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专业实验室
气体流量研究室

气体流量研究室主要开展以各种气体为使用介质的流量仪表检定、校准和检测,以及各类气体流量标准装置的量值溯源工作,同时还承担各级政府计量行政部门委托的法制计量工作。气体流量研究室在职职工7名,是一支年轻、高学历、经验丰富的科技团队,包括高级工程师2名,工程师4名,助理工程师1名,其中博士1名,硕士5名,有6名职工获得一级注册计量师资格证书,1名职工获得二级注册计量师资格证书。

气体流量研究室拥有高等级气体流量标准装置、工作级气体流量标准装置和新型气体流量装置共9套,具体介绍如下。

1.高等级气体流量标准装置

高等级气体流量标准装置是上海市政府投资项目,由原级装置和次级装置组成,原级装置为钟罩式气体流量标准装置,次级标准装置为临界流文丘里喷嘴法气体流量标准装置。该项目是引进德国联邦物理技术研究院(PTB)的技术,主要设计规范和标定链是基于PTB的低压标准装置,但在自动控制和加工精度等方面比PTB的钟罩和音速喷嘴装置有较大提高,该装置的建标标志着我院成为上海及华东地区的常压气体流量量值的溯源单位。

1.1原级钟罩式气体流量标准装置

原级钟罩式气体流量标准装置的测量范围是(0.4~65)m3/h,不确定度达到0.06%(k=2),该装置可以检定和校准0.2级及以下的临界流文丘里喷嘴法气体标准装置。为了解决原级钟罩式气体流量标准装置的溯源问题,我室又研制了高精度半自动钟罩内部体积测量装置。

1.2临界流文丘里喷嘴法气体流量标准装置

临界流文丘里喷嘴法气体流量标准装置的测量范围是(2~4500)m3/h,不确定度为0.16%(k=2)。该装置可以检定或校准超声流量计、膜式燃气表、涡街流量计、气体容积式流量计、层流流量传感器、质量流量计、差压式流量计、涡轮流量计、速度式流量计和科里奥利质量流量计。

2.工作级气体流量标准装置

2.1标准表法气体流量标准装置

标准表法气体流量标准装置的测量范围为(0.5~7500)m3/h,不确定度达到0.3%(k=2),可以用比较法检定和校准1.0级及以下的超声流量计、涡街流量计、科里奥利质量流量计、气体容积式流量计、涡轮流量计、差压式流量计、靶式流量计、气体层流流量传感器、旋进旋涡流量计和热式气体质量流量计。

2.2 钟罩式气体流量标准装置

钟罩式气体流量标准装置能实时测量钟罩内的压力,且在钟罩内配有上下两个测温点,配套的膜式燃气表检定装置采用了先进的图像识别技术,对燃气表的读数可准确到0.02L,还具备条形码扫描功能,使检定工作更为准确和方便。钟罩式气体流量标准装置的不确定度达到0.2%(k=2),累计流量范围是(5~500)L,瞬时流量范围是(0.005~45)m3/h,可检定和校准膜式燃气表、浮子流量计、速度式流量计、皂膜流量计、气体容积式流量计、涡轮流量计、涡街流量计、超声流量计、气体层流流量传感器、湿式气体流量计、超声波燃气表、旋进旋涡流量计、热式气体质量流量计、科里奥利质量流量计和差压式流量计。

2.3差压式流量计检定装置

差压式流量计检定装置的测量范围管径为(50~1000)mm,其中管径(50~400)mm的不确定度为6.1µm(k=2),管径(400~1000)mm的不确定度为8.5µm(k=2)。该装置可以用几何检测法检定和校准差压式流量计。

2.4 流量标准装置检定装置

流量标准装置检定装置由标准金属量器、标准砝码、标准计时器和配套动容积法检定系统组成,其中标准金属量器、标准砝码、标准计时器是传递标准容量、质量、时间的主标准器,该标准金属量器测量范围是(1~1000)L,最大允许误差±(0.025~0.05)%,砝码测量范围是50mg~5000kg,等级为F1级,动态容积检定系统是配套用以将液体容积量转换为气体容积量的装置。装置能充分满足华东地区体积管流量标准装置、液体流量标准装置、钟罩式气体流量标准装置的量值溯源和量值传递工作的要求。流量标准装置检定装置可检定和校准0.03级及以下的体积管, 0.03级及以下的液体流量标准装置和0.2级及以下的钟罩式气体流量标准装置。

3.新型气体流量装置

3.1气体小流量检测系统

气体小流量测量系统由气缸、活塞、光电发射器、温度传感器、压力传感器、旁路和流量计算单元组成,其流量范围为(5~50000)mL/min,不确定度为0.2%(k=2)。该设备的工作原理是气体工作装置中的圆筒形气缸推动内部的活塞上升,由于气缸的几何尺寸是固定的,只要精确地测量出活塞通过气缸的时间就可以计算出准确的体积流量,其内部自带温度和压力传感器可实现精确的自动补偿从而获得气体的质量流量。该系统的特点是量程宽、准确度高、测量流量快,操作和携带方便,采用无汞密封,安全环保。气体小流量检测系统可校准1.0级及以下的气体质量流量计、皂膜流量计、气体层流流量传感器、气体流量校准器和浮子流量计。

3.2 活塞式气体小流量标准装置

活塞式气体小流量标准装置采用同一套装置使用大小两个活塞作为标准器,采用同一套驱动系统驱动两个活塞的驱动结构,提高了工作效率。流量范围为 (1~7000)mL/min,装置扩展不确定度为0.07%(k=2),大活塞的最小流量和小活塞的最大流量有重合点,可以进行两个活塞之间的比对验证试验。

3.3可变介质正压法气体流量标准装置

可变介质正压法气体流量标准装置可以检定工作压力范围为(0.2~0.6)MPa,流量为(0.1~50)m3/h的气体流量计,可以开展华东地区的气体流量量值的传递与溯源,也可用于研究气体压力和密度变化对流量仪表性能的影响,保证气体流量量值的准确可靠。同时还解决了带压气体流量计的检定或校准的难题,使气体流量计检定或校准满足客户实际工况要求,支撑上海科创中心建设具有积极意义。

气体流量研究室的全体职工愿用自己的技术和才智,热忱为上海乃至全国的企事业单位服务,在气体流量计量领域开创新的天地。


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