摘要：随着新能源的开发，管道燃气在广大居民家中得到使用。目前居民使用家用燃气计量用的膜氏燃气表，因为它的出现一定程度上降低了燃气系统的价格，为用户企业之间实现了“双赢”，深受人们喜爱，已成为燃气表行业的核心，因此要想方设法确保膜氏燃气表的安全性和测量数据的准确性，是我们计量人员的一项工作重点。因此，本文主要对膜式燃气表的安全检测方法和计量检测注意事项进行分析与探讨，旨在提高膜式燃气表的使用安全和计量准确性。
关键词：膜式燃气表；检定方法；密封性检测；计量性能检测
一、前言
膜式燃气表一般由机芯、指示装置、外壳和计数显示器等主要部件组成。但由于生产厂商不同，其结构也不完全一样。从结构可以分整体式和独立机芯式两类，其结构和原理基本相同。它的外壳由当初的镀锌钢板焊接而成，中间有横隔板的箱式整体，改进为现在的冲压成形或压铸成形的壳体；膜片由当初用浸油的绢纱或用铬酸法揉制的羊皮膜片，改进为用聚酯纱涂双面胶的人工合成隔膜等现代技术材料，做成系列化两囊四室式膜式燃气表。由于燃气的特殊性，一旦泄露就会危及广大人民的生命安全，所以燃气表的密封安全性尤其重要，燃气表焊接质量是决定外部是否漏气的重要因素之一，密封性检测则是计量性能检定的前提。独立机芯式燃气表需要焊接的部位较之风箱式燃气表大大地减少，同样这也减少了漏气的可能性。但是由于水平轴填料座直接露在外面，这部分的气密性问题要特别注意。独立机芯式燃气表也有缺点：由于膜片的有效受压面积小，转动力矩因而也减少；由于曲柄转速高，零