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摘 要：本文通过对当前CNG加气机发展状况的分析，提出了一种CNG加气机计量检定装置，建立了一套压缩天然气加气机检定标准装置，它采用标准表法对压缩天然气加气机进行检定，提高了压缩天然气加气机的检定水平。
关键词：CNG加气机；检定标准装置；标准表法
1 概述
CNG加气机是测量压缩天然气累积质量流量或累积体积流量的流量测量系统，其主要组成部件有高准确度科氏质量流量计、电子信号采集及控制系统、快速切断阀、加气枪等。
压缩天然气加气机的工作原理为：首先压缩天然气进入加气机的管路系统，依次经过检修切断阀、电磁阀组、质量流量计、快速切断阀、拉断阀、高压软管等，最后通过加气枪注入汽车携带的高压储气容器内，完成整个加气工作。电子信号采集及控制系统采集质量流量计的累积质量流量、瞬时质量流量、密度、温度等信号，同时采集限压傳感器的压力信号，通过按键控制加气机的启停及相关参数设置。
2 压缩天然气加气机检定存在的问题
我国当前还未建立高压气体流量计量国家标准，迫切需要建立作为科研服务和量值传递标准的高压气体流量计量标准装置，并在此基础上建立CNG加气机及高压气体流量计量检定中心，以满足我国对高压气体流量计量检定的需要，也为国际天然气贸易结算的公平、公正计量提供有力的检定手段，当前我国压缩天然气加气机检定装置存在的主要问题：
（1）目前在用的压缩 天然气加气机检定装置的检定流量范围大多在（0.5-30）kg/min，且装置多是十几年前所研制，不管是装置的流量检定范围还是信息化程度都不能满足当前大流量加气机的检定需求。
（2）现在国内生产压缩天然气加气机检定装置信息化程度不高，在现场应用笔记本电脑进行检定操作，防爆要求不达标。
（3）针对压缩天然气卸气柱的大流量范围，仍选用检定压缩天然气加气机的设备，精度、重复性不理想。
3 压缩天然气加气机的计量性能要求
根据 JJG996-2005《压缩天然气加气机》的规定，压缩天然气加气机的计量性能要求如下：
①最大允许误差：加气机的最大允许误差为±1.0%；
②重复性：加气机的重复性应不超过0.5%；
③加气机的量程比：加气机的最大流量和最小流量之比应不小于10：1；
④最小被测量：对于小流量加气机，最小被测量应不超过2kg；对于中流量加气机，最小被测量应不超过5kg；对于大流量加气机，最小被测量应不小于 10kg，最小被测量的最大允许误差为±2.0%，测量重复性应不超过1.0%。
4 压缩天然气加气机检定装置
标准表法流量标准装置属于传递标准装置，基本结构组成与原理就是将被检测表与标准表相串联，通过标准表和其他辅助仪器测量相关参数，并与被检表相比较，从而来确定被检测表的计量性能，其理论依据是流体力学连续性原理。与其它方法的流量标准装置相比具有结构简单、工作效率高、操作方便、投资少和建设周期短的优点，特别是可以给出更宽的流量范围。
CNG加气机检定装置如图1所述，其主要由标准表、管路系统和电控系统组成。对CNG加气机进行检定时，将标准装置的管路系统与被检加气机相串联，串联连接管路须按照一定的顺序，气源管路出气口接入加气机的进气口，气体通过加气机的加气枪接入标准装置的进气口，标准装置的出气口接入储气瓶组的进气口。检定的基本过程为：首先开启加气机，打开加气枪阀门和气瓶阀门对储气容器进行加气，观察精密压力表示值，当储气容器上压力达到流量区要求的起始压力时，关闭气瓶阀门，将加气机示值回零，同时标准表累积流量示值回零，打开加气机阀门和气瓶阀门对储气容器进行充气，观察精密压力表示值，当储气容器上压力达到流量区要求的终止压力时，停止加气。关闭加气枪阀，记录标准表累积质量流量示值与加气机的累积质量流量示值，并计算本次检定的流量区的相对误差。
图1 CNG加气机检定装置
5 标准表法流量标准装置的特点
（1）并联标准流量计通过的质量流量之和等于被检流量计通过的质量流量。
（2）并联流量计两点之间的压力损失为各支管所共有。
（3）通过并联标准流量计的方式，可以在不降低计量准确度（可靠性）的前提下，只要流量能达到要求就可以扩大测量流量的范围，为今后避免再建特大的原始流量标准装置提供理论基础。
（4）建立起低量限高准确度的流量标准，通过传递标准的检定，用并联法给出了大流量，开创了广阔的空间。
6 结论
压缩天然气汽车的快速发展，对CNG加气机的计量准确性提出了越来越高的要求，特别是随着大流量加气机的发展，原来的CNG加气机检测装置已经不能满足对于CNG加气机大流量检定的需要。同时，旧有的压缩天然气加气机计量检定规程中对加气机的一些检定项目存在不合理的地方。通过两台高精度的科里奥利质量流量计并联的方式，解决了检定校准大中流量加气机流量范围不能满足要求的情况。通过对系统的集成，开发了一套标准表法CNG加气机检定装置，提高CNG加气机的检定效率。
参考文献
[1] 赵普俊.高压气体流量计量标准装置研制[J].天然气工业.2010.
[2] 苏彦勋.流量计量与测试[M].中国计量出版社.2007.
[3] 王池.流量测量技术全书[M].化学工业出版社.2012.
