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淺析流量計測量工具軟件的開發(fā)與應用
點擊次數(shù)：1318 發(fā)布時間：2015-3-23
*，流量測量與流量變送器、被測流體的物性、工作溫度、工作壓力緊密相關，呈現(xiàn)出復雜的函數(shù)關系，這給流量儀表的設計、檢驗、應用帶來很大困難，以目前廣泛應用的節(jié)流式流量計為例，每一臺流量計節(jié)流件的開孔徑都必須計算，而這計算是很繁瑣的，用戶對使用的流量計的檢定因涉及復雜的計算也倍感困難，所以，標準《GB/T2624-93 流量測量節(jié)流裝置 用孔板、噴嘴和文丘里管測量充滿圓管的流體流量》雖已發(fā)布多年，但貫徹情況并不理想。
隨著電子技術的發(fā)展，別是計算機進入流量測量領域，很多復雜的、看似難以解決的問題就變得很簡單了。同樣以計算節(jié)流件的開孔徑為例，一個經(jīng)驗豐富的技術人員計算一塊孔板需半天以上，但用計算機計算只需1～2分鐘。
進入21世紀來，流量計算機的應用有了很大發(fā)展，它以高的運算速度、大的存儲容量、強的運算功能和具有通信能力而受到普遍歡迎，它按標準要求實時計算流體密度、流出系數(shù)、可膨脹系數(shù)等測量流量必須的參數(shù)，其準確度很高。流量測量的標準在不斷完善，同時也具有了完成標準要求的技術手段，所以修改舊的二次儀表檢定規(guī)程或制訂新的檢定規(guī)程就是必須的了。
2005年9月5日質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局發(fā)布了中華人民共和國計量檢定規(guī)程《JJG1003-2005 流量積算儀》。《JJG1003-2005》檢定規(guī)程的一個重要點是把流量積算儀表與流量變送器、被測流體緊密結合在一起，檢定的理論值*按有關標準給出的數(shù)學模型計算得到。如無相應軟件支持，檢定規(guī)程是無法實施的。因此，流量積算儀檢定軟件就應運而生。
下面介紹幾個常用的流量測量工具軟件。
1．《LG-94-01 WIN版 流量測量節(jié)流裝置設計計算及管理軟件》。
該軟件*符合《GB/T2624-93流量測量節(jié)流裝置 用孔板、噴嘴和文丘里管測量充滿圓管的流體流量》，該軟件的推出對我國節(jié)流裝置設計計算別是現(xiàn)場儀表的管理發(fā)揮了*的作用。
2．《TRQ-01WIN版 天然氣流量測量標準孔板設計及管理軟件》
軟件在標準孔板的設計上符合《GB/T2624-93》，在天然氣的物性值（粘度、
等熵指數(shù)、超壓縮因子）的計算符合《SY/T6143-1996 天然氣流量的標準孔板計量方法》
3．《LG-ISO5167-01 WIN版 流量測量節(jié)流裝置設計計算及管理軟件（標準版）》
2003年標準化組織發(fā)布了新的標準《ISO5167：2003（E） 用安裝在充滿流體的圓形截面管道中的差壓裝置測量流量》。新標準在孔板的流出系數(shù)、可膨脹系數(shù)的計算及直管段的要求上有很大變化，鑒于我國相應的標準還未修改?！禠G-ISO5167-01 WIN版 流量測量節(jié)流裝置設計計算及管理軟件（標準版）》的開發(fā)將滿足流量測量技術發(fā)展和與接軌的需要。
4．《TRQ-ISO5167-01 WIN版天然氣流量測量標準孔板設計及管理軟件（標準版）》
2004年發(fā)展和改革委員會發(fā)布了《SY/T6143-2004 用標準孔板流量計測量天然氣流量》，該標準非等效采用《ISO5167：2003(E)》，在壓縮因子的計算上針對不同的用戶分別采用《AGA NX19》、《GB/T17747.1.2.3-1999 天然氣壓縮因子計算》。新標準與《SY/T6143-1996》相比有了很大變化。該軟件的開發(fā)為新的天然氣流量測量標準的順利實施創(chuàng)造了有利條件，使天然氣的流量（能量）貿(mào)易計量更為科學、準確、便捷。
