天然氣計(jì)量培訓(xùn)課件

天然氣計(jì)量基礎(chǔ)知識(shí)

目錄

第一章計(jì)量及計(jì)量術(shù)語定義第二章法定計(jì)量單位第三章天然氣計(jì)量參數(shù)及測量方法第四章天然氣計(jì)量系統(tǒng)技術(shù)要求

第一章計(jì)量及計(jì)量術(shù)語定義

1.計(jì)量計(jì)量是實(shí)現(xiàn)單位統(tǒng)一、量值準(zhǔn)確可靠的活動(dòng)。計(jì)量與測量的區(qū)別：測量是以確定量值為目的的一組操作。計(jì)量包括了標(biāo)準(zhǔn)建立、計(jì)量方法和量值傳遞。計(jì)量的特點(diǎn)：準(zhǔn)確性、一致性、溯源性、法制性。

計(jì)量及計(jì)量術(shù)語定義

2.誤差根據(jù)中華人民共和國國家計(jì)量技術(shù)規(guī)范JJF100l-1998《通用計(jì)量術(shù)語及定義》，誤差為測量結(jié)果減去被測量的真值，即：誤差＝測量結(jié)果一真值誤差表示方式：絕對誤差、相對誤差、引用誤差誤差表現(xiàn)特點(diǎn):隨機(jī)誤差、系統(tǒng)誤差、粗大誤差

計(jì)量及計(jì)量術(shù)語定義

3.準(zhǔn)確度測量結(jié)果與被測量真值之間的一致程度。準(zhǔn)確度是一個(gè)定性的概念，所謂定性意味著可以用準(zhǔn)確度高低、準(zhǔn)確度為0.25級、準(zhǔn)確度為3等及準(zhǔn)確度符合XX標(biāo)準(zhǔn)等說法定性地表示測量質(zhì)量。用0.25%，16mg，≤16mg及±16mg來表示準(zhǔn)確度是不正確的。特別應(yīng)注意，不能用“精度”、“精密度”(precision)來表示“準(zhǔn)確度”。因?yàn)榫芏确从吃谝?guī)定條件下各獨(dú)立測量結(jié)果間的分散性。多次測量同一量所得的分散性可能很小，但并不表明測得值與真值一致。流量儀表準(zhǔn)確度一般包括兩項(xiàng)指標(biāo)：基本誤差（或最大允差）和重復(fù)性?；菊`差（或最大允差）和重復(fù)性兩各個(gè)指標(biāo)都滿足規(guī)定的準(zhǔn)確度等級要求，才認(rèn)為儀器達(dá)到了某一準(zhǔn)確度等級，否則認(rèn)為儀器沒有滿足該等級的水平。

計(jì)量及計(jì)量術(shù)語定義

4.基本誤差和最大允差

對所有的測量數(shù)據(jù)計(jì)算出相對誤差或絕對誤差從中找出絕對值最大的誤差

和標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的基本誤差合成后得到就是測量結(jié)果的基本誤差最大允差

也就是最大可能出現(xiàn)的誤差上限，同樣沒有號基本誤差沒有正負(fù)

計(jì)量及計(jì)量術(shù)語定義

5.測量結(jié)果的重復(fù)性在相同測量條件下，對同一被測量進(jìn)行連續(xù)多次測量所得結(jié)果之間的一致性。這里相同測量條件是指：相同的測量程序、相同的觀測者、使用相同的測量儀器、相同地點(diǎn)、在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行重復(fù)測量：這些條件也稱為“重復(fù)性條件”。測量重復(fù)性可以用測量結(jié)果的分散性來定量表示。單次測量數(shù)據(jù)的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差即為測量結(jié)果的重復(fù)性。

計(jì)量及計(jì)量術(shù)語定義

6.穩(wěn)定性在改變了的測量條件下，用同一的計(jì)量設(shè)備、用同樣的測量方法、對同一被測量量進(jìn)行測量，測量數(shù)據(jù)的一致性即為計(jì)量設(shè)備的復(fù)現(xiàn)性。這里變化了的測量條件包括：觀測者、地點(diǎn)、時(shí)間，環(huán)境條件。計(jì)量設(shè)備的復(fù)現(xiàn)性（穩(wěn)定性）一般同樣用單次測量數(shù)據(jù)的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差來計(jì)算。

計(jì)量及計(jì)量術(shù)語定義

7.不確定度測量不確定度是指表徑合理地賦予被測量之值的分散性，與測量結(jié)果相聯(lián)系的參數(shù)。從定義中反映出兩點(diǎn)：合理表達(dá)測量數(shù)據(jù)的分散性，測量結(jié)果與真值的關(guān)系。合理表達(dá)測量數(shù)據(jù)的分散性就是合理地評出A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度和B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度。測量結(jié)果與真值的關(guān)系就是指測量數(shù)據(jù)的表示方式。

