【摘要】孔(kǒng)闆流量(liàng)計 屬于(yú)标準型(xíng)節流式(shì)差壓流(liu)量計，依(yī)據其測(cè)量天然(ran)氣質量(liàng)流量計(ji)算公式(shi)可推知(zhi)孔闆流(liú)量計質(zhì)量流量(liang)測量的(de)不确定(ding)度來源(yuán)于六個(gè)方面：流(liú)出系數(shu)的不确(què)定☎️度、可(kě)膨脹性(xing)系數的(de)不确定(ding)度、測量(liang)管内徑(jing)的不确(que)定度、孔(kǒng)闆開孔(kǒng)直徑的(de)不确定(dìng)度、差壓(ya)測量的(de)不确定(dìng)度🌈、天然(ran)氣密度(dù)測量的(de)不确☀️定(dìng)度。
引言(yán)
　　随着天(tian)然氣工(gōng)業的不(bu)斷發展(zhǎn)和天然(rán)氣市場(chǎng)的不斷(duàn)拓寬❤️，人(rén)們對商(shāng)品天然(ran)氣計量(liang)技術的(de)研究和(hé)發展更(gèng)加重🏃‍♂️視(shì)。石油天(tiān)🙇🏻然氣🌏行(hang)業采用(yong)孔闆流(liú)量計作(zuò)貿易計(jì)量的約(yue)占95%以上(shàng)，其計量(liàng)性能直(zhí)接影響(xiang)到企業(ye)的經濟(ji)效益和(hé)用戶的(de)利益。因(yin)此，對孔(kǒng)🥵闆流量(liang)計測量(liàng)天然氣(qì)質量流(liú)量的🍉不(bu)确定度(du)進行細(xì)緻的分(fèn)㊙️析就變(biàn)得尤爲(wèi)重要。孔(kong)闆流量(liang)🏃計測量(liàng)天然氣(qì)質量流(liú)量不确(que)定度分(fèn)析
1孔闆(pǎn)流量計(jì)測量天(tiān)然氣流(liu)量原理(li)和計算(suan)公式
1.1測(ce)量原理(li)
　　孔闆流(liú)量計是(shi)由标準(zhǔn)孔闆、 差(chà)壓變送(song)器 、 壓力(lì)變送器(qi) 、 溫度變(bian)送器 及(ji)流量計(ji)算機配(pei)套組成(cheng)的差壓(ya)流量裝(zhuang)置，可測(ce)量氣體(tǐ)、蒸汽、液(yè)體流量(liang)，具有結(jié)構簡單(dān)，維修方(fāng)便，性能(néng)穩定，使(shǐ)用可靠(kào)等特點(diǎn)。
　　天然氣(qì)流經孔(kǒng)闆時，流(liú)束在孔(kǒng)闆處形(xíng)成局部(bu)收縮，從(cong)而使流(liú)速增加(jiā)，靜壓力(li)降低，在(zài)孔闆前(qian)後産生(shēng)靜♋壓力(li)差（差壓(yā)），天然氣(qi)的流速(sù)越大，孔(kǒng)闆前後(hou)産生的(de)差壓也(ye)🙇‍♀️越大，從(cong)而可通(tōng)🚶‍♀️過測量(liang)差壓來(lái)衡量流(liú)過孔闆(pan)的天然(ran)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼氣流量(liang)大小。這(zhe)種測量(liàng)流量的(de)方法是(shì)以能量(liang)守恒定(dìng)律和流(liu)動連續(xù)性方程(cheng)爲基礎(chu)的。
1.2質量(liang)流量計(ji)算公式(shì)
　　天然氣(qi)質量流(liu)量計算(suàn)公式如(ru)式（1）：

式中(zhong)：qm——質量流(liú)量；C——流出(chu)系數；ε——可(ke)膨脹性(xìng)系數；?p——差(chà)壓；ρ1——天然(rán)🏃‍♀️氣在操(cāo)作條📐件(jian)下上遊(you)取壓孔(kǒng)處的密(mi)度；β——直徑(jing)比，β=d/D；d——操作(zuo)條件下(xia)孔闆開(kai)孔直徑(jing)；D——操作條(tiáo)件下上(shang)上遊測(cè)量管内(nei)徑。
2不确(que)定度分(fèn)析
　　然氣(qi)質量流(liu)量測量(liang)不确定(dìng)度按式(shì)（2）估算：

2.1流(liu)出系數(shù)的不确(què)定度
當(dang)0.1≤β＜0.2時，其值(zhi)爲（0.7-β）%；
當0.2≤β＜0.6時(shí)，其值爲(wei)0.5%；
當0.6≤β≤0.75時，其(qi)值爲（1.667β-0.5）%；
當(dang)D<71.12mm，應附加(jia)0.9（0.75-β）（2.8-D/25.4）%的不确(què)定度（D取(qu)mm）；
當β>0.5且ReD<10000時(shi)，應附加(jia)0.5%的不确(què)定度。
2.2可(kě)膨脹性(xìng)系數的(de)不确定(ding)度

1. 測量(liang)管内徑(jing)的不确(què)定度

其(qi)值爲0.4%。

1. 孔(kong)闆開孔(kong)直徑的(de)不确定(ding)度

其值(zhí)爲0.07%。

1. 差壓(ya)測量的(de)不确定(ding)度

當置(zhi)信概率(lü)爲95%時，差(cha)壓測量(liàng)的不确(que)定度按(an)式（3）估算(suan)：

式中：ξp——差(chà)壓儀表(biǎo)的精度(du)等級；pk——差(cha)壓儀表(biǎo)的量程(chéng)；pi——差壓🌏測(cè)🤞量點。
2.6天(tian)然氣密(mi)度測量(liàng)的不确(que)定度
　　天(tiān)然氣密(mi)度可以(yǐ)用天然(rán)氣密度(du)計安裝(zhuāng)于計量(liàng)點上在(zai)線實測(ce)，也可以(yǐ)根據相(xiang)應平面(mian)處的靜(jing)壓、溫度(dù)等特性(xìng)資料進(jìn)行計⭐算(suàn)。目前國(guó)内普遍(bian)采用後(hou)一種方(fāng)法，按🔆式(shì)（4）計算：