[4] 汪元清.浅谈压力对质量流量计准确度的影响及修正[J].工业计量.2009
作者简介：
金瑟，女，1981年6月出生，沈阳计量测试院，主要从事玻璃量器、加气机以及医疗化学仪器的检定、校准，科技项目研发及管理。
关键词：CNG加气机；检定标准装置；标准表法
1 概述
CNG加气机是测量压缩天然气累积质量流量或累积体积流量的流量测量系统，其主要组成部件有高准确度科氏质量流量计、电子信号采集及控制系统、快速切断阀、加气枪等。
压缩天然气加气机的工作原理为：首先压缩天然气进入加气机的管路系统，依次经过检修切断阀、电磁阀组、质量流量计、快速切断阀、拉断阀、高压软管等，最后通过加气枪注入汽车携带的高压储气容器内，完成整个加气工作。电子信号采集及控制系统采集质量流量计的累积质量流量、瞬时质量流量、密度、温度等信号，同时采集限压傳感器的压力信号，通过按键控制加气机的启停及相关参数设置。
2 压缩天然气加气机检定存在的问题
我国当前还未建立高压气体流量计量国家标准，迫切需要建立作为科研服务和量值传递标准的高压气体流量计量标准装置，并在此基础上建立CNG加气机及高压气体流量计量检定中心，以满足我国对高压气体流量计量检定的需要，也为国际天然气贸易结算的公平、公正计量提供有力的检定手段，当前我国压缩天然气加气机检定装置存在的主要问题：
（1）目前在用的压缩 天然气加气机检定装置的检定流量范围大多在（0.5-30）kg/min，且装置多是十几年前所研制，不管是装置的流量检定范围还是信息化程度都不能满足当前大流量加气机的检定需求。
（2）现在国内生产压缩天然气加气机检定装置信息化程度不高，在现场应用笔记本电脑进行检定操作，防爆要求不达标。
（3）针对压缩天然气卸气柱的大流量范围，仍选用检定压缩天然气加气机的设备，精度、重复性不理想。
3 压缩天然气加气机的计量性能要求
根据 JJG996-2005《压缩天然气加气机》的规定，压缩天然气加气机的计量性能要求如下：
①最大允许误差：加气机的最大允许误差为±1.0%；
②重复性：加气机的重复性应不超过0.5%；
③加气机的量程比：加气机的最大流量和最小流量之比应不小于10：1；
④最小被测量：对于小流量加气机，最小被测量应不超过2kg；对于中流量加气机，最小被测量应不超过5kg；对于大流量加气机，最小被测量应不小于 10kg，最小被测量的最大允许误差为±2.0%，测量重复性应不超过1.0%。
4 压缩天然气加气机检定装置
标准表法流量标准装置属于传递标准装置，基本结构组成与原理就是将被检测表与标准表相串联，通过标准表和其他辅助仪器测量相关参数，并与被检表相比较，从而来确定被检测表的计量性能，其理论依据是流体力学连续性原理。与其它方法的流量标准装置相比具有结构简单、工作效率高、操作方便、投资少和建设周期短的优点，特别是可以给出更宽的流量范围。
CNG加气机检定装置如图1所述，其主要由标准表、管路系统和电控系统组成。对CNG加气机进行检定时，将标准装置的管路系统与被检加气机相串联，串联连接管路须按照一定的顺序，气源管路出气口接入加气机的进气口，气体通过加气机的加气枪接入标准装置的进气口，标准装置的出气口接入储气瓶组的进气口。检定的基本过程为：首先开启加气机，打开加气枪阀门和气瓶阀门对储气容器进行加气，观察精密压力表示值，当储气容器上压力达到流量区要求的起始压力时，关闭气瓶阀门，将加气机示值回零，同时标准表累积流量示值回零，打开加气机阀门和气瓶阀门对储气容器进行充气，观察精密压力表示值，当储气容器上压力达到流量区要求的终止压力时，停止加气。关闭加气枪阀，记录标准表累积质量流量示值与加气机的累积质量流量示值，并计算本次检定的流量区的相对误差。
图1 CNG加气机检定装置
5 标准表法流量标准装置的特点
（1）并联标准流量计通过的质量流量之和等于被检流量计通过的质量流量。
（2）并联流量计两点之间的压力损失为各支管所共有。
（3）通过并联标准流量计的方式，可以在不降低计量准确度（可靠性）的前提下，只要流量能达到要求就可以扩大测量流量的范围，为今后避免再建特大的原始流量标准装置提供理论基础。
（4）建立起低量限高准确度的流量标准，通过传递标准的检定，用并联法给出了大流量，开创了广阔的空间。
6 结论
压缩天然气汽车的快速发展，对CNG加气机的计量准确性提出了越来越高的要求，特别是随着大流量加气机的发展，原来的CNG加气机检测装置已经不能满足对于CNG加气机大流量检定的需要。同时，旧有的压缩天然气加气机计量检定规程中对加气机的一些检定项目存在不合理的地方。通过两台高精度的科里奥利质量流量计并联的方式，解决了检定校准大中流量加气机流量范围不能满足要求的情况。通过对系统的集成，开发了一套标准表法CNG加气机检定装置，提高CNG加气机的检定效率。
参考文献
[1] 赵普俊.高压气体流量计量标准装置研制[J].天然气工业.2010.
[2] 苏彦勋.流量计量与测试[M].中国计量出版社.2007.
[3] 王池.流量测量技术全书[M].化学工业出版社.2012.
[4] 汪元清.浅谈压力对质量流量计准确度的影响及修正[J].工业计量.2009
作者简介：
金瑟，女，1981年6月出生，沈阳计量测试院，主要从事玻璃量器、加气机以及医疗化学仪器的检定、校准，科技项目研发及管理。