序

  目前對于質(zhì)量流量計或在線密度儀表，、國內(nèi)尚無在線校準(zhǔn)方法，而我國對于在線密度計雖然有檢定規(guī)程，但是于離線條件。目前離線檢定一直無法得到滿意的結(jié)果。因此。我國在用的在線密度計很少。作者是通過收集目前、國內(nèi)相關(guān)信息。尤其是2001年9月去美國Rosemount等公司考察時了解到的信息。歸納總結(jié)出本論文的。

  2003年9月在國家在線密度計檢定規(guī)程修訂時，作者提出的意見有3個被采納。但是在線密度計并不包含質(zhì)量流量計的密度測量，因此本論文就質(zhì)量流量計的密度測量提出校準(zhǔn)方法，可以說具有一定前瞻性和指導(dǎo)意義。

一 前言

  油品密度測量對于交接計量而言，采取體積-重量法或直接質(zhì)量法計量都是十分必要的。以參比體積計量時，需要依據(jù)油品密度和溫度參數(shù)將任意溫度下體積換算到參比條件下的體積；按商業(yè)質(zhì)量（不含液化氣計量）計量時，空氣浮力影響修正也需要根據(jù)密度參數(shù)大小確定。另外，密度還是評價油品品質(zhì)和價格的輔助參數(shù)。

  液體密度測量方法很多，目前除傳統(tǒng)的玻璃浮計法、比重瓶稱量法外，在線密度計在油品計量中應(yīng)用也逐步增多。另外，Micro Motion質(zhì)量流量計CMF傳感器及RFT9739變進器，除直接測量質(zhì)量流量外。還能夠顯示介質(zhì)在工況條件下的密度、溫度，間接顯示體積流量，其密度測量準(zhǔn)確度可達0.0005g/cm3，重復(fù)性可達0.0002g/cm3，提供給用戶更多信息和選擇，可惜目前多數(shù)用戶還沒有發(fā)掘和利用這些功能。

  從實踐角度出發(fā)，如果用戶選擇質(zhì)量流量計體積測量結(jié)果作為結(jié)算依據(jù)，就必須在已往校準(zhǔn)質(zhì)量流量的同時，對密度測量值進行必要的校準(zhǔn)．才能保證體積測量的可靠性。這一點Micro Motion質(zhì)量流量計制造工廠不僅有密度標(biāo)定方法，并且在標(biāo)定報告中給出了密度標(biāo)定系數(shù)。筆者撰文介紹質(zhì)量流量計密度測量值校準(zhǔn)程序、密度系數(shù)計算方法，旨在讓更多用戶了解和掌握質(zhì)量流量計密度測量值校準(zhǔn)方法，并對于偏離實際值進行修正，與此同時，根據(jù)流量計密度變化曲線。監(jiān)測工況條件變化，對于計量過程的控制是十分必要的。

二 密度校準(zhǔn)及密度系數(shù)計算

  目前，我國關(guān)于密度的定義和密度計的使用與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)比較并沒有技術(shù)上的差別，只是不同國家參比條件不同，我國油品計量密度測定參比條件是20℃，101.325 kPa 美國是15.6℃（60華氏度），101.325 kPa，而絕大多數(shù)國家是15℃，101.325 kPa。

1 參比裝置選擇

  質(zhì)量流量計與其他振動管式密度計一樣，都是基于彈簧振子原理實現(xiàn)對密度的測量。出廠的賦值及使用后校準(zhǔn)都需要依據(jù)相應(yīng)方法進行，并根據(jù)實際情況選擇參比裝置確定密度系數(shù)，實際密度值等于密度儀表測量值乘以密度系數(shù)（見公式8）?？梢?，修正后的密度準(zhǔn)確性除了與密度儀表本身誤差大小有關(guān)外，還與其量傳或溯源的參比裝置有關(guān)，參比裝置測量的密度越準(zhǔn)確，則確定出的密度系數(shù)就越可靠，因此。在選擇參比裝置時要適度，做到既滿足要求又經(jīng)濟合理。目前普遍采用的參比裝置：一是玻璃浮計法；二是比重瓶法；三是標(biāo)準(zhǔn)密度計法。筆者僅就前兩種校準(zhǔn)方法進行簡要介紹。