計(jì)量及計(jì)量術(shù)語定義

8.檢定/校準(zhǔn)/測量測量是以確定被測量對象量值為目的的全部操作。在規(guī)定條件下，為確定測量儀器或測量系統(tǒng)所指示的量值，與對應(yīng)的由標(biāo)準(zhǔn)所復(fù)現(xiàn)的量值之間關(guān)系的一組操作。檢定是指查明和確認(rèn)計(jì)量器具是否具有合法要求的程序，包括檢查、檢測、加標(biāo)記和出具檢定證書。測量（測試）所指范圍廣泛，要求條件寬松，檢定和校準(zhǔn)是測量的兩種方式。檢定具有法律效力，強(qiáng)制檢定必須經(jīng)國家政府計(jì)量主管部門監(jiān)督。校準(zhǔn)并不一定比檢定要求的條件和數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度低，只是校準(zhǔn)的數(shù)據(jù)不具有法律效力，是企業(yè)加強(qiáng)管理、提高計(jì)量水平的自覺行為。

計(jì)量及計(jì)量術(shù)語定義

強(qiáng)制檢定

企業(yè)的最高計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)裝置以及用于貿(mào)易結(jié)算、安全防護(hù)、醫(yī)療衛(wèi)生、環(huán)境監(jiān)測方面列入國家強(qiáng)制檢定目錄的工作計(jì)量器具等應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)制檢定。強(qiáng)制檢定由政府計(jì)量行政部門指定法定或授權(quán)的技術(shù)機(jī)構(gòu)進(jìn)行。強(qiáng)制檢定授權(quán)

企業(yè)開展強(qiáng)制檢定的計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)應(yīng)向有關(guān)政府計(jì)量行政部門提出申請，經(jīng)考核、授權(quán)后，執(zhí)行強(qiáng)制檢定工作。

計(jì)量及計(jì)量術(shù)語定義

計(jì)量器具分類方法

a)A類計(jì)量器具:計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器具（包括標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)）；用于貿(mào)易結(jié)算、安全防護(hù)、醫(yī)療衛(wèi)生和環(huán)境監(jiān)測方面，并列入強(qiáng)制檢定計(jì)量器具目錄的工作計(jì)量器具；用于工藝控制、質(zhì)量檢測、能源及經(jīng)營管理對計(jì)量數(shù)據(jù)要求高的關(guān)鍵部位的計(jì)量器具。b）B類計(jì)量器具:用于工藝控制、質(zhì)量檢測中有準(zhǔn)確度要求的計(jì)量器具；企業(yè)二級單位內(nèi)部核算的能源、物資管理用的計(jì)量器具；固定安裝在連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)裝置或生產(chǎn)線上，計(jì)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度要求較高但平時(shí)不允許拆裝的計(jì)量器具；使用頻次低、性能穩(wěn)定的計(jì)量器具。c）C類計(jì)量器具：對計(jì)量數(shù)據(jù)無嚴(yán)格準(zhǔn)確度要求的指示用計(jì)量器具；與設(shè)備配套不可拆卸的計(jì)量器具；對計(jì)量數(shù)據(jù)無嚴(yán)格準(zhǔn)確度要求的、性能不易變化的低值易耗計(jì)量器具；公司內(nèi)控的計(jì)量儀表器具。

計(jì)量及計(jì)量術(shù)語定義

計(jì)量器具A、B、C如何分類？按照國家標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量器具管理辦法，為保證重點(diǎn)計(jì)量器具的準(zhǔn)確可靠，要求實(shí)行A、B、C分類的管理方法，Q/SH0100—2009也明確了A、B、C分類的基本原則，但在如何把現(xiàn)場的各類計(jì)量器具有效分類，各個(gè)單位在實(shí)際操作中存在很多問題。就如何分類，我談以下幾點(diǎn)建議。⑴盡量減少A類計(jì)量器具的數(shù)量，避免地方政府的干預(yù)；A類計(jì)量器具必須由強(qiáng)制檢定資質(zhì)的單位檢定。建議：只要不與現(xiàn)金結(jié)算有關(guān)的計(jì)量器具最好不要列入A類計(jì)量器具。中石化分公司之間的原油、天然氣、商品油的計(jì)量器具可以不列為A類計(jì)量器具。⑵對于B類計(jì)量器具，可以由本企業(yè)或本單位的、經(jīng)過企業(yè)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)考核合格的檢測機(jī)構(gòu)實(shí)施檢定/校準(zhǔn)；中石化各分公司/子公司內(nèi)部的物料交接計(jì)量、分公司/子公司各二級單位內(nèi)部之間重要的關(guān)聯(lián)計(jì)量（如分礦計(jì)量）、重要的安全環(huán)保點(diǎn)安裝的計(jì)量器具都可以列為B。建議B類計(jì)量器具盡可能多一些。

