管線(xiàn)，在通常情況下，就不可能改變影響聲速的參數(shù)，比如溫度、壓力、氣體組成。當(dāng)渦街流量計(jì)使用時(shí)這些參數(shù)如果相異于校準(zhǔn)情況下的數(shù)值，校準(zhǔn)還能起到作用嗎？
    寶德流量計(jì)為了定量地描述這些參數(shù)的變化對(duì)渦街流量計(jì)校準(zhǔn)的影響，進(jìn)行了系列的仔細(xì)控制的校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)。步的實(shí)驗(yàn)包括在三暢儀表的高壓回路中使用壓力 2.8MPa （ 400psi ）的天然氣介質(zhì)校準(zhǔn)臺(tái) 200mm （ 8inch ）和臺(tái) 300mm （ 12inch ）的渦街流量計(jì)。作為附加的參考， 200mm 和 300mm 的渦輪流量計(jì)也應(yīng)用于回路中。然后把流體介質(zhì)改為氮?dú)猓曀僮兓?16% ，數(shù)值效于天然氣 4.6 MPa （ 677psi ）的壓力。
    為了進(jìn)步試驗(yàn)壓力對(duì)渦街流量計(jì)校準(zhǔn)的影響，在壓力從 1.4MPa （ 200psi ）到 7MPa （ 1000psi ）的范圍內(nèi)，使用氮?dú)鈱?duì)口徑 300mm 的流量計(jì)進(jìn)行了系列的統(tǒng)計(jì)聲速測(cè)量。測(cè)量值表明在這個(gè)壓力范圍內(nèi)聲速的變化在計(jì)算值的 0.03% 以?xún)?nèi)。
    此外，寶德流量計(jì)介質(zhì)的變化導(dǎo)致的聲速的變化，進(jìn)行了進(jìn)步的實(shí)驗(yàn)。用天然氣在 21 ℃（ 70 ℉ ）和 10 ℃（ 50 ℉ ）進(jìn)行校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)，用氮?dú)庠?21 ℃（ 70 ℉ ）和 32 ℃（ 90 ℉ ）下進(jìn)行。對(duì)每系列的校準(zhǔn)，對(duì)比平均校準(zhǔn)曲線(xiàn)，得出變化對(duì)校準(zhǔn)的影響。在滿(mǎn)足期望的裝置和流量計(jì)再現(xiàn)性條件下，渦街流量計(jì)的校準(zhǔn)對(duì)聲速的變化、溫度和壓力的變化都沒(méi)有反應(yīng)。當(dāng)用于校準(zhǔn)的流體介質(zhì)從天然氣變化到氮?dú)鈺r(shí)，觀(guān)察到的微小的變化是由于對(duì)這兩種氣體使用的狀態(tài)方程不同。
    這些測(cè)試結(jié)果證明如果渦街流量計(jì)在套條件下的校準(zhǔn)程序是可行的，在另外的條件下使用也可以，包括用不同的氣體介質(zhì)。
    2、 引言
    用于關(guān)聯(lián)交易的天然氣計(jì)量用渦街流量計(jì)的原理是通過(guò)測(cè)量氣體的渦街傳播時(shí)間。渦街在與流體流向致時(shí)，傳播時(shí)間要小于逆流時(shí)的情況。兩種狀態(tài)下的傳播時(shí)間差用于計(jì)算氣體流動(dòng)的平均速率。實(shí)際的體積流量可用下式表示：
    計(jì)算公式
    這里 K= 流量計(jì)的儀表系數(shù) △ T= 傳播時(shí)間差
    寶德流量計(jì)順流時(shí)的傳播時(shí)間 T2= 逆流時(shí)的傳播時(shí)間
    寶德流量計(jì)由于這個(gè)流量方程式中只包括了流量計(jì)的物理學(xué)結(jié)構(gòu)尺寸和傳播時(shí)間，它獨(dú)立于流動(dòng)氣體中的聲速（ SOS ）。因此，就可以作出假設(shè)：氣體流速的測(cè)定獨(dú)立于影響氣體中聲速的因素，比如溫度、壓力和氣體組成。如果這個(gè)假設(shè)不正確，渦街流量計(jì)在不同于現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行條件下的校準(zhǔn)的性就考慮。
    ，對(duì)渦街流量計(jì)氣體速度的測(cè)定獨(dú)立于聲速，但可能由于下列原因還有些次要的影響。