式(shì)中：Ma——幹空(kōng)氣的摩(mo)爾質量(liang)；R——通用氣(qi)體常數(shu)；Za——幹空氣(qi)在🛀标🌐準(zhun)參比條(tiao)件下的(de)壓縮因(yīn)子；Zn——天然(ran)氣在标(biāo)準參比(bi)條件下(xià)的壓縮(suo)因子；P1——天(tian)然氣在(zai)操作條(tiao)件下上(shàng)遊取壓(ya)孔處的(de)絕對⭐靜(jing)壓；T1——天然(rán)氣在操(cāo)作條件(jiàn)下的熱(rè)力學溫(wēn)度；Z1——天💯然(rán)氣在操(cāo)作條件(jiàn)下的壓(yā)縮因子(zǐ)；Gr——天然氣(qì)🚩的真實(shí)相對密(mì)度。

（1）天然(ran)氣在操(cao)作條件(jiàn)下上遊(yóu)取壓孔(kǒng)處絕對(dui)壓力測(cè)量的不(bu)确定度(du)
當置信(xin)概率爲(wei)95%時，天然(ran)氣在操(cao)作條件(jiàn)下上遊(you)取壓孔(kǒng)處絕對(dui)壓力測(ce)量的不(bu)确定度(du)按式（6）估(gu)算：

式中(zhōng)：ξp——壓力儀(yi)表的準(zhun)确度等(děng)級；pk——壓力(lì)儀表的(de)量程；Pi——絕(jué)🌈對壓力(li)測量♍點(dian)，按式（7）計(ji)算：
Pi+pi+Pa（7）
式中(zhōng)：pi——表壓力(lì)測量點(diǎn)；Pa——當地大(da)氣壓。
　　對(duì)組合測(ce)量儀表(biǎo)應按組(zǔ)合測量(liang)不确定(ding)度求解(jiě)。（2）天然🐪氣(qi)在操作(zuo)條件下(xià)熱力學(xue)溫度測(cè)量的不(bú)确定度(du)
當置信(xìn)概率爲(wèi)95%時，天然(ran)氣在操(cao)作條件(jiàn)下熱力(lì)學溫☎️度(du)🚶測量的(de)不确定(dìng)度按式(shi)（8）估算：

式(shì)中：ξt——溫度(du)儀表準(zhǔn)确度等(děng)級；tk——溫度(du)儀表的(de)量程；Ti——熱(rè)力學溫(wen)度測♊量(liàng)點，按式(shi)（9）計算：
Ti=ti+273.15（9）
對(dui)組合測(ce)量儀表(biǎo)應按組(zu)合測量(liàng)不确定(ding)度求解(jiě)。
（3）天然氣(qi)壓縮因(yīn)子測量(liang)的不确(què)定度
　　天(tian)然氣壓(yā)縮因子(zǐ)按AGANX-19計算(suàn)，其測量(liàng)不确定(dìng)度爲0.5%；按(an)GB/T17747.2-2011或GB/T17747.3-2011計算(suàn)，其測㊙️量(liàng)不确定(ding)度爲0.1%。
（4）天(tiān)然氣相(xiàng)對密度(du)測量的(de)不确定(dìng)度取0.3%。
3不(bú)确定度(du)計算實(shí)例
已知(zhi)某孔闆(pǎn)流量計(ji)測量參(can)數如下(xià)：
孔闆開(kāi)孔直徑(jìng)d=45mm；
上遊測(ce)量管内(nèi)徑D=200mm；
差壓(yā)?p=20kPa；
天然氣(qì)在操作(zuò)條件下(xià)上遊取(qǔ)壓孔處(chu)的表壓(ya)pi=1.2MPa；
當地大(dà)氣壓Pa=0.101325MPa；
天(tiān)然氣在(zai)操作條(tiáo)件下的(de)溫度ti=30℃；
差(cha)壓儀表(biǎo)準确度(dù)等級0.2%，量(liàng)程60kPa；
壓力(lì)儀表準(zhun)确度等(děng)級0.2%，量程(cheng)10MPa；
溫度儀(yí)表準确(que)度等級(jí)0.5%，量程100℃。
可(kě)估算得(dé)：β=0.225，則有流(liú)出系數(shù)的不确(que)定度

4結(jie)論
　　孔闆(pan)流量計(ji)質量流(liú)量測量(liang)的不确(que)定度主(zhǔ)要來源(yuan)于六個(ge)👉方面:流(liu)出系數(shu)的不确(que)定度、可(ke)膨脹性(xìng)系數的(de)不确定(ding)💰度、測量(liang)管内徑(jìng)的不确(què)定度、孔(kong)闆開孔(kong)直🧡徑的(de)不确定(ding)度、差壓(ya)測👈量的(de)不确定(dìng)度、天然(ran)氣密度(dù)測量的(de)不确定(ding)度。從以(yǐ)上幾方(fāng)面人手(shǒu)就可以(yǐ)有效降(jiang)低孔闆(pǎn)流量計(jì)質量流(liu)🔴量測量(liang)的不🔅确(que)定度，提(tí)高其計(ji)量性能(néng)，爲全社(shè)會越來(lái)越受到(dào)重視的(de)能☀️源計(ji)量提供(gong)穩⚽定可(ke)靠的計(ji)量數據(jù)。

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