計(jì)量及計(jì)量術(shù)語定義

計(jì)量器具A、B、C如何分類？⑶對于C類計(jì)量器具，有兩點(diǎn)值得思考，一是檢定/校準(zhǔn)/測試周期可以根據(jù)計(jì)量器具的使用頻次、穩(wěn)定性使用單位自行制定檢定/校準(zhǔn)/測試周期，而實(shí)行測試方法的須有測試規(guī)范經(jīng)且得到計(jì)量管理部門認(rèn)可，二是使用單位可以自行進(jìn)行測試，測試人員須有操作員證并出具測試報(bào)告。C類計(jì)量器具是生產(chǎn)現(xiàn)場用于一般性的監(jiān)控，如大罐液位計(jì)、低壓壓力表、非關(guān)聯(lián)核算的溫度計(jì)等，可以采用一個(gè)通過檢定部門檢定的計(jì)量器具在線核查的方式完成測試。

C類計(jì)量器具不僅減少送檢帶來的檢定費(fèi)用和許多麻煩，而且有利于生產(chǎn)運(yùn)行，避免因計(jì)量器具送檢耽誤生產(chǎn)，還能做到及時(shí)迅速地確保計(jì)量器具的安全可靠。特別重要的一點(diǎn)是，二級單位的計(jì)量管理部門必須建立分類規(guī)范，對在用的各類計(jì)量器具的用途進(jìn)行必要的說明。

計(jì)量及計(jì)量術(shù)語定義

計(jì)量及計(jì)量術(shù)語定義

第二章法定計(jì)量單位

第一節(jié)國際單位制第二節(jié)我國法定計(jì)量單位第三節(jié)法定計(jì)量單位的使用第四節(jié)天然氣計(jì)量常用的計(jì)量單位

國際單位制

國際單位制（SI）的基本單位

國際單位制

國際單位制導(dǎo)出單位

我國計(jì)量單位的構(gòu)成

我國法定計(jì)量單位我國法定計(jì)量單位是以國際單位制為基礎(chǔ)，結(jié)合我國的實(shí)際情況選用了若干其它單位而構(gòu)成，包括六部分：SI基本單位、SI導(dǎo)出單位、SI單位的倍數(shù)單位、國家選定的非國際單位制單位、由以上單位構(gòu)成的組合形式的單位、由詞頭和以上單位構(gòu)成的十進(jìn)倍數(shù)和分?jǐn)?shù)單位。

我國計(jì)量單位的構(gòu)成

我國非國際單位制單位。

我國計(jì)量單位的構(gòu)成

法定計(jì)量單位的使用

⑴組合單位讀寫順序與國際符號表示順序一致。⑵組合單位的數(shù)學(xué)符號“·”、“/”、和“x”的讀寫應(yīng)按以下規(guī)定：乘號“·”無對應(yīng)名稱，即不在讀；除號“/”讀為每，且無論分母中有幾個(gè)單位“每”字只在有除號的地方出現(xiàn)一次；乘方號“x”中的指數(shù)的相應(yīng)名稱一般是數(shù)字加次方，長度單位的2次或3次，應(yīng)讀為平方或立方，對于指數(shù)為-1的，應(yīng)讀為每。

天然氣常用的計(jì)量單位

長度：基本單位為m

常用的計(jì)量單位還有分米（dm）、厘米（cm）、毫米（mm）換算關(guān)系1m=10dm=100cm=1000mm壓力：基本單位為帕（Pa）常用的計(jì)量單位有千帕（kPa）、兆帕（Mpa）換算關(guān)系是1Mpa=1000kPa=10Pa溫度：基本單位是開（K）熱力學(xué)溫度和攝氏度的換算關(guān)系

天然氣常用的計(jì)量單位

第三章天然氣計(jì)量參數(shù)及測量方法

第三節(jié)流體壓力第四節(jié)流體溫度

第五節(jié)流體的密度

第六節(jié)流體粘度第七節(jié)壓縮因子第八節(jié)等熵指數(shù)第二節(jié)流量第一節(jié)天然氣特性

天然氣特性

1.天然氣組份天然氣是碳?xì)浠衔餅橹鞯幕旌衔铩Ｌ烊粴庵刑細(xì)浠衔镉屑淄?、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷和己烷，除碳?xì)浠衔锿?，還含有二氧化碳、硫化氫、氮?dú)?、水蒸氣等?.化合物的分子量

