计量基本知识

计量

第一部分 计量基本知识： 一、计量管理概论：

1、计量的一般概念及其发展概况：

计量发展的历史是与社会进步联系在一起的，它是人类文明的一个重要组成部分。

人类在认识和改造大自然的过程中，通过思维对自然界的各种现象进行大量的比较，这种用比较方法来确定事物“量”的大小的过程，就是早期“测量”的概念。测量既然是一个“比较”过程，必然需要一个比较物作为测量的“标准”。最初作为比较的标准也是任意的，它会因人、因事、因时而改变。随着人类生产力的发展，人们的劳动成果有了剩余，开始出现了物物交换，出现了商品和商品流通。商品的流通必须遵循“等价交换”的原则，而经济利益又使人们在交换中“斤斤计较”，这就要求对同一物体在不同的地点，经不同的人的测量结果必须一致，这就是早期的“计量”概念。

计量是以确定量值为目的的一组操作。计量属于测量的范畴，也可以说是一种特殊形式的为使被测量的单位量值在允许范围内溯源到基本单位的测量。起初的测量方法是原始的，单位是任意的。当商品交换、分配形成社会活动的时候，就需要测量的统一，即在一定的准确度内对同一物体在不同地点达到其测量结果的一致。为此，就要求以法定的形式建立统一的单位制，复现出基准、标准，并以这种基准、标准来检定测量计量器具，保证量值准确可靠，这就出现了“计量”。因此，计量的含义可以理解

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为“实现单位统一，量值准确可靠的测量，它涉及整个测量领域”，或者说“是以单位统一，量值准确一致的测量，它对整个测量领域起指导、监督、保证和仲裁作用。”

计量应包括计量学、计量经济、计量法制、计量组织和计量管理等内容。

2、计量学的分类：

计量学是计量的基础，它是研究测量、保证测量统一和准确的科学。计量学包括的专业很多，应用范围十分广泛。我国目前大体上按专业分为十大类，即几何量计量、温度计量、力学计量、电磁学计量、电子计量、时间频率计量、电离辐射计量、光学计量、声学计量、标准物质计量。 3、计量工作的特点：

（1） 统一性：统一性是计量工作的本质特征，它主要反映在横

向和纵向两个方面。横向的统一指统一的国家计量标准和计量制度，并且要同国际上的计量制度和计量标准统一起来。纵向的统一是指把全国各部门、各单位所使用的不同准确度等级的测量器具所体现的量值统一到国家基准上来。

（2） 准确性：“准”是计量工作的核心。 （3） 广泛性和社会性

（4） 法制性：由于计量工作具有以上几个特点，也就决定了计

量工作必须具有法制性。如果没有法制性，那么统一性、准确性、广泛性和社会性也就难于实现。

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4、计量管理的概念和特征：

计量管理就是有效合理地协调和组织实施国家计量法令、方针、政策和社会进步所赋予计量学、计量法制、计量组织、计量经济方面的职责以及所从事的各项工作。

计量管理的特性除了具有计量工作的四个特点（统一性、准确性、广泛性和社会性、法制性）外，还具有权威性、技术性、服务性、群众性的特点。

5、计量管理的任务和内容：

计量管理的任务是由国家计量管理的模式决定的，而国家计量管理的模式又是由国家的管理体制和经济体制所决定的。

我国计量管理的模式是统一立法，区别管理。计量管理的任务是根据计量工作的任务来确定的。我国计量工作的任务概括地讲就是“统一国家计量制度，保证全国量值准确可靠，维护社会经济秩序，为各行各业和人民生活提供计量保证。” 二、 计量名词术语：

1、 量：可以定性区别并能定量确定的现象或物体的属性； 2、 量值：由数据和计量单位和乘积所表示的量的大小； 3、 量的数值：量值的纯数字部分； 4、 计量单位：

单位是用以定量表示同类量量值大小而约定采用的特定量。 计量单位是人为规定的特定量，其特点为： （1） 单位是比较的尺度；

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（2） 它用以表示同种量的大小； （3） 它前面的数字一定为1；

（4） 它要有具体的名称、定义，并可复现； 5、 测量：

以确定被测对象量值为目的的全部操作。简单地说，把一个已知的量与未知的量进行比较，从而确定未知量的大小的过程，即为测量。

测量有三个基本特点：

（1） 测量的目的是要确定被测量的量值大小； （2） 测量的对象是被测量的“量”

（3） 测量的过程是一个实验过程和操作过程。 6、 计量

实现单位统一和量值准确可靠的测量。狭义地理解，计量是一种特定形式的测量；广义地理解为计量是为实现“统一”和“准确”这一过程的全部操作。

计量具有如下三个特征：

（1） 统一性：这是测量的根本目的； （2） 准确性：它是计量统一的前提； （3） 法制性：它是保证统一的手段；

概括起来，“统一是目的，准确是基础，法制是手段”。 7、 计量器具：

用以直接或间接测出被测对象量值的装置、仪器仪表、器具和用于统一量值的标准物质。

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计量器具包括计量基准器具、计量标准器具和工作计量器具三大类。

所谓计量基准器具即国家计量基准器具，简称计量基准，是指用以复现和保存计量单位量值，经国务院计量行政部门批准作为统一全国量值最高依据的计量器具；

所谓计量标准器具，简称计量标准，是指准确度低于计量基准的、用于检定次级计量标准或工作计量器具的计量器具。 8、 检定规程：

为评定计量器具的计量性能，作为检定依据的具有国家法定性的技术文件。

检定规程的内容包括：检定规程的适用范围、计量器具性能、检定项目、检定条件、检定方法、检定周期以及检定结果的处理。 9、 强制检定：

由县级以上人民政府计量行政部门指定的法定计量检定机构或授权的计量检定机构对强制的计量器具实行的定期定点检定。

强制检定的计量器具包括三部分： （1） 社会公用的计量标准器具；

（2） 部门和企业、事业单位使用的最高计量标准器具；

（3） 用于贸易结算、安全防护、医疗卫生、环境监测方面的列入

强制检定项目的工作计量器具

三、 法定计量单位：

1、 实行法定计量单位的意义：

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所谓法定计量单位，是国家以法定的形式明确规定允许在全国范围内统一实行的计量单位。