2 參比密度測量

  參比密度是由選擇的參比裝置測定出的密度。

a.玻璃浮計法

  對于液體雷德蒸汽壓小于100 kPa的油品。按GB/4756取樣后。按GB/T1884《原油和液體石油產(chǎn)品密度實驗室測定法（密度計）》的要求和步驟。在實驗室內(nèi)采用玻璃浮計法測定，玻璃浮計視校準(zhǔn)要求，可以選擇一等或二等標(biāo)準(zhǔn)浮計，并將樣品測定的密度值修正到參比條件下。

  由于玻璃浮計測量方法相對簡便，只要樣品有足夠的代表性，測量數(shù)據(jù)是可信賴的，并且玻璃浮計與密度儀表具有相同意義的量值，同時要求對標(biāo)準(zhǔn)密度計的示值誤差需要修正，并進行平行分析。

b．比重瓶法

  比重瓶法相對于玻璃浮計測量較為復(fù)雜，但是測量的度較高，因此，目前仍然是國內(nèi)密度計檢定或校準(zhǔn)普遍采用的方法。

（1）國內(nèi)比重瓶測定方法及程序

  確認(rèn)恒溫槽及相關(guān)設(shè)備滿足測定條件：確定空瓶重量W1；確定空瓶體積Vs；確定裝滿液體后比重瓶重量W2；根據(jù)已知比重瓶體積，砝碼密度、空氣密度，按稱重平衡方程計算，并根據(jù)密度定義將被測液體在空氣中的密度修正到真空狀態(tài)下，公式如下：

ρs＝[（W2－W1）/Vs]X（1－ρ空氣/ρ砝碼）+ρ空氣 （1）

式中，ρs——比重瓶法測定液體在參比條件下密度；

W1——比重瓶空瓶重量；

W2——比重瓶裝滿液體后重量；

Vs—— 比重瓶體積；

ρ空氣—當(dāng)?shù)乜諝饷芏龋?/span>

ρ砝碼—稱重砝碼的密度。

（2）國外比重瓶測定方法及程序

確認(rèn)恒溫槽及相關(guān)設(shè)備滿足測定條件；確定比重瓶容積PVTP；實驗前再次確認(rèn)空瓶充滿空氣時重量并與已經(jīng)確認(rèn)空瓶Wo進行比較，誤差不能超過±0.02%；確定裝滿液體后重量Wf；根據(jù)已知比重瓶體積，砝碼密度、空氣密度，按稱重平衡方程計算，并根據(jù)密度定義將被測液體在空氣中的密度修正到真空狀態(tài)下，計算公式如下：

ρs＝（Wf－Wo）X （1－ρ空氣/ρ砝碼）/PVTP+ρ空氣 （2）

式中，Wo——比重瓶空瓶重量；

Wf—— 比重瓶裝滿液體后重量；

PVTP— 比重瓶的標(biāo)準(zhǔn)體積。

顯然，國內(nèi)外比重瓶法計算結(jié)果都是液體在真空中的密度，但也有個別制造商或標(biāo)定部門，采用比重瓶法測定的密度值是液體在空氣中的密度。

3 質(zhì)量流量計密度值確定

質(zhì)量流量計顯示的密度為工況條件下密度，在計算密度系數(shù)之前，必須將質(zhì)量流量計顯示的密度修正到與參比裝置一樣條件下，或者將參比裝置測定密度修正到質(zhì)量流量計工況條件下，這個程序是不能忽略的。

設(shè)質(zhì)量流量計工況條件下平均密度ρm，可以取一定時間間隔取平均值，或取對應(yīng)間隔質(zhì)量與體積的比值。修正到參比裝置測定條件下密度按下式計算：