化合物的分子量是該化合物原子量的算術(shù)和。例：甲烷的分子量為一個(gè)碳原子量（12.011)和四個(gè)氫原子量（1.0079)之和，即16.043，而空氣的相對分子量29左右，因此，空氣的相對密度為1.000，計(jì)算得到甲烷的相對密度為0.5539。

天然氣特性

3.理想發(fā)熱量在標(biāo)準(zhǔn)參比條件下，氣體完全燃燒產(chǎn)生的熱量為理想發(fā)熱量。產(chǎn)生熱量物質(zhì)的主要是碳原子，碳原子多理想發(fā)熱量高，1立方米甲烷的理想發(fā)熱量33.356MJ，乙烷為59.362MJ、丙烷為94.978MJ、丁烷為110.463MJ。Y因此，天然氣的組份不同，單位體積產(chǎn)生的熱值相差很大，僅僅以體積計(jì)量進(jìn)行貿(mào)易結(jié)算很不合理，為此國家提出了用天然氣熱值進(jìn)行結(jié)算的國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T22723-2008《天然氣能量測定》，本標(biāo)準(zhǔn)于2009年8月1日正式實(shí)施。

天然氣特性

4.阿伏加德羅定律在相同的溫度和相同的壓力下，相同體積內(nèi)所包容的氣體分子數(shù)目是相同的。在標(biāo)準(zhǔn)參比條件下（273.15K、101.325kPa),1摩爾任何氣體的體積為22.4L，1摩爾所包含的分子數(shù)為這個(gè)數(shù)就稱為阿伏加德數(shù)。它是計(jì)算天然氣其它參數(shù)的基礎(chǔ)。

天然氣特性

5.理想氣體狀態(tài)方程

式中：

P——?dú)怏w的絕對壓力

V——?dú)怏w的體積

T——?dú)怏w的熱力學(xué)溫度

n——?dú)怏w的摩爾數(shù)

R——通用氣體常數(shù)

天然氣特性

6.真實(shí)氣體狀態(tài)方程

式中：

P——?dú)怏w的絕對壓力

V——?dú)怏w的體積

T——?dú)怏w的熱力學(xué)溫度

n——?dú)怏w的摩爾數(shù)

R——通用氣體常數(shù)

Z——?dú)怏w的壓縮因子

天然氣特性

7.真實(shí)氣體狀態(tài)轉(zhuǎn)換方程

其中：——?dú)怏w超壓縮因子

流量

1.流量的定義流體在單位時(shí)間內(nèi)流過管道或設(shè)備某橫截面的量稱為流量，流量可以是體積流量也可以是質(zhì)量流量。體積流量的單位為立方米/時(shí)，表示符號

質(zhì)量流量的單位為噸/時(shí)，表示符號：t/h或kg/h流量有瞬時(shí)流量和累積流量。

流量

2.氣體流量計(jì)的種類目前國內(nèi)廣泛使用的氣體流量計(jì)主要有三類：差壓式流量計(jì)、速度式流量計(jì)和容積式流量計(jì)。差壓式（節(jié)流）流量計(jì)有孔板、噴嘴、文丘里管及文丘里噴嘴、皮托管及阿牛巴。速度式流量計(jì)有渦輪流量計(jì)、超聲流量計(jì)、渦街流量計(jì)、旋進(jìn)旋渦流量計(jì)和V椎流量計(jì)。容積式流量計(jì)有腰輪流量計(jì)、刮板流量計(jì)、活塞流量計(jì)。

流量

流量

流量

流量

流量

流體壓力

流體壓力的定義

作用在單位面積上的力稱為壓力，單位為帕Pa(N/)，也常稱作帕斯卡。測量壓力的儀表叫壓力計(jì)或壓力表，通常在大氣壓下調(diào)零，壓力表測量的壓力稱表壓，而氣體狀態(tài)方程中的壓力是絕對壓力。流體的絕對壓力：

流體壓力

壓力傳感器英文名稱：pressuretransducer定義：能感受壓力并轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的傳感器。

力學(xué)傳感器的種類繁多，如電阻應(yīng)變片壓力傳感器、半導(dǎo)體應(yīng)變片壓力傳感器、壓阻式壓力傳感器、電感式壓力傳感器、電容式壓力傳感器、諧振式壓力傳感器及電容式加速度傳感器等。但應(yīng)用最為廣泛的是壓阻式壓力傳感器，它具有極低的價(jià)格和較高的精度以及較好的線性特性。