实行法定计量单位是进一步统一我国计量制度的重要决策。它彻底结束了多种计量单位制并存的现象，使我国的计量单位达到完全统一。由于法定计量单位是以国际单位制为基础的，所以除了国内计量单位统一外，还可以与国际上的计量单位取得一致。 2、 我国法定计量单位的内容：

我国的法定计量单位包括：国际单位制的基本单位、国际单位制的辅助单位、国际单位制中具有专门名称的导出单位、国家选定的非国际单位制单位、由以上单位构成的组合形式的单位、由词头和以上单位所构成的十进倍数与分数单位。 3、 计量单位的使用规则：

1）组合单位的中文名称与其符号表示的顺序一致，符号中的乘号没有对应的名称，除号的对应名称为“每”字外，无论分母中有几个单位，“每”字只能出现一次。例如：力矩的单位N2m的名称为“牛顿米” ；速度的单位m/s的名称为“米每秒”。

2）乘方形式的单位名称，其顺序应是指数名称在前（由数字加“次方”二字），单位名称在后。在特殊情况下，对于长度的2次幂和3次幂，表示面积和体积时，则相应的指数名称为“平方”和“立方”，其余则为“二次方”和“三次方”。 例如：断面惯性单位m4的名称为“四次方米” ；体积单位m3的名称为“立方米” ；而断面系数单位m3的名称为“三次方米”

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3） 写法定计量单位时，不加任何表示乘或除的符号或其他符号。例如：电阻率的单位的名称为“欧姆米” ，而不是“欧姆2米” 、“欧姆-米”

四、 误差理论及数据处理： 1、 有关误差的名词术语：

（1） 测量误差：测量结果与被测量真值之差

（2） 量的真值：被测量的量本身所具有真实大小。量的真值是

一理想的概念，通常用计量学约定真值、标准器具相对真值、测量平均值等作为真值。

（3） 修正值：真值与测量值之差。在数值上为测量误差的相反

数。理论上讲，测量值加上修正值可得被测量的真值。 （4） 系统误差：

在偏离测量规定条件时或由于测量方法所引入的因素，而产生按某确定规律变化的误差。系统误差包括已定系统误差和未定系统误差。已定系统误差是指符号和绝对值已经确定的系统误差，未定系统误差是指符号或绝对值未经确定的系统误差。 （5） 随机误差：

在实际测量条件下，多次测量同一量值时，误差的绝对值和符号以不可预定方式变化着的误差。

随机误差及其出现的概率遵从正态分布的形式，具有如下的特点： b、

单峰性：绝对值小的误差出现的概率比绝对值大的误差

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出现的概率大；

c、 d、

对称性：绝对值相等的正负误差出现的概率相等； 抵偿性：在实际测量条件下对同一量进行测量，其误差的算术平均值随测量次数的增加趋于零；

e、

有界性：绝对值很大的误差出现的概率近乎为零，亦即误差有一定的实际界限。

2、 测量误差的表示方法：

1） 绝对误差：绝对误差的定义为某量的测量值与其真值之差，即

绝对误差=测量值－真值。

2） 相对误差：绝对误差与某约定值之比称为相对误差。当该约定

值为真值时，称为实际相对误差（即实际相对误差=绝对误差/真值）；当该约定值为示值或测量值时，称为示值相对误差（即示值相对误差=绝对误差/示值）。

3、 测量误差的来源：

在测量的过程中，误差产生的原因可归纳为以下几种：

1） 装置（备）误差：所谓装置的误差，是指由于装置本身结构调

整及量值等没有达到理想状态而产生的误差，又可分为：标准器误差、仪器（仪表）误差、附件误差。

2） 环境误差：由于各种环境因素与要求的标准状态不一致而引起

的计量装置和被测量本身发生变化，由此而产生的误差 3） 人员误差：因测量者生理上的最小分辨力、感觉器官的生理变

化、反应速度和固有习惯等引起的误差

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4） 方法误差：由于测量方法或计算方法不完善所引起的误差。 4、 有效数字与数据修约规则

1）、有效数字：有效数字指该数字在一个数量中所代表的大小。有效数字的位数称为有效位数。在记录时，只保留一位不准确的数字，其余的数字均为准确已知数字，称此时记录的数字均为有效数字。在有效数字的使用过程中，应特别注意“零”在数字中所处位置的不同，其表现的有效位数亦不同。简而言之，零在数前不计位数，零在数中或数后皆计位数，整数后面的零可以是有效位数，也可以不是有效位数。 2）数据修约规则：

若以保留数字的末位为单位，则必须遵循： （1） 它后面的数字大于0.5时，末位进1； （2） 它后面的数字小于0.5时，末位不进；

（3） 它后面的数字恰好是0.5时，则将末位凑成偶数，即末位是奇数时

则进1，末位为偶数时末位不变，亦称为奇进偶不进。

例如：将下列数字变为只留一位小数，则得

12.354－12.3 12.367－12.4 12.356－12.4 12.350－12.4 12.450－12.4 3）有效数字的运算法则：

（A） 加减运算：以小数点后位数最少的为基准，其余各数均比该数

多一位，最后结果一般多取一位。

（B） 乘除运算：当几个数作乘除运算时，以有效位数最少的为准，

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其余各数均比该数多取一位，结果也多取一位。

（C） 幂运算：作乘方或开方运算时，结果应比运行前多取一位。 第二部分 天然气的流量计量

一、概述

天然气的流量计量属于气体流量计量的范畴，它可分为跨行业跨部门的外输交接计量和生产装置内的过程监测计量两部分。前者的特点是以总量（累积流量）为计量对象，流量直接关系到计量交接双方的经济效益，故要求计量的准确度高，这类计量仪表属于强制检定计量器具；而后者主要以监测生产装置内工艺过程和物料平衡为目的，它的对象是瞬时流量，其准确度可以低一些，但可靠性要求要高。 1、 流量计量中常见的名词术语 （1） 管流：流体充满管道的流动

