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流量測量工具軟件的開發與應用

點擊次數:2535 發布時間:2010-03-15
 

      本文從貫徹、執行流量測量有關標準及規程出發,論述了開發、應用流量測量工具軟件的必要性,并介紹了目前國內開發的幾個流量測量工具軟件。
(關鍵詞):流量測量,標準,檢定規程,工具軟件。

概述
*,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,呈現出復雜的函數關系,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流式流量計為例,每一臺流量計節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,國家標準《GB/T2624-93 流量測量節流裝置 用孔板、噴嘴和文丘里管測量充滿圓管的流體流量》雖已發布多年,但貫徹情況并不理想。
隨著電子技術的發展,特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。同樣以計算節流件的開孔徑為例,一個經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、可膨脹系數等測量流量必須的參數,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程或制訂新的檢定規程就是必須的了。
2005年9月5日國家質量監督檢驗檢疫總局發布了中華人民共和國計量檢定規程《JJG1003-2005 流量積算儀》。《JJG1003-2005》檢定規程的一個重要特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,檢定的理論值完全按有關國家標準給出的數學模型計算得到。如無相應軟件支持,檢定規程是無法實施的。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 流量測量節流裝置設計計算及管理軟件》。
該軟件完全符合《GB/T2624-93流量測量節流裝置  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流裝置設計計算特別是現場儀表的管理發揮了不可或缺的作用。
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、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 流量測量節流裝置設計計算及管理軟件(標準版)》
2003年標準化組織發布了新的標準《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、可膨脹系數的計算及直管段的要求上有很大變化,鑒于我國相應的國家標準還未修改。《LG-ISO5167-01 WIN版 流量測量節流裝置設計計算及管理軟件(標準版)》的開發將滿足流量測量技術發展和與接軌的需要。
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年國家發展和改革委員會發布了《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。該軟件的開發為新的天然氣流量測量標準的順利實施創造了有利條件,使天然氣的流量(能量)貿易計量更為科學、準確、便捷。
5.《MQ-ISO5167-01WIN版城鎮人工煤氣流量測量標準孔板設計及管理軟件(標準版)》
   該軟件的流出系數及可膨脹系數符合《ISO5167:2003(E)》,流體的物性值(密度、壓縮系數、粘度、等熵指數、濕度)及不同狀態流量的換算,完全按《GB/T18215-2000城鎮人工煤氣主管道流量測量 *部分:采用標準孔板節流裝置的方法》的要求計算。
6.《FIMJ-01-WIN版流量積算儀檢定軟件》
2005年9月5日國家質量監督檢驗檢疫總局發布了中華人民共和國計量檢定規程《JJG1003-2005 流量積算儀》。貫徹檢定規程,將改變目前我國流量積算儀表無據可依的混亂狀態,使我國流量積算儀表的研究、設計、生產、使用進入一個新的、科學的、規范的階段。對流量測量的量值統一、解決能源計量貿易糾紛、提高企業乃至全社會能源計量管理水平具有重要意義。
《JJG1003-2005》檢定規程的一個重要特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,檢定的理論值完全按有關國家標準給出的數學模型計算得到。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規程內容的檢定軟件,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合開發了《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數據采集系統等)型式檢定、出廠檢定、周期檢定以至在線儀表進行現場檢定的需要。
6.1流量計算公式完全符合相應的標準 
﹒當一次儀表為標準節流件時,其流量計算符合《GB/T2624-93 流量測量節流
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。或符合《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》標準。
﹒當一次儀表為非標準節流件、其它差壓儀表、脈沖輸出型儀表、電流輸出型儀表時,軟件對實流標定數據進行處理,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 城鎮人工煤氣主管道流量測量 第1部分:采用標準孔板節流裝置的方法》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zui通用也具性的理想氣體狀態方程進行計算并按R-K公式作壓縮系數修正。
·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、溫度的轉換誤差。
6.2軟件為漢字界面,參數定義明確,量綱清楚。
7.《TRZ-01WIN版天然氣氣質數據計算軟件》
天然氣在我國的廣泛應用,不少城市不僅民用、商用而且工業也廣泛應用天然氣,天然氣的經營管理者需要了解天然氣的質量,因而要求計算天然氣的一些物性參數如高位發熱量、密度、相對密度、壓縮因子、沃泊指數等,《TRZ-01WIN版天然氣氣值數據軟件》的開發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
工作溫度
工作壓力
流體粘度
等熵指數
摩爾密度
壓縮因子
工況密度
·參比條件下參數
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熱量
真實氣體低位摩爾發熱量
真實氣體高位質量發熱量
真實氣體低位質量發熱量
真實氣體高位體積發熱量
真實氣體低位體積發熱量
沃泊指數W
8.《V形內椎流量計計算軟件》
   V形內錐流量計是一種型的節流式流量計,由于其*的優勢,在國內發展很快,但由于它是非標節流件,按標準規定需要逐臺實流檢定,求出流出系數,用戶在使用時,選擇變送器量程及現場檢驗,都需要進行復雜的計算,很不方便,《V形內椎流量計計算軟件》很好地解決了這一問題,它可以對標定數據處理,求出流出系數及可膨脹系數,還可用于選擇差壓變送器及現場儀表校驗。
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,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,許多企業紛紛開發出以單片機為核心的智能儀表,甚至是完全滿足標準計算要求的流量計算機;也有一些企業致力于流量測量工具軟件的開發與應用,有了這些工具軟件,對流量測量的研究、流量儀表的開發、生產、檢定、現場校驗以及管理帶來方便,同時也為流量量值的統一創造了條件。總之,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、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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