流體壓力

壓力傳感器的工作原理：某些晶體介質(zhì)，當(dāng)沿著一定方向受到機(jī)械力作用發(fā)生變形時(shí)，就產(chǎn)生了極化效應(yīng)；當(dāng)機(jī)械力撤掉之后，又會(huì)重新回到不帶電的狀態(tài)，也就是受到壓力的時(shí)候，某些晶體可能產(chǎn)生出電的效應(yīng)，這就是所謂的極化效應(yīng)。壓電傳感器中主要使用的壓電材料包括有石英、酒石酸鉀鈉和磷酸二氫胺。其中石英（二氧化硅）是一種天然晶體，壓電效應(yīng)就是在這種晶體中發(fā)現(xiàn)的，在一定的溫度范圍之內(nèi)，壓電性質(zhì)一直存在，但溫度超過這個(gè)范圍之后，壓電性質(zhì)完全消失（這個(gè)高溫就是所謂的“居里點(diǎn)”）。由于隨著應(yīng)力的變化電場變化微?。ㄒ簿驼f壓電系數(shù)比較低），所以石英逐漸被其他的壓電晶體所替代。而酒石酸鉀鈉具有很大的壓電靈敏度和壓電系數(shù)，但是它只能在室溫和濕度比較低的環(huán)境下才能夠應(yīng)用。磷酸二氫胺屬于人造晶體，能夠承受高溫和相當(dāng)高的濕度，所以已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。在現(xiàn)在壓電效應(yīng)也應(yīng)用在多晶體上，比如現(xiàn)在的壓電陶瓷，包括鈦酸鋇壓電陶瓷、PZT、鈮酸鹽系壓電陶瓷、鈮鎂酸鉛壓電陶瓷等等。

流體壓力

陶瓷式原理及應(yīng)用抗腐蝕的陶瓷壓力傳感器沒有液體的傳遞，壓力直接作用在陶瓷膜片的前表面，使膜片產(chǎn)生微小的形變，厚膜電阻印刷在陶瓷膜片的背面，連接成一個(gè)惠斯通電橋（閉橋），由于壓敏電阻的壓阻效應(yīng)，使電橋產(chǎn)生一個(gè)與壓力成正比的高度線性、與激勵(lì)電壓也成正比的電壓信號，標(biāo)準(zhǔn)的信號根據(jù)壓力量程的不同標(biāo)定為2.0/3.0/3.3mV/V等，可以和應(yīng)變式傳感器相兼容。通過激光標(biāo)定，傳感器具有很高的溫度穩(wěn)定性和時(shí)間穩(wěn)定性，傳感器自帶溫度補(bǔ)償0～70℃，并可以和絕大多數(shù)介質(zhì)直接接觸。陶瓷是一種公認(rèn)的高彈性、抗腐蝕、抗磨損、抗沖擊和振動(dòng)的材料。陶瓷的熱穩(wěn)定特性及它的厚膜電阻可以使它的工作溫度范圍高達(dá)-40～135℃，而且具有測量的高精度、高穩(wěn)定性。電氣絕緣程度>2kV，輸出信號強(qiáng)，長期穩(wěn)定性好。高特性，低價(jià)格的陶瓷傳感器將是壓力傳感器的發(fā)展方向，在歐美國家有全面替代其它類型傳感器的趨勢，在中國也越來越多的用戶使用陶瓷傳感器替代擴(kuò)散硅壓力傳感器。

流體溫度

溫度傳感器英文名稱：temperaturetransducer定義：能感受溫度并轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的傳感器。溫度傳感器是溫度測量儀表的核心部分，按測量方式可分為接觸式和非接觸式兩大類，按照傳感器材料及電子元件特性分為熱電阻和熱電偶兩類。

流體溫度

熱電偶工作原理

當(dāng)有兩種不同的導(dǎo)體和半導(dǎo)體A和B組成一個(gè)回路，其兩端相互連接時(shí)，只要兩結(jié)點(diǎn)處的溫度不同，一端溫度為T，稱為工作端或熱端，另一端溫度為TO，稱為自由端(也稱參考端)或冷端，則回路中就有電流產(chǎn)生，如下圖所示，即回路中存在的電動(dòng)勢稱為熱電動(dòng)勢。這種由于溫度不同而產(chǎn)生電動(dòng)勢的現(xiàn)象稱為塞貝克效應(yīng)。與塞貝克有關(guān)的效應(yīng)有兩個(gè)：其一，當(dāng)有電流流過兩個(gè)不同導(dǎo)體的連接處時(shí)此處便吸收或放出熱量(取決于電流的方向)，稱為珀?duì)柼?yīng)；其二，當(dāng)有電流流過存在溫度梯度的導(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)體吸收或放出熱量(取決于電流相對于溫度梯度的方向)，稱為湯姆遜效應(yīng)。兩種不同導(dǎo)體或半導(dǎo)體的組合稱為熱電偶。

