[发明专利]一种气体流量在线校准系统和方法

说明书

本发明公开了一种气体流量在线校准系统和方法，该方法采用标准流量计与被校流量计串联的方式实现流量校准。校准系统主要包括标准流量计、气体粘度测量系统和计算机。气体粘度测量系统主要包括气缸‑活塞流量测量单元、参考层流元件、差压变送器、二位五通电磁阀、气泵和进出口开关阀。气缸‑活塞流量测量单元测得参考管路中体积流量，差压变送器测得参考层流元件两侧压差，根据哈根‑伯肃叶公式计算出气体粘度。得到粘度后，根据标准流量计层流元件两侧差压可计算得到流经标准流量计的气体流量，与被校流量计测量数据比对实现流量校准。该方法中气体粘度在线测定，可用于各种气体流量的在线校准。

技术领域

本发明涉及流量测量技术领域，具体为一种气体流量在线校准方法及装置。

背景技术

为了保证流量测量准确，需要定期对流量计进行校准。流量计校准通常采用离线的方式，把流量计从管线上拆下来，在实验室里采用专用的流量标准装置进行校准测试。由于流量计测量误差除了跟自身精度有关以外，还受现场安装条件影响，因此离线校准结果(测量误差)与流量计安装于测量管路中不能完全等价。此外，对于比较笨重的大口径流量计离线校准过程中拆装工作量很大，有时还存在不允许计量中断而不适合离线校准(检定)的情况。因此，在线流量校准技术有很大的实际需求。

流量在线校准需要需要两个条件，一是管线留有校准接头和校准旁路，二是有合适的移动流量标准装置。移动式中大流量气体流量标准装置一般采用标准流量计法，标准流量计的主要要求是准确度高、重复性好、量程比大，目前可作为标准流量计的有罗茨流量计、涡轮流量计和超声流量计。其中，涡轮流量计和超声流量计属于速度式流量计，要求比较长的上下游直管段，现场校准收到一定限制；罗茨流量计是容积式，理论上没有直管段要求，但是这种流量计运行时会对流动产生周期性扰动，流量和压力出现脉动，对被校流量计产生一定影响。

层流流量计是基于流经层流元件的流量与压降的线性关系工作的，具有测量准确、重复性好、量程比宽、稳定可靠和直管段要求低等特点，比较适合于作为标准流量计。但是，层流流量计工作时需要知道流体粘度，一般适合于物性已知的纯净气体或混合气体，对于天然气管线等在线校准往往存在粘度未知或不准确的情况，给层流流量计测量带来困难。因此，对于用于现场在线校准装置上的层流流量计需要具有在线流体粘度测量能力，以便能够实现流量准确测量。

发明内容

本发明的目的是提供一种气体粘度测量系统、气体流量在线校准系统、方法，可以解决上述技术问题中的一个或是多个。

为了达到上述目的，本发明提出的技术方案如下：

一种气体粘度测量系统，包括气缸、活塞、光电探头I、光电探头II、二位五通电磁阀、参考层流元件、差压变送器II、和测控单元；在气缸内安装有活塞，气缸进出口附近分别装有光电探头I和光电探头II；气缸和参考层流元件通过管路串联成气体粘性测量气路，二位五通电磁阀安装在气体粘性测量气路的进、出口，二位五通电磁阀换向让气体粘性测量气路中的气体双向交替流动，以推动活塞在气缸内往复运动；所述参考层流元件的两端连接有差压变送器II；参考层流元件、光电探头I、光电探头II、差压变送器II、分别接入测控单元。

优选的：还包括气泵，所述气泵安装在从二位五通电磁阀排气的气管上。气泵的作用是为气体粘度测量管路提供必要的推动力以克服管路内流动阻力，保证参考层流元件内部毛细管内流动达到一定的流速。

优选的：所述测控单元连接计算机。

优选的：所述气缸竖直安装。以减小气缸与活塞之间的摩擦，减轻气缸和活塞的磨损。