5.《MQ-ISO5167-01WIN版城鎮(zhèn)人工煤氣流量測量標準孔板設計及管理軟件（標準版）》
該軟件的流出系數(shù)及可膨脹系數(shù)符合《ISO5167：2003（E）》，流體的物性值（密度、壓縮系數(shù)、粘度、等熵指數(shù)、濕度）及不同狀態(tài)流量的換算，*按《GB/T18215-2000城鎮(zhèn)人工煤氣主管道流量測量 *部分：采用標準孔板節(jié)流裝置的方法》的要求計算。
6．《FIMJ-01-WIN版流量積算儀檢定軟件》
2005年9月5日質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局發(fā)布了中華人民共和國計量檢定規(guī)程《JJG1003-2005 流量積算儀》。貫徹檢定規(guī)程，將改變目前我國流量積算儀表無據(jù)可依的混亂狀態(tài)，使我國流量積算儀表的研究、設計、生產(chǎn)、使用進入一個新的、科學的、規(guī)范的階段。對流量測量的量值統(tǒng)一、解決能源計量貿(mào)易糾紛、提高企業(yè)乃至全社會能源計量管理水平具有重要意義。
《JJG1003-2005》檢定規(guī)程的一個重要點是把流量積算儀表與流量變送器、被測流體緊密結合在一起，檢定的理論值*按有關標準給出的數(shù)學模型計算得到。以測量天然氣為例，既可按《SY/T6143-1996》標準檢定，也可按《SY/T6143-2004》標準檢定，按《SY/T6143-2004》標準檢定時，壓縮因子的計算既可按AGA NX19標準，也可按《GB/T17747.2.3-1999》標準計算。
由于涉及的流量變送器種類、被測流體的類型較多，計算公式各異且相當復雜，因此，迫切需要一套完整體現(xiàn)規(guī)程內(nèi)容的檢定軟件，從而使流量積算儀表的檢定方便、快捷、準確、公正。為此，中國計量科學研究院和北京博思達新世紀測控技術有限公司聯(lián)合開發(fā)了《FIMJ-01-WIN版流量積算儀檢定軟件》以滿足用戶對流量積算儀（含流量計算機、DCS、PLC數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等）型式檢定、出廠檢定、周期檢定以至在線儀表進行現(xiàn)場檢定的需要。
6.1流量計算公式*符合相應的標準
﹒當一次儀表為標準節(jié)流件時，其流量計算符合《GB/T2624-93 流量測量節(jié)流
裝置 用孔板、噴嘴和文丘里管測量充滿圓管的流體流量》標準?；蚍稀禝SO5167：2003（E） 用安裝在充滿流體的圓形截面管道中的差壓裝置
測量流量》標準。
﹒當一次儀表為非標準節(jié)流件、其它差壓儀表、脈沖輸出型儀表、電流輸出型儀表時，軟件對實流標定數(shù)據(jù)進行處理，給出流量理論值。
﹒當被測流體為水和水蒸汽時，流體的密度、粘度的計算符合《工業(yè)用1967年IFC公式》。
﹒當被測流體為天然氣時，流量計算既可選擇按《SY/T6143-1996 天然氣流量的標準孔板計量方法》標準計算，也可按《SY/T6143-2004 用標準孔板流量計測量天然氣流量》標準計算，當按SY/T6143-2004計算時，天然氣的壓縮因子既可按《AGA NX-19》計算，也可按《GB/T17747.2-1999 天然氣壓縮因子的計算 第2部分:用摩爾組成進行計算》，還可按《GB/T17747.3-1999 天然氣壓縮因子的計算 第3部分:用物性值進行計算》，以滿足不同用戶的要求。
