1 引言

    随着社会经济的发展，按世界汽车保有量发展趋势测算和汽车现在消耗的速度，已探明的天然气储量，预计可以开采200年。世界上很多国家的能源专家称，21世纪是天然气的世纪，天然气汽车是21世纪汽车工业发展的一个重要方向，其应用技术经数十年发展已日趋成熟。它具有成本低，效益高，污染少，使用安全便捷等特点，正日益显示出强大的发展潜力。资料统计显示笔者所在城市95%的出租车和75%的公交车已经改装为以压缩天然气作为汽车动力，所以笔者认为重视天然气加气站加气机的周期检定以及正确的进行检定很有必要。现就笔者在加气机检定工作中发现的一些问题进行一总结。

    2 标准表法加气机检定装置的工作原理及其组成简介

图1 标准表法检定加气机示意图

    3 加气机检定中发现的一个问题

    按照JJG996-2005《压缩天然气加气机》检定规程用标准表法气体流量标准装置进行检定过程中，首先进行密封性试验，打开加气枪阀门（图6处），打开阀门1（图8处），关闭阀门2（图12处），观察标准装置压力表，此时压力指示值应不小于21MPa（高压状态）。关闭被检加气机所有进口检修阀（图1处），保持5分钟，压力指示下降不应超过0.2MPa。因此，此时标准装置的质量流量计在高压状态P1（20MPa左右）下将有V1立方米CNG残留在加气机拉断阀（图6处）至标准装置出口阀（图12处）之间的管段中。规程中关于加气机高区域的检定过程描述如下：“在满足C.2条后（即密封性试验完毕后），将标准装置的出口接到储气瓶入口上，使加气机示值及标准装置示值同时回零后，打开储气瓶阀门（阀3）及标准装置出口阀（阀2）”。此时，加气机开始启动进行高区域加气，当标准装置压力表示值达到P2（15±1）MPa关闭标准装置出口阀（阀2），气体停止流动，记录标准装置显示值mcg和加气机高区域示值mjg。当标准装置的出口接到用气车的储气瓶入口上，当打开储气瓶阀门（图13处）及标准装置出口阀门2（图12处）时，由于此时储气瓶是低压状态，连通后标准装置中残留的V1（m3）CNG将有ΔV2（m3）CNG进入储气瓶和标准装置出口阀（图12）至储气瓶之间的管段中，由Boyle定律可知其关系如下：

    P1V1=P2×V1+P2×ΔV2    （1）

    式中：P1——做完密封性试验后标准装置残留的高压状态（压力为20MPa左右MPa）；V1——P1状态下加气机拉断阀至标准装置出口阀之间的管段中残留的气体体积（m3）；P2——标准装置和储气瓶连通后的低压状态压力（压力为15±1MPa）；ΔV2——P2状态下进入储气瓶和标准装置出口阀（图12）至储气瓶之间的管段中的气体体积（m3）。

    高区域示值误差计算公式如下：

    Emg=[（mjg-mcg）/mcg]×100%   （2）    

    按规程描述的“先清零、再开阀、最后启动加气机”加气的检定过程，此时标准装置显示值mcg将包含ΔV2，而ΔV2是来自标准装置密封性试验后残留的气体它流经标准装置但没有流经加气机，故加气机并不能计量该体积ΔV2。所以ΔV2将作为检定初始阶段引入的“附加误差”而进入示值误差计算公式（2）影响检定结果的准确度，笔者认为此项误差是因为加气机与标准装置计量的“不同步性”造成的。而在实际的检定过程中整个系统的/管路0因检定始末状态压力的变化导致管路系统中管道容积变化引起的残留气体体积变化，由此而引入的“系统误差ΔV3”也是不可忽略的。经过大量的实践和观察，笔者认为要消除因上述两项原因而引入的“系统误差”是非常必要的。在实际的检定过程中笔者认为，可按如下操作方法进行检定：首先打开所有阀门进行预装加气（目的是为了保持系统各管路的联通），然后迅速关闭储气瓶处阀门（图14处），待稳定后加气机测量到零流量而自动切断拉断阀，随后微微开启储气瓶处阀门调整整个连通系统的压力降至（15±1）MPa后关闭之（目的是为了保持系统各管路处的压力的初状态与末状态一致），此时让加气机示值及标准装置同时回零，最后再次重新启动加气机（加气机从启动到感应到零流量而自动切断一般有（5~10）s的延时），在此延时时隙中立刻开启储气瓶处阀门（图14处），此时整个系统联通正式进入了高区域加气检定阶段。笔者认为该操作过程保证了加气机与标准装置计量的“同步性”和系统检定始状态与末状态的“一致性”，从而避免了上述检定系统因计量的不同步而引入的系统误差和因始末状态压力的变化导致管路系统中残留气体体积变化（即管路气体容积的变化）而引入的系统误差。据笔者多次试验，以上述两种不同方法对加气机高区域进行检测Emg相差（0.1~0.5）%并且都是正差，可以认为它主要是由于检定方法不同引进的系统误差“ΔV”造成的，此“系统误差”在检定准确度等级是0.5级的加气机过程中已经是严重影响检测结果的真实性，甚至因此而造成错误的调整加气机脉冲当量（或者仪表系数）。因此笔者认为JJG996-2005《压缩天然气加气机》检定规程标准表法检定中描述的方法是一个值得商榷的地方。

    4 标准装置使用应注意的问题

    标准表法气体流量标准装置的标准表通常采用的是科里奥利质量流量计（简称CMF）作为标准表，CMF作为流量测量领域中的一种新兴仪表，是一种直接测量质量流量得高精度仪表。由于CMF是利用金属薄壁管的机械振动作为敏感元件来检测流量，它不可避免的会受到各种物理参数不同程度的影响，因此为保证其良好的工作性能也是非常重要，笔者认为在实际检定中要注意以下几点：

    （1）温度影响。温度变化会影响CMF的振动管刚性，从而影响测量管材的固有弹性常数，此外温度还会影响管子的几何尺寸和振动系统的结构尺寸。目前在所有的CMF中都有温度补偿系统，但还存在补偿过渡或不足的问题。因此在放置标准装置时应远离热源（如汽车得发动机）等，避免热源辐射影响。

    （2）振动影响。由于CMF是基于振动原理而工作的，因此防止外来振动对标准表性能的影响，也应十分注意。所以标准装置应该远离外来振动源（如：泵，管路系统，汽车发动机等）同时要水平放置可靠，不能放在松软或震动的地面上。

    （3）零点漂移。“±零点稳定性”是许多流量仪表遇到的一个共性问题，CMF也不例外。为了减少零点漂移给测量带来的影响，检定前要将标准装置通电预热至少10min以上。每次检定点开始前进行一次调零，因此上述讨论的“回零”不仅是数据采集的清零还包括零点校准调零，这在上位机中可以通过命令实现。同时还须注意，标准装置远离有较强电磁场的设备（如加气机，电磁驱动装置等）。

    5 结束语

    压缩天然气加气机作为典型的用于贸易结算的计量器具在社会应用中越来越多，计量检定工作人员如何能够更准确、更可靠的进行加气机的检定和校准显得越来越重要，因此在实际计量检定工作中我们应该认真的分析和考虑可能遇到影响计量检定的各种因素，最终实现检定结果数据的准确、可靠和权威性。