流體溫度

熱電阻工作原理導(dǎo)體的電阻值隨溫度變化而改變，通過測量其阻值推算出被測物體的溫度，利用此原理構(gòu)成的傳感器就是電阻溫度傳感器。這種傳感器主要用于-200—500℃溫度范圍內(nèi)的溫度測量。純金屬是熱電阻的主要制造材料，熱電阻的材料應(yīng)具有以下特性：①電阻溫度系數(shù)要大而且穩(wěn)定，電阻值與溫度之間應(yīng)具有良好的線性關(guān)系。②電阻率高，熱容量小，反應(yīng)速度快。③材料的復(fù)現(xiàn)性和工藝性好，價(jià)格低。熱敏電阻溫度特性④在測溫范圍內(nèi)化學(xué)物理特性穩(wěn)定。目前，在工業(yè)中應(yīng)用最廣的鉑和銅，并已制作成標(biāo)準(zhǔn)測溫?zé)犭娮琛?/p>

流體溫度

鉑電阻

鉑電阻與溫度之間的關(guān)系接近于線性，在0～630.74℃范圍內(nèi)可用下式表示Rt=R0(1+At+Bt2)在-190～0℃范圍內(nèi)為Rt=R0(1+At+Bt2十Ct3)。式中：RO、Rt為溫度0°及t°時(shí)鉑電阻的電阻值，t為任意溫度，A、B、C為溫度系數(shù)，由實(shí)驗(yàn)確定，A=3.9684×10-3/℃，B=-5.847×10-7/℃2，C=-4.22×10-l2/℃3。由公式可看出，當(dāng)R0值不同時(shí)，在同樣溫度下，其Rt值也不同。

流體溫度

銅電阻在測溫精度要求不高，且測溫范圍比較小的情況下，可采用銅電阻做成熱電阻材料代替鉑電阻。在-50～150℃的溫度范圍內(nèi)，銅電阻與溫度成線性關(guān)系，其電阻與溫度關(guān)系的表達(dá)式為Rt=R0(1+At)(2-3)式中，A=4.25×10-3～4.28×10-3℃為銅電阻的溫度系數(shù)。

其它溫度傳感器：紅外溫度傳感器、模擬溫度傳感器、

AD590溫度傳感器LM135/235/335邏輯輸出型溫度傳感器

LM56溫度開關(guān)數(shù)字式溫度傳感器。

流體溫度

溫度傳感器發(fā)展趨勢

溫度傳感器的發(fā)展大致經(jīng)歷了以下三個(gè)階段；(1)傳統(tǒng)的分立式溫度傳感器(含敏感元件)；(2)模擬集成溫度傳感器/控制器；(3)智能溫度傳感器。國際上新型溫度傳感器正從模擬式向數(shù)字式、由集成化向智能化、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。目前國外推出的高精度、高分辨力的智能溫度傳感器，所用的是9~12位A/D轉(zhuǎn)換器，分辨力一般可達(dá)0.5~0.0625°C。由美國DALLAS半導(dǎo)體公司新研制的DS1624型高分辨力智能溫度傳感器，能輸出13位二進(jìn)制數(shù)據(jù)，其分辨力高達(dá)0.03125°C，測溫精度為±0.2°C。為了提高多通道智能溫度傳感器的轉(zhuǎn)換速率，也有的芯片采用高速逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器。進(jìn)入21世紀(jì)后，智能溫度傳感器正朝著高精度、多功能、總線標(biāo)準(zhǔn)化、高可靠性及安全性、開發(fā)虛擬傳感器和網(wǎng)絡(luò)傳感器、研制單片測溫系統(tǒng)等高科技的方向迅速發(fā)展。目前，智能溫度傳感器的總線總線主要有單線(1-Wire)總線、I2C總線、SMBus總線和spI總線。溫度傳感器作為從機(jī)可通過專用總線接口與主機(jī)進(jìn)行通信。

流體密度

流體密度的定義單位體積內(nèi)流體所具有的質(zhì)量，各種流體的密度都隨著流體的溫度、壓力改變而變化。密度的單位符號是：

天然氣密度的測量：天然氣流體的密度可以用氣體密度計(jì)直接測量，也可以通過分析化驗(yàn)天然氣的組分計(jì)算出天然氣的密度。

流體密度

流體粘度

流體粘度的定義

流體粘度是流體內(nèi)分子之間對剪切應(yīng)力阻抗的一種量度，是表征流體內(nèi)摩擦力的一個(gè)參數(shù)。對管流來說，流體粘度特性影響了流體在管道剖面的流速分布，從而影響了流量計(jì)的準(zhǔn)確性，特別是對速度式流量計(jì)。流體粘度分為動(dòng)力粘度和運(yùn)動(dòng)粘度。