（2） 动流：流过测量横截面的流量以一常数值为中心随时间有波动的

流动

（3） 多相流：两种或两种以上不同相的流体一起流动称为多相流。当

只有两相流体一起流动时通常称为两相流。

（4） 临界流：流体流经节流装置（如喷嘴、文丘里管）喉部，下游与

上游侧绝对压力比小于或等于临界值时的流动。 （5） 流量：

流体在单位时间内流过管道或设备某处横截面的数量称为流量，它可用体积流量Q和质量流量qm两种方法表示。

流体的体积流量Q等于液体流速υ与流通截面F之积，即

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（4） 理论取压

其主要特征是标准孔板上游侧取压孔轴线位于距孔板上游端面的距离为（0.9~1.1）D的位置上，下游侧取压孔轴线位于距孔板下游端面的距离为（0.3~0.84）D的位置上（D为测量管的内径）。 （5） 损失取压

其主要特征是标准孔板上游侧取压孔轴线的位置应在上游没有流体扰动的位置上，下游取压孔轴线应在流体恢复稳定时的位置上。

在日常的天然气计量中，使用得最多的是法兰取压和角接取压。

标准孔板节流装置在结构上应满足下述要求： （1）

节流装置的结构和它在管道中的安装方法，必须能保证它的开孔中心和管道中心轴线同心，并保证它的端面与管道轴线垂直。

（2）

在压差较小的场合最好采用环室取压。

3、 高级孔板切换阀 1）高级孔板切换阀

高级孔板切换阀是针对传统的标准孔板节流取压装置（法兰取压装置）在更换孔板时需要对测量管段停气、孔板拆装困难（特别是大口径测量管）、安装质量难于保证等难题而研制出来的一种新型取压装置。它除了具有传统取压装置所具有的技术性能外，还具有不停气、

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快速更换孔板，操作迅速简便，每次提取或更换孔板只需3~5min。特别适用于主管道不允许停止介质输送的管道中作流量计量用，既免去了设置旁通管路，又减少了占地面积和简化了工艺流程。本阀是法兰取压型式，孔板的设计，制造符国家计量标准。

结构说明：

（1） 本节流装置为孔板式，上下游取压孔按标准规定对称分布于孔板两侧。

（2） 由上阀体和下阀分别构成上、下两个阀腔，节流装置工作时，由滑板机构将上下两阀腔通路封死。

（3） 孔板与导板组成一体，提取孔板时，扳动手柄打开滑板使上下两阀腔连通，摇动提升机构和即带动导板及孔板至上阀腔。关闭滑板，介质继续输送。打开压板盖板，孔板即可取出。 2）孔板阀的安装使用注意事项：

（1） 孔板阀既可水平安装，也可垂直安装，安装时应使介质流向与阀

体所示方向一致。

（2） 安装时，与管道连接处就清洗无污物，并有管架或底座支承。 （3） 管道吹扫时，应先提出孔板，提出或放入孔板时应严格按操作规

程（见阀体上部操作程序牌）进行。

（4） 测量气体有脏物或可能出现凝析液时，应定期打开阀体底部的排

污阀进行排除。

（5） 阀投入使用后，应每月定期运转操作一次，并注入密封脂。 3）高级孔板阀清洗、检测操作步骤：

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（1） 停止计量表。

（2） 打开孔板上阀体上的平衡阀，用专用摇把顺时针摇动上下阀体分

界处的滑阀，使滑阀打开，上下腔连通。

（3） 逆时针方向摇动孔板导板轴，将孔板导板提升至上阀腔内，再摇

滑轴，关闭滑板。

（4） 关闭平衡阀，打开上阀体放空，排尽上阀腔内的气体。 （5） 拧松压紧盖板螺丝，取出顶板及压板，逆时针摇动上阀体孔板导

板轴，提出导板。

（6） 清洗导板、孔板，如需测量孔板外径（或更换孔板），可将孔板

沿无孔板阻挡台阶的一面推出。

（7） 将孔板装入导板（装孔板时就注意孔板的正反面），并将清洗后

的导板、压盖顶板各处涂上黄油保养。

（8） 将装好孔板的整个导板垂直放入压板槽内，装好顶板，并拧紧螺

栓。

（9） 将阀体压板垂直放入压板槽内，装好顶板，并拧紧压紧螺丝。 （10） 打开上下阀体的平衡阀，验漏合格后，逆时针摇动滑阀轴，

使滑阀打开，摇动上、下阀体的导板轴，使导板送入下阀体内；顺时针摇动滑阀轴，使滑阀关闭；关闭上下阀体平衡阀。 （11） 旋转阀体密封脂盒压盖，缓慢注入密封脂。

（12） 打开上阀体放空阀放空，无气流后关闭放空阀，然后使仪表

投入运行。

三、CWD型双波纹管差压计

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差压计是差压式流量计的组成部分之一。工业上采用的差压计主要有玻璃管U型差压计、膜片式和双波纹管式差压计等。目前在油田天然气计量中最广泛采用的是CWD型双波纹管差压计。CWD-430型双波纹管差压计除了能显示记录节流装置前后的差压信号外，还能记录孔板上游侧取压孔处的静压力。