﹒當被測流體為人工煤氣時，流量計算符合《GB/T18215-2000 城鎮(zhèn)人工煤氣主管道流量測量 第1部分：采用標準孔板節(jié)流裝置的方法》標準。
·當流體為通用氣體（如空氣、氮氣、氧氣、一氧化碳……）時,按目前z通用也具性的理想氣體狀態(tài)方程進行計算并按R-K公式作壓縮系數(shù)修正。
·軟件可檢定積算儀表在不同差壓、壓力、溫度下流量測量誤差。
·軟件可檢定積算儀表的積算誤差、電流輸出誤差。
·軟件可檢定積算儀表輸入差壓、壓力、溫度的轉(zhuǎn)換誤差。
6.2軟件為漢字界面,參數(shù)定義明確,量綱清楚。
7．《TRZ-01WIN版天然氣氣質(zhì)數(shù)據(jù)計算軟件》
天然氣在我國的廣泛應用，不少城市不僅民用、商用而且工業(yè)也廣泛應用天然氣，天然氣的經(jīng)營管理者需要了解天然氣的質(zhì)量，因而要求計算天然氣的一些物性參數(shù)如高位發(fā)熱量、密度、相對密度、壓縮因子、沃泊指數(shù)等，《TRZ-01WIN版天然氣氣值數(shù)據(jù)軟件》的開發(fā)將能滿足這一類用戶群的需要。
7.1遵循標準：GB/T17747.2-1999、GB/T17747.3-1999、AGANX-19、
GB/T11062-1998
·當選按"AGA NX-19"計算時,有32種組份供選擇
·當選按"GB/T17747-1999"計算時，既可選按“輸入組份"計算，可輸入符合標準要求的21種組份，也可按“輸入物性值"計算，有A、B、C、D四種可供選擇。
7.2參比條件：以下參比條件，任選一項
7.3計算結果：
·工況條件下參數(shù)
工作溫度
工作壓力
流體粘度
等熵指數(shù)
摩爾密度
壓縮因子
工況密度
·參比條件下參數(shù)
摩爾密度
壓縮因子
密度
超壓縮因子
真實氣體相對密度
真實氣體高位摩爾發(fā)熱量
真實氣體低位摩爾發(fā)熱量
真實氣體高位質(zhì)量發(fā)熱量
真實氣體低位質(zhì)量發(fā)熱量
真實氣體高位體積發(fā)熱量
真實氣體低位體積發(fā)熱量
沃泊指數(shù)W
8.《V形內(nèi)椎流量計計算軟件》
V形內(nèi)錐流量計是一種型的節(jié)流式流量計，由于其*的優(yōu)勢，在國內(nèi)發(fā)展很快，但由于它是非標節(jié)流件，按標準規(guī)定需要逐臺實流檢定，求出流出系數(shù)，用戶在使用時，選擇變送器量程及現(xiàn)場檢驗，都需要進行復雜的計算，很不方便，《V形內(nèi)椎流量計計算軟件》很好地解決了這一問題，它可以對標定數(shù)據(jù)處理，求出流出系數(shù)及可膨脹系數(shù)，還可用于選擇差壓變送器及現(xiàn)場儀表校驗。
結束語
長期以來，我國流量積算儀表技術處于比較落后狀態(tài)，只能進行簡單的計算，不能反應流量測量真實的物理過程，因此難以達到流量量值的統(tǒng)一。從上世紀九十年代開始，計算機進入流量測量領域，使流量測量面貌煥然一新，許多企業(yè)紛紛開發(fā)出以單片機為核心的智能儀表，甚至是*標準計算要求的流量計算機；也有一些企業(yè)致力于流量測量工具軟件的開發(fā)與應用，有了這些工具軟件，對流量測量的研究、流量儀表的開發(fā)、生產(chǎn)、檢定、現(xiàn)場校驗以及管理帶來方便，同時也為流量量值的統(tǒng)一創(chuàng)造了條件?？傊?，計算機技術應用于流量測量領域，將大大推動流量測量的技術進步，適時的開發(fā)、推廣、應用流量測量的工具軟件，對于提高我國流量測量的整體水平具有重要意義。
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