ρm（s）＝ρm/（Ctlm X Cplm） （3）

式中，ρm（s）— 將質(zhì)量流量計平均密度ρm修正到參比密度ρs相同條件下的密度；Ctlm— 質(zhì)量流量計處液體溫度修正系數(shù)，Ctlm＝1+γ（t－to），其中，γ是液體密度溫度系數(shù)（℃－1），根據(jù)密度范圍從相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中獲取，t是液體平均溫度（℃），to是參比裝置測定密度的溫度；Cplm — 液體壓力修正系數(shù)，按下式計算：

Cplm＝[1－F（Pm－Pe）] （4）

式中，F(xiàn)— 壓縮系數(shù)（kPa-1），依據(jù)液體密度ρm、溫度t查表或計算；P。— 參比裝置測定密度壓力（表壓）kPa）；Pm— 質(zhì)量流量計在工況條件下平均壓力（表壓）（kPa）。

同樣的原理，采用閉式比重瓶測定參比條件下密度時，如果測量時瓶內(nèi)存在一定壓力，并且溫度也偏離參比溫度的話，可按下式將比重瓶測定值修正到參比條件下：

ρ（s）＝ρs/（Ctlm X Cplm） （5）

式中，ρ（s）— 將一定溫度．壓力下密度修正到參比條件下的密度；Ctlm— 比重瓶液體溫度修正系數(shù)，Ctlm＝1＋γ（to），其中，γ是液體密度溫度系數(shù)（℃－1），t是比重瓶液體溫度（℃），to是參比溫度（℃）； Cplm— 液體壓力修正系數(shù)，按下式計算：

Cplm＝[1－F（Ps－Pe） （6）

式中，F(xiàn)— 壓縮系數(shù)（kPa－1），依據(jù)液體密度ρs、溫度t查表或計算；P。— 參比裝置比重瓶內(nèi)液體飽和蒸汽壓（表壓）（kPa）：Ps— 參比裝置比重瓶內(nèi)部壓力（表壓）（kPa）。

4．密度系數(shù)計算及使用

密度系數(shù)是相同條件下參比裝置測定的密度與儀表測定密度的比，公式為：

DF＝ρs/ρm （7）

式中，DF — 質(zhì)量流量計密度測定的密度系數(shù)，無因次量。

密度系數(shù)首先確認(rèn)了密度計密度測量結(jié)果的可信賴程度，并可計算出密度測量誤差；其次，是為了科學(xué)、合理地使用好密度計，Micro Motion 在《質(zhì)量流量計標(biāo)定手冊》中明確要求，質(zhì)量流量計密度測量的實際值，應(yīng)按下式計算：

ρactual＝DF X ρMeasured （8）

式中，ρactual— 質(zhì)量流量計密度測量的實際值；

ρMeasured— 質(zhì)量流量計密度測量顯示值。

  筆者相信 質(zhì)量流量計密度系數(shù)的校準(zhǔn)和使用 必將對質(zhì)量流量計的使用產(chǎn)生積極的影響；同時 筆者也提醒用戶，本文介紹的方法并非標(biāo)準(zhǔn) 建議用戶對質(zhì)量流量計或在線密度計進行密度系數(shù)校準(zhǔn)時 盡量探討采用相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)或標(biāo)準(zhǔn)的可能性，以實現(xiàn)對測量設(shè)備及測量過程的控制。

  江蘇進源儀表有限公司作為江蘇品牌流量計生產(chǎn)廠家，主營產(chǎn)品：污水流量計，電磁流量計,渦街流量計,汽油流量計,渦輪流量計,超聲波流量計,孔板流量計,蒸汽流量計等，為廣大消費者提供誠心誠信的服務(wù)。歡迎廣大新老客戶咨詢與采購，我們攜誠為您服務(wù)！

  我廠坐落在三湖環(huán)繞、日出斗金，由*總理親自命名的美麗荷鄉(xiāng)小城：金湖，若您需要來我廠考察觀摩，也歡迎您領(lǐng)略我們小城的三河風(fēng)光、十里河蕩、晨鼓鐘鳴，享受我們小城的鄉(xiāng)情漁趣、湖鮮美食、森浴芬芳！