1）、CW型双波纹管差压计的型号编制解释

表示差压计 表示波纹管

E：表示波纹管的直径为200mm，差压小于1.6kPa

C:表示波纹管的直径为95mm，差压大于或等于100kPA

波纹管直径 D:表示波纹管的直径为95mm, 差压为：6~60kPa

0: ：表示批示式

读数方式 4：圆图记录式（钟表驱动）

6 ：圆图记录式（电动机驱动） 1 ：表示单参数

参数指示型

3：表示双参数

7 ：表示为指示Ⅰ型（ 45°） 8 ：表示为指示Ⅱ型（ 270°）

C W □—□ □ □

附加装置 0 ：表示无附加装置

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2：表示带积算器 4：表示带气变送装置

6：表示带电变送装置（电压输出） 7：表示带电变送装置（电压输入）

如型号为CWD-430的差压计，它表示：差压计为双波纹管差压计，差压计的波纹管直径为95mm，采用圆图记录钟表驱动，记录双参数（差压、静压），差压计无附加装置。 2）CWD型双波纹管差压计的结构组成：

CWD型双波纹差压计由差压测量部分、差压显示部分和静压测量部分这三大部分组成。其各部分组成为：

（1） 差压测量部分：由波纹管、阻尼阀、扭力管、中心座、量

程弹簧组、外壳等组成；

（2） 差压显示部分：由四连杆机构、驱纸机构、面板、表门、

限位器、记录卡片、墨水瓶、毛细管等组成；

（3） 静压测量部分：由静压弹簧管、四连杆机构等组成。 3）双波纹管差压计的主要特点：

（1） 不使用有毒介质（水银）；无需电源，彻底解决防爆问题； （2） 采用焊接波纹管，其有效面积可达到一致，从而可消除差压计在

高静压力下工作所引起的静压测量误差；

（3） 具有阻尼作用，可以调整仪表的反应时间，故可用于振动和振幅

较大的场合；

（4） 具有单向过载保护装置，即使仪表在使用过程中差压超过测量范

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围或单向受压，也能保证仪表的测量元件不受损坏；

（5） 仪表的互换性好，只要改变量程弹簧组，便可大范围改变仪表的

量程；

（6） 使用环境条件要求不高，-30~+60℃ （7） 易于维修； （8） 比较经济。

3）双波纹管差压计记录图纸：

双波纹管差压计使用的记录图纸均为圆形记录图纸。CWD-430差压计采用钟表驱动，记录图纸顺时针方向转动，每24h转一圈，记录纸的直径为300mm，满刻度半径为140mm，零刻度线半径为28mm。常用的记录图纸有下列三种。

（1） 差压记录图纸（亦称等格记录图纸）

记录图纸由间距相同的同心圆构成。读数用最大差压值（量程）或最大静压值（量程）的百分数来表示。

H=Hmax·H′/L P=Pmax·p′/L

式中Hmax，Pmax——分别为差压计差、静压的量程； H′、P′——差压计指示的差、静压格数； L——记录图纸（卡片）的最大格数； H，P——指示格数下对应的差、静压值。 （2） 流量记录图纸

流量记录图纸也称为开方记录图纸，是现场天然气计量中使用得

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最多的一种流量卡片。这种卡片不标出流量或压力的具体数值，而只标出相等于最大量程的平方根的分数值。现场一般使用规格为0~100%的开方卡片。

H= Hmax·H′2/L2 P=Pmax·p′2/L2

（3） 综合记录图纸

综合记录图纸是等格记录图纸和流量记录图纸相间混合组成，即记录图纸一个小时为等格，另一个小时为开方格，相互间隔。 4）双波纹管差压计的日常操作： （1） 时钟上条

上条前按箭头所示方向上紧，避免反向和上条过紧。上紧一次一般可持续运行3昼夜，因此至少应隔2~3天才上一次发条。 （2） 更换卡片

每天更换一次。更换时先将抬笔架按起，用手轻拉起记录纸夹紧器，取出记录过的卡片，更换一张新的卡片，对准时间弧线，使其差压记录笔尖牌工作时间相对应的时间弧线上,然后上紧记录纸夹紧器,放下抬笔架,使记录笔尖与记录纸相接触.更换时必须注意避免用手抬笔杆,以免弄松笔杆,注意保护记录图纸的中心孔,否则记录不准. （3） 排除毛细管内的空气泡

毛细管中有气泡后,墨水的张吸将受阻,会影响记录笔的自动记录,因此必须排除气泡.方法是:一手堵住墨水瓶(或橡皮泵)上通大气的小孔,一手轻压墨水瓶加压,排除气泡,直至毛细管中看不到气泡为止.

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（4） 开表操作

①检查仪表,时钟上条加墨水并排尽毛细管中的气泡,将差压笔尖对准卡片时间弧线.

②检查导压管及仪表上各阀门的开关位置是否正确.先打开仪表阀,关闭高低压阀,然后关闭仪表管路上的放空阀,再缓开孔板上下导压阀.

③缓开仪表高低压阀,然后关闭平衡阀,仪表开始工作. （5） 关表操作 ①打开仪表阀. ②关闭上下游导压阀.

③打开仪表管路上的放空阀,观察差压指针是否回到零位,静压指针是否回到大气压相应压力的格数上.