流體粘度

動(dòng)力粘度

動(dòng)力粘度參數(shù)符號用μ。用兩塊等面積的平行板，其間用小間距的流體分開，施加穩(wěn)定的力于頂板上，使板帶動(dòng)液體勻速運(yùn)動(dòng)，而接觸底部固定板的液體不運(yùn)動(dòng)，施加的力、板面積和線性位移三者之間的關(guān)系是：而μ（動(dòng)力粘度）為：

流體粘度

動(dòng)力粘度單位是Pa·s。單位推導(dǎo)公式如下：工業(yè)上一般用“泊”來表示，1泊=1克/厘米·秒1泊=100厘泊1帕斯卡·秒=10泊

流體粘度

液體的粘度隨著壓力的升高而增大，隨溫度的升高而減小，而氣體的粘度隨著溫度的升高而增大，隨著壓力的升高盡管也變大，但變化很小。對于大多數(shù)氣體，在壓力達(dá)到10MPa時(shí)，粘度值仍然很小，在許多氣體流量測量中，粘度對流量計(jì)的計(jì)量影響甚微，通常取測量點(diǎn)的平均壓力和平均流動(dòng)溫度下的粘度值。天然氣是以甲烷為主的烴類氣體混合物，一般情況下，采用甲烷在測量狀態(tài)下的粘度值作為天然氣測量狀態(tài)下的粘度。美國AGANO3報(bào)告采用15.6℃、相對密度為0.65的平均粘度0.0103mPa.s來計(jì)算天然氣在管道中流動(dòng)的雷諾數(shù)。我國SY6143標(biāo)準(zhǔn)也采用這種方法確定天然氣的粘度。

流體粘度

運(yùn)動(dòng)粘度

動(dòng)力粘度參數(shù)符號用γ，將動(dòng)力粘度除以流體的密度即為流體的運(yùn)動(dòng)粘度。流體運(yùn)動(dòng)粘度的單位名稱是“斯”，符號是工業(yè)上為表示方便，一般用“厘斯”單位（cst)，即每秒平方毫米。1斯=10Λ6厘斯

雷諾數(shù)

雷諾數(shù)

表征流體在流動(dòng)時(shí)的慣性力和粘性力之比稱為雷諾數(shù)。雷諾數(shù)用符號ＲeD表示，將動(dòng)力粘度除以流體的密度即為流體的運(yùn)動(dòng)粘度。雷諾數(shù)是一個(gè)無量綱量

當(dāng)幾何相似的流速流動(dòng)時(shí)，雷諾數(shù)相同其流出系數(shù)相等。流出系數(shù)是差壓式（節(jié)流）流量計(jì)最重要的參數(shù)，是真實(shí)流量與理論流量的比率。

雷諾數(shù)

流出系數(shù)隨著雷諾數(shù)變化而變化，但當(dāng)雷諾數(shù)增大到某一數(shù)值時(shí)，流出系數(shù)的變化趨于穩(wěn)定，這時(shí)測定流出系數(shù)誤差小。對于孔板而言，法蘭取壓法ＲeD應(yīng)在10Λ6以上，角接取壓法ＲeD應(yīng)在2*10Λ5以上。根據(jù)流量的定義得出：再根據(jù)雷諾數(shù)定義公式：最終得出：

已知管道內(nèi)徑、流體流量（標(biāo)準(zhǔn)）、真實(shí)相對密度和動(dòng)力粘度就可以計(jì)算出流體的雷諾數(shù)。

等熵指數(shù)

等熵指數(shù)是氣相流體差壓式流量計(jì)測量流量的特有物性參數(shù)，用符號k表示。當(dāng)氣體流過差壓變送器的縮口截面后，氣體因壓力突變降低而體積膨脹，這時(shí)壓力和體積之間的關(guān)系為：

等熵指數(shù)

壓縮因子

壓縮因子的定義真實(shí)氣體與理想氣體之間的壓縮差異存在一個(gè)系數(shù)，該系數(shù)就是壓縮因子。理想氣體狀態(tài)方程真實(shí)氣體狀態(tài)方程

壓縮因子因氣體的組分不同而不同，且受溫度、壓力的影響，不同的壓力、溫度下壓縮因子不同。

壓縮因子

壓縮因子的計(jì)算

我國在天然氣流量測量中，一直用卡茲曲線圖確定天然氣的壓縮因子。具體步驟是：先分析出天然氣的組分，再根據(jù)各組分的物理化學(xué)參數(shù)計(jì)算出假對比壓力和假對比溫度，利用卡茲曲線數(shù)據(jù)求得天然氣的壓縮因子。

壓縮因子

壓縮因子

第一步：求天然氣假臨界參數(shù)。式中：假臨界壓力、溫度天然氣中某一組份的臨界壓力、溫度某一組份在天然氣中所占的摩爾分?jǐn)?shù)