    聲阻改變了信號(hào)對(duì)氣體的耦合；
    雷諾數(shù)的變化。雷諾數(shù)正比于特定的重力（ SG ）與粘度的比值；
    信號(hào)的波長(zhǎng)（ WL ）隨氣體組成變化而變化。
    在不同的介質(zhì)下留意這些參數(shù)是饒有興趣的。下列的表格是針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)條件，注意對(duì)給定的管徑大小和流速，雷諾數(shù)幾乎是個(gè)常數(shù)。
    當(dāng)從天然氣改變?yōu)榭諝饣蛘叩獨(dú)?，許多氣體性質(zhì)會(huì)變化，比如聲速、特定的重力和粘度。然而，由于它們也隨溫度和壓力變化，渦街流量計(jì)在操作條件的范圍內(nèi)在氣體性質(zhì)上就有可以想象得到的交迭，表明偏離標(biāo)準(zhǔn)條件不是那么重要。
    3、 研究目標(biāo)
    本文中所闡述的研究目標(biāo)是確定溫度、壓力和流體介質(zhì)變化對(duì)氣體渦街流量計(jì)的影響。除了檢驗(yàn)渦街流量計(jì)技術(shù)外，該套程序還有支持這些天然氣流量計(jì)用氮?dú)饣蚩諝庑?zhǔn)的作用。
    現(xiàn)在，在北美只有兩套設(shè)備可用以在超出流量范圍的情況下校準(zhǔn)口徑大于 200mm 的渦街流量計(jì)。這些流量計(jì)的安裝以每年超過(guò) 10% 的速度在增長(zhǎng)。在將來(lái)，校準(zhǔn)設(shè)備將會(huì)變的有很大的局限性。這些校準(zhǔn)裝置可能在使用不到幾年的情況下就需要重新校準(zhǔn)。
    如果渦街流量計(jì)的校準(zhǔn)只限于天然氣裝置，建造新裝置的可能性會(huì)由于位置和費(fèi)用而被局限。然而，如果可以證明用其它介質(zhì)校準(zhǔn)是等效的，建造新裝置的可能性就大大提高了。用空氣校準(zhǔn)天然氣流量計(jì)就不單單針對(duì)渦街流量計(jì)。幾乎所有用于天然氣計(jì)量的渦輪流量計(jì)和住宅用煤氣表都可以用空氣校準(zhǔn)。
    4、 流量回路校準(zhǔn)
    為了實(shí)現(xiàn)該程序的目標(biāo)，在零流量和其它流量條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。零流量的實(shí)現(xiàn)用來(lái)確定壓力對(duì)校準(zhǔn)的可能影響。
    4.1 流量回路實(shí)驗(yàn)
    寶德流量計(jì)現(xiàn)在沒(méi)有加壓的流量校準(zhǔn)裝置在同測(cè)試回路中既能用天然氣校準(zhǔn)也能用空氣校準(zhǔn)，的選擇是用惰性氣體氮?dú)?，它有與空氣接近的性質(zhì)（空氣含 78% 的氮?dú)猓?。三暢儀表?yè)碛刑籽h(huán)系統(tǒng)（不是氣體管線(xiàn)的部分），它是北美的可以用同套儀器在相同的回路中既適用于氮?dú)庖策m用于天然氣測(cè)試的裝置。盡管音速?lài)娮煅b置是用稱(chēng)重系統(tǒng)確定流率的校準(zhǔn)裝置，音速?lài)娮炝髀视?jì)算需要?dú)怏w組成和狀態(tài)方程來(lái)確定氣體性質(zhì)。同時(shí)決定在回路中使用參考渦輪流量計(jì)來(lái)對(duì)比兩種體積計(jì)量的流量計(jì)（比如渦輪和渦街流量計(jì)）。這種參考表法相比較流量計(jì)與音速?lài)娮鞂?duì)比的方法對(duì)氣體組成的以來(lái)要小。
    在三暢儀表的高壓回路中用氮?dú)夂吞烊粴庾鳛樵囼?yàn)流體進(jìn)行了系列的標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)。此外，改變溫度相應(yīng)改變聲速。在這些校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)中，包括儀器儀表、管線(xiàn)布置和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在內(nèi)的測(cè)試裝置不發(fā)生變化。