④最后关仪表高低压阀,使仪表牌安全停止工作状态.有隔离的仪表操作必须注意保证二隔离器隔离液的平衡,以免引起计量误差. （6） 仪表记录笔零位的调整

先按关表操作步骤进行关表,如差压不回零位,静压不回到起始格,则可用手扶着记录笔杆上方的偏心螺钉底部,另一手用小螺丝刀拨动偏心螺钉,使笔尖落到零位或起始格. （7） 流量计日常运行范围的规定

要求流量计的差静压应在流量计记录图纸(开方卡片)的30~90格之间运行,最好是在70~80格之间,最低运行范围是25格,最高运行范围是95格,如果流量计运行范围超过规定允许范围,将会使流量计计量准确

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度降低,仪表的灵敏度也将降低,因此,一旦流量计的运行范围超过规定,就应对计量参数进行调整。

常用的调整方法有： ①改变孔板的开孔直径； ②改变差压计的是量程； ③控制气量

5）波纹管差压计的日常维护及保养

(1) 仪表必须按规定进行定期检定,检定必须按检定规程进行. (2) 定期检查仪表差压零位和静压起始格的位置,如果发现有小范围的位置偏移,可通过记录笔调零螺钉使之复位,如果零位偏移位置大(大于10格),则应对仪表实施重新检定.

(3) 运行中如发现仪表示值有异常现象时,应定期对仪表进行全面检查校验

(4) 在气质可能出现凝析液及气温较低的情况下,应定期仪表导压管路进行放空,排污及蒸汽吹扫. (5) 每年应对仪表的测量室清洗检查一次. (6) 日常应保持仪表内外的整洁. 6) 双波纹管差压计的日常管理规定

（1） 每班操作工人必须定期对差压计进行校零一次，当零位偏差小于

10格（开方卡片）时，可自行调整使之复原；当零位偏差大于10格（开方卡片）时，及时通知仪表工，重新调校流量计，并作好记录；

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（2） 每月由仪表工（取得双波纹管差压计检定证）对流量计进行定期

检定一次，并做好记录，并对差压计四连杆机构的孔位进行标注，以便检查；

（3） 运行中如发现仪表示值有异常时，应对仪表进行全面检查； （4） 对气质可能出现凝析液或环境温度较低时，应定期对仪表的导压

管路进行放空、排污及蒸气吹扫，确保导压管路畅通； （5）在用的差压计每年应定期对仪表记录机构和高低压测量室进行清洗一次。

7）双波纹管差压计常见故障的原因及排除方法

序号 1 2 故障现象 仪表示值偏小 仪表示值偏大 仪表启动后记录笔指示在零位 记录笔反偏 记录笔跳动 可能原因 (1)上游导压管至高压室漏气; (2)平衡阀内漏 低压室至下游导压管路漏气 (1)导压管上下游导压阀未打开; (2)平衡阀未关闭; (3)四连杆机构脱落、松动； （4）上、下游导压管均堵塞 上、下游导压管路接反 （1） 笔尖压纸过紧； （2）从心轴到四连杆机构传动部分螺丝松动 （1）毛细管中有气泡； （2） 笔尖堵塞或墨水干稠不易流动； （3） 笔尖与记录图纸接触不好 （1）墨水瓶位置过高 （2）记录笔尖过大； （3）毛细管能径过大 排除方法 （1）堵漏 （2）更换平衡阀 堵漏 （1）打开上、下游导压管 （2）关闭平衡阀 （3）重新装备、紧固 （4）导通导压管路 重新连接 （1）调整笔尖压纸力度 （2）紧固松动螺丝 （1）排除毛细管中气泡 （2）清洗笔尖或更换墨水 （3）使之接触良好 3 4 5 6 记录笔画线中断或粗细不均匀 7 记录笔尖淌墨水 8 9

记录笔不画线 记录纸不转动 （1）调整墨水瓶位置 （2）更换记录笔 （3）可通过人工拉伸使毛细管通径变小 （1）记录笔尖堵塞 （1）导通笔尖或更换 （2）墨水瓶位置过高 （2）调整墨水瓶位置 （3）毛细管中有气泡 （3）排除气泡 （1）时钟未上条或时钟损坏（1）上条或更换时钟； 25

10 笔尖正反行程误差太大 11 零位经常变化 （2）压纸器未压好记录纸 （2）压好记录纸 （3）记录纸面板上有墨水粘（3）清除墨水 住卡片 （4）解除表门压纸 （4）表门压住记录纸 （1）调整笔尖与记录纸接（1）笔尖与记录纸接触过触的力度 紧； （2）在四连杆转动轴孔上（2）四连杆机构转动不灵活 加钟表油润滑 （1） 调零位时，差压计高、（1）调整零位必须排尽低压室内气体未排高、低压室内气体 尽； （2）紧固松动螺丝 （2）传动机构松动 四、求积仪 1）求积仪的用途

和双波纹管差压计记录仪表配套使用，可对记录的流量、压力、温度记录纸进行积算，得出全天得总流量、平均流量、平均压力、平均温度。 2）求积仪的结构

求积仪的整体结构由求积仪、录纸座和记录纸三部分组成。求积仪由七个部分组成

（1） 曲线板：曲线板上的曲线槽是一条曲线，曲线是根据记录纸半径和计数器上测轮的相对位置设计出来的，即曲线中心线上任一点至测轮转动平面的垂直长度与该点至描迹针的长度所指示的差压平方根数值成比例，当描迹针沿记录曲线移动时，测轮以相应的有效半径绕记录纸盘转轴转动，积算出正比于一定时间的积累值。 （2） 描迹针：在积算流量时，用以描绘记录曲线。描迹针尖的高度，可以通过调整其上端的旋钮进行调节。

（3） 手把：固定在描迹针的外套上，在积算流量时，用大拇指和食指扶着手把，以控制描迹针描绘记录曲线。

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（4） 支承：有两个，一个固定在手把上，另一个固定在曲线板上，它们与计数器上的测轮组成三个支点，以支持求积仪处于水平位置，即曲线板与转盘平行。