壓縮因子

第二步：計(jì)算天然氣的假對比參數(shù)。式中：假臨界壓力、溫度P——天然氣流動(dòng)的絕對壓力T——天然氣流動(dòng)的熱力學(xué)溫度

壓縮因子

第三步：利用卡茲曲線圖求得壓縮因子。也可以用卡茲擬合計(jì)算公式計(jì)算出壓縮因子。

利用對比理論和卡茲曲線圖，求得的天然氣壓縮因子的計(jì)算平均值誤差小于±1.0%。

壓縮因子

為了提高天然氣壓縮因子的計(jì)算準(zhǔn)確度，美國氣體協(xié)會(huì)AGA進(jìn)行了大量的研究工作，提出了PARNX—19方程來計(jì)算壓縮天然氣的超壓縮因子。PARNX—19方程使用范圍：天然氣相對密度：0.0554～0.75溫度：-40～115℃壓力（表壓）：0～34.45MPaCO2和N2的摩爾分?jǐn)?shù)分別小于0.15%由此計(jì)算得到的壓縮因子平均值誤差小于±0.5%

壓縮因子

另外，利用摩爾密度法AGA8—92DC計(jì)算方法，壓縮因子的計(jì)算值平均誤差小于±0.1%，超壓縮因子的計(jì)算值平均誤差小于±

0.05%。利用相關(guān)物性參數(shù)法SGERG—88計(jì)算方法，也可以使壓縮因子的計(jì)算值平均誤差小于±

0.1%，超壓縮因子的計(jì)算值平均誤差小于±

0.05%。

注：利用對比狀態(tài)理論、PARNX—19方程、摩爾密度法AGA8—92DC和相關(guān)物性參數(shù)法SGERG—88四種方法求天然氣壓縮因子，計(jì)算的過程越復(fù)雜、檢測的項(xiàng)目越多準(zhǔn)確度越高，但經(jīng)濟(jì)投入也大。在天然氣計(jì)量站計(jì)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，應(yīng)根據(jù)天然氣交接雙方的要求、計(jì)量站規(guī)模來確定天然氣壓縮因子的計(jì)算方法。

其它參數(shù)

（1）臨界壓力、溫度臨界溫度是指氣體在高于此溫度下，無論施加多大的壓力，氣體也不會(huì)液化，不同的氣體臨界溫度不同。臨界壓力是指氣體在臨界溫度處，是氣體液化的壓力。（2）超壓縮因子（3）相對密度：在相同溫度、壓力下，天然氣的密度與空氣密度之比。注：在天然氣計(jì)量中理想密度和真實(shí)密度、理想相對密度和真實(shí)相對密度，其中的計(jì)算公式應(yīng)了解。

其它參數(shù)

ISO13223規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)參比條件：

101.325kPa,15

℃

美國的標(biāo)準(zhǔn)參比條件：

14.7psi,60℉

歐洲的標(biāo)準(zhǔn)參比條件：

101.325kPa,0或15℃

我國的標(biāo)準(zhǔn)參比條件：

101.325kPa,20℃

相關(guān)參數(shù)測量及計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)分類

相關(guān)參數(shù)測量及計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)分類

相關(guān)參數(shù)測量及計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)分類

第四章天然氣計(jì)量系統(tǒng)技術(shù)要求

第二節(jié)計(jì)量系統(tǒng)的分級第三節(jié)計(jì)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求

第四節(jié)流量計(jì)選型原則第五節(jié)新建/擴(kuò)建計(jì)量系統(tǒng)的驗(yàn)收第六節(jié)計(jì)量系統(tǒng)不確定度評估第一節(jié)計(jì)量系統(tǒng)等級及配備要求

計(jì)量系統(tǒng)等級及配備要求

天然氣計(jì)量系統(tǒng)是確保天然氣計(jì)量準(zhǔn)確可靠的計(jì)量儀表、配套流程、檢定/校準(zhǔn)、期間核查等模塊的集合。2001年我國參照歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN1776：1998和國際計(jì)量組織OIML/TC8/TC7發(fā)布的《氣體燃料計(jì)量系統(tǒng)》，發(fā)布了國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T18603—2001《天然氣計(jì)量系統(tǒng)技術(shù)要求》。

計(jì)量系統(tǒng)等級及配備要求

EN1776：1998對計(jì)量系統(tǒng)等級及配置要求

計(jì)量系統(tǒng)等級及配備要求

GB/T18603—2001對計(jì)量系統(tǒng)等級及配置要求

計(jì)量系統(tǒng)的分級

OIMLR140：2007對計(jì)量系統(tǒng)的分級

計(jì)量系統(tǒng)的分級

OIMLR140：2