（5） 计数器：由测轮和字轮所组成，用以积算记录纸流量的大小。 （6） 测轮：与记录纸接触，只要求积仪运动，它就滚动。由个位轮、传动轮和十位轮所组成，

（7） 字轮：个位和测轮是同诉转动，各位轮转动旋转一周，通过传动轮带动十位转动一个字。

（8） 录纸座：由底座、转盘和中心支柱组成。用于固定记录纸和控制求积仪运动轨迹。 3）求积仪的主要技术参数

（1） 最大刻度流量时积算字数：100； （2） 求积仪转动方向：顺时针方向； （3） 准确度等级：0.35级，0.5级； （4） 外形尺寸：145mm3129mm332mm； （5） 环境温度：5～40℃。 4）求积仪的使用方法

（1） 旋下记录纸座上的压帽；

（2） 将已记录的记录纸套在记录纸座上； （3） 旋上压帽；

（4） 将求积仪的曲线板曲线槽套在记录纸座中心支柱上； （5） 将描迹针的针尖对准记录曲线的起点，并用右手大拇指旋转

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测轮，使字轮定置在00的位置上；

（6） 左手大拇指和食指扶着记录纸和转盘的边缘，右手大拇指扶

着求积仪的把手，使描迹针描绘记录曲线，且使记录纸和转盘一起反时钟慢慢转动；

（7） 如果要积算一昼夜的流量，则求积仪积算一周（最终流量与

起始流量不同时，应将描迹针沿时间弧线至起始的流量值）。

（8） 从记数器上读取积算的数字。 5） 求积仪管理规定

（1） 每星期由气量计算人员对求积仪进行检查、校验一次，作

好记录；如示值超差，则应停止使用并通知仪表工进行调校；

（2） 每月由仪表工对求积仪定期调校一次，并作好记录。

第三部分 流量计算 一、 计算公式

天然气流量目前按体积计量，计量单位为标准立方米（Nm3）。 体积状态标准规定为温度20℃（293.15K），绝对压力为101.325Kpa。 流量计量按照行业标准《SYL104—83天然气流量的标准孔板计量方法》执行。

在天然气流量计算中，传统的单K值计算方法，虽然比较直观，但其中的修正系数大部分都是通过查图、查表来求取，速度慢、准确度低，并且容易出差错。“三K值”计算法就是针对上述的存在问题而建立起来的，它不需要任何图表，因而能减少人工查图、查表和计算取值的人为误差，提高

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计算的准确度和工作效率。

1、天然气流量“三K值”流量计算的基本公式

Qn=K02ε2 (1/T12Z)1/2

式中 Qn—标准状态下气体的体积流量m3/d；

K0—流量公式的基本K值； ε—流速膨胀系数； Z—压缩系数； T1—气体的绝对温度； P/—记录卡片的平均静压格数； H/—记录卡片的平均差压格数； x—全天的生产时间h。

2、参数的确定 1)、基本K值K0

K0=A02α0/2γ

/2

R2bK2Fr2d202Fa2FG2F

式中 A0—常数，它视流量计差、静压单位而定。当静压单位使用Kpa，

差压单位使用Pa时，A0=0.148712；当静压单位使用MPa，差压单位使用Kpa时，A0=148.712。 α0/—待定流量系数； γ

/

R—粗糙度修正系数；

bK—孔板开孔入口边缘锐利度修正系数； ∧d—孔板材的线膨胀系数； Fr—雷诺数修正系数；

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Fa—孔板的热膨胀修正系数，Fa=1+22∧d2（t1-20）； FG—相对密度修正系数；

F—流量卡片换算系数，F=（Pmax2Hmax/Lmax2）1/2 2）膨胀系数ε

ε=1-Kε2（H//P/）2

其中： Kε=Aε2（0.41+0.35β4）2Hmax/Pmax 式中 Kε—膨胀系数中的K值；

Aε—常数，视差、静压的单位而定，当差压单位用Kpa（或

Pa0），静压单位用MPa（或Kpa）时，Aε=7.5058310-4；

Hmax—差压量程上限值，Pa； Pmax—静压量程上限值，Kpa。 （3）压缩系数

当天然气的相对密度G＜0.6时 Z=1-Kz2P/22T1-3.72 Kz=4.6310-53Pmax2Tc3.72/Pc 当天然气的相对密度G＞0.6时

Z=1-Kz2P/22T1-3.107

Kz=3.661310-53Pmax2Tc+3.107

式中 Kz—压缩系数中的K值； T1—气流的绝对温度，K； Tc—气体的临界温度，K； Pc—气体的临界压力，MPa；

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Pmax—差压计附计静压量程，MPa。

注：K0、Kε、Kz即为“三K值”流量计算中所指的三个K值。

3、对于天然气而言，在标准状态下天然气积流量的实用计算公式为

式中，qn为标准状态下天然气体积流量，m3/s；As为秒计量系数，视采用计量单位而定，此式As=3.1794310-6；c为流出系数；E为渐近速度系数；d为工况下孔板内径，mm；FG为相对密度系数，ε为可膨胀系数；FZ为超压缩因子；FT为流动湿度系数；p1为孔板上游侧取压孔气流绝对静压，MPa；Δp为气流流经孔板时产生的差压，Pa。 二、 计算公式及取值方法

计算天然气流量时，最后结果可保留四位有效数字，其它参数的取值方法应符合下列规定：

1、仪表上记录或指示的测量值，允许保留一位可疑数字； 2、流量计量参数最低有效数字应按表3-3取值；

2、当有效数字确定后，其余数字一律舍去（有效数字后边第一位数四舍五入）；

3、计算有效数字时，若第一位有效数字大于或等于8，则有效数字可多计一位；

4、计算四个以上数字的平均值时，平均值的有效位数多计一位； 5、数字开平方后，根的有效数字应增加一位；

6、在乘除法中，个因子保留的位数，以百分误差最大或有效数字位数最小

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的位标准，所得积或商得精确度，不应大于精确度的最小的那个因子； 7、在加减法中，个因子所保留小数点后的位数，应与所给个数中小数点后位数最小的相同；

8、在对数计算中，所得对数位数应与真数的有效数字位数相同； 9、在连乘中，中间乘积可增加一位预备有效数字。连乘结果的有效数字位数不应大于有效数字位数最少的那个因子的位数；

10、油田伴生气压力一般都比较低，故在要求计量不需要很准确的情况下，可以不考虑压缩系数Z值和膨胀系数ε。

在天然气流量计算过程中，必须注意到：孔板流量计测量过程仅仅是通过测量孔板上游侧天然气气流的静压力、孔板两侧的差压及孔板上游侧的气流温度这三个参数，然后通过人工处理，求出气流通过测量管道的平均差压、平均静压力、气流平均温度，在将这三个变量代入相应的公式求出气体的膨胀系数、气体压缩系数、气流的温度修正系数，最后再把这些变量代入公式得出全天的天然气流量。在实际生产中测量管道中天然气的压力、差压、温度都是随时间在变化的变量，而计算方法则是把每时每刻都在变化的变量最后用某一个固定的平均值代替变量来求取全天的气量，这种计算方法必然会带来方法误差；另一方面，在计算公式中，对天然气相对密度的确定，我们是通过使用气相色谱仪定期对气质取样分析化验，求出天然气的分子量组成后，通过计算确定出其相对密度G，并把G作为一个常数（在一段较长的时间内）在流量计算公式中使用，这必将造成流量计算公式中的气体相对密度G并不能真实反映气质的相对密度，因此这种计算方法也必将产生计量误差；其

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次，气量计算全部采用人工计算，计算过程复杂，人为计算误差大。为了消除上述几种误差，准确地实现天然气的的流量测量，根本的途径是采用计算机和天然气的在线组分检测。 三、 计算工具及操作 1、计算工具

目前在实际生产中常使用的计算器型号有：百灵牌BL-818型、SHARP EL-506H等型号的计算器。 2、计算天然气流量的操作步骤

按键顺序 ON/C (1)COMP K0 (2)COMP Kε (3)COMP H格 (4)COMP P格 (5)COMP T1 (6)COMP Kz (7)COMP 显示 DEG M 0 DEG M 33333 DEG M 33333 DEG M 33333 DEG M 33333 DEG M 33333 DEG M 33333 DEG M 333333 说明 开机,准备计算流量 当出现提示［1］后,输入K0值,显示输入数 当出现提示［2］后,输入Kε值,显示输入数 当出现提示［3］后,输入H格,显示输入数 当出现提示［4］后,输入P格,显示输入数 当出现提示［5］后,输入T1值,显示输入数 当出现提示［6］后,输入Kz值,显示输入数 当按COMP键后,便显示流量m3/d 注：（1）进行流量计算时，输入计算器中的参数之顺序不可颠倒。 （2）实际计算前应检证一下程序，方法是依次键入：COMP10 COMP0.1

COMP77 COMP88 COMP300 COMP3000 COMP若显示“3638.463389”，则程序无误。

第四部分 天然气流量仪表的检定 一、 双波纹管差压计的检定

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本检定方法主要依据《双波纹管差压计试行检定规程》。本检定方法适用于新生产、使用中和修理后的CW系列双波纹管差压计的检定。 1、 检定技术要求 （1） 示值误差和变差

仪表的基本允许误差为差压上限值的±1.0%或1.5%（依据仪表出厂时的准确度等级而定）；经检验后的仪表，其最大示值误差不应超过仪表的基本允许值，仪表的最大变差不应超过基本允许误差的绝对值。 （2）轻敲位移

轻敲表壳后记录笔（或指针）的位移不应超过仪表允许误差绝对值的二分之一。 （3）积算示值误差

带积算器的仪表，积算器示值误差不应超过按流量上限值计算的积算示值的±1.5%。 （4）不灵敏区

不得超过基本允许误差绝对值的二分之一。 （5）超负荷性能

仪表应能承受120%差压上限值的实验，实验后仪表的基本允许误差与变差应符合检定技术要求。 （6）耐压强度和密封性能

仪表承受1.5倍额定工作压力进行耐压强度和密封性能实验时，不应出现渗漏现象。 （7）绝缘电阻

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有电动装置的仪表，当环境温度为5~35℃时，相对湿度不大于85%时，其电路与表壳间、仪表输入端子与接地端子的绝缘电阻应不大于20MΩ。 （8）外壳要求

仪表门应能保证密封，玻璃应清洁、透明；CWE型仪表应有水准器。 （9）记录装置要求

a、 记录笔在记录纸分度线上自始端移动至终端所画的弧线与时间刻

度线的偏差应不超过0.5mm；

b、 记录笔画线应连续，粗细均匀，线条宽度不超过0.6mm； c、 记录纸每24小时的行程误差不得超过下列规定值：

由钟表机构驱动的为±3min； 由同步电机驱动的为±5min。

3、检定条件和检定设备

1）检定条件

（1）周围空气温度应为（20±5）℃； （2）周围空气相对湿度≤85%； （3）阻尼阀全开；

（4）电源电压为220V，频率50Hz。

2）检定使用的标准器具

（1）标准器具的基本允许误差的绝对值不得超过被检表基本允许误差的绝对值的四分之一；

（2） 准器具必须经法定计量部门检定合格，并有不过期的合格证书。

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3）检定点的选取

检定示值误差或变差时，取记录纸测量范围内的有效数字

的分度线进行，一般不少于6个点（对于使用开方卡片时，规定取开方卡片的0%，30%，50%，70%，90%，100%刻度点进行）；检定其它项目时，可取有效数字的分度线或其附近的分度线进行。

4、检定项目和检定方法

1）外观检查

仪表外壳目测检查，应附和检定技术的检定。 2）记录装置检查

给仪表加入测量上限的差压值，然后卸压，观察记录笔自始端

移至终端所画的弧线与时间弧的偏差，其偏差应小于0.5mm。如偏差大于0.5mm，可通过调整记录笔的长度使之满足要求。

3）示值误差和变差检定

（1）操作步骤：缓慢加入差压（压力）信号，使仪表记录笔（或指针）在轻敲面板后，稳定位于被选定的第一个检定点上，读取此时标准微压计（标准压力表）的数值。按上述方法继续加压至其它各检定点，读取各检定点的实际差压（压力）值；当差压（压力）达到仪表差压（压力）上限点后，继续加压，使仪表记录笔（或指针）超过最大刻度线2~4mm后，均匀地减少差压（压力）信号，使仪表的记录笔（或指针）回至各检定点，读取各检定点对应的实际差压（压力）值。在生压（降压）过程中，记录笔（或指针）超

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过检定点时，需降压（升压）至原刻度后从新进行。 （2）示值误差C1、C2的计算：C1=x1－xN

C2=x2－xN

式中 C1、C2—分别为被检表上升、下降时在各检定点的示值误差；

X1、 X2—分别为被检表上升和下降时各检定点标准表读取的实际

值；

XN—各检定点对应的理论计算值。 （3）变差△的计算：△=ㄧx1-x2ㄧ （4）调整方法：

经检定后如果仪表的最大值误差和变差超过规定的要求，就必须对被检仪表进行调整。量程的调整通过调整从动杆上量程微调螺钉；各点示值误差线性不好的调整通过调整主动杆上的偏心钉或改变连杆的长度；仪表变差大的主要原因是四连杆机构的传动摩擦力大或记录笔尖压纸过紧造成的，故减小变差的方法是减小传动摩擦，具体方法是给四连杆的传动轴孔间加润滑油。 4）轻敲位移的检查

使差压计的记录笔（或指针）分别指在开方卡片的30%，70%，90%刻度点时，轻敲面板，观察记录笔指针（或指针）位移情况，要求轻敲位移后的示值变差应小于仪表允许误差绝对值的二分之一。

5）仪表不灵敏区的检查

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使差压计记录笔（或指针）分别指在开方卡片的30%，70%，90%刻度点上，然后对应地增加（或减少）压力的数值为仪表允许误差绝对值的二分之一，若记录笔（或指针）能发出偏移，则说明仪表的不灵敏区为合格。 6）积算示值误差检定

（1）在仪表校准的基础上进行，检定时加入差压值，时记录笔（或指针）移到检定点上，读取积算示值。

（2）积算示值读取的时间间隔△t应符合下述规定：

输入差压为流量上限值的0%时，△t≥3min；

输入差压为流量上限值的30%时，△t≥12min； 输入差压为流量上限值的50%时，△t≥9min；

输入差压为流量上限值的80%时，△t≥6min； 输入差压为流量上限值的100%时，△t≥6min。

7）超负荷性的检定

给差压计输入120%的差压上限的差压信号，历时10min，去除差压信号后，在检查仪表的示值误差和变差，均应满足检定技术要求，否则为超负荷性能不和格。 8）耐压强度和密封性能检查

向差压计的高低压室同时缓慢加入1.5倍的额定工作压力，历时10min，若无渗漏现象，则表明耐压强度和密封性能合格。压力源采用油压机或水压机。实验时用1.5级的压力表计压。 9）绝缘电阻的检查

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采用500V兆欧表测试，其结果应符合检定技术要求。 10）走时误差的检查

将仪表的记录笔（或指针）固定在开方卡片70%的刻度上，待记录笔走过最近的一根刻度线时开始计时，24h后，立即记下标准钟和记录纸的时间，其差值应符合检定技术要求，记录的线条应符合检定技术要求。

由同步电动机带动记录纸的仪表用电钟计时。

5、检定记录格式

检定记录格式见表1

6、检定结果处理

1）经检定符合要求的仪表发给检定证书；检定不合格的仪表发给检定结果同知书。

2）仪表的检定周期一般定为：外销商品气计量表为一个月，本企业内部

计量为三个月。 二、求积仪的检定

求积仪的检定方法及检定步骤

对新使用以及使用中的求积仪，为了确保其积算的准确度，必须进行定期的检查和调整，其检查调整步骤如下。 1、外观检查

要求求积仪各零部件、标牌必须齐全完好；描迹针轴线与曲线板平面必须垂直；计数器的数字及刻度线完整清晰，测轮和字轮转动灵活。 2、积算准确度检查及调整

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1）在记录纸座上正确安装好一张100%开方刻度的标准记录卡片； 2）将求积仪曲线板曲线槽套在记录纸座的中心支柱上；

3）将求积仪描迹针的针尖分别定置在卡片的0%，30%，50%，70%，90%，100%分度线上时，用右手大拇指将计数轮拨到00位置，右手大拇指和食指扶着求积仪描迹针的上端，左手大拇指和食指扶着记录纸和转盘的边缘，分别使描迹针沿着卡片的0%，30%，50%，70%，90%，100%刻度线顺时针旋转一周，从计数器上读取各次的读数并记录下来，要求各检查点的读数误差在±0.5%（或±0.35%）内，如有超差现象，应进行调整。 调整方法如下。

①在刻度30%～100%内，数值偏大，则应松开测轮两端调整螺丝，使测轮相对曲线槽近移；反之，则远移。

②在刻度30%～100%内，数值出现前大后小的现象时，则应松开两计数器调整螺丝，使记数器相对曲线槽顺时针旋转一角度；反之，则逆时针旋转一角度。

3、求积仪检定记录格式 求积仪检定格式见表2 4、校验结果处理

（1）经检定合格的求积仪应贴上合格证，并对示值调整螺丝进行封印；

检定不合格的，应停止使用。

（2）求积仪的检定周期一般不应超过一个月。 表1：

双波纹管差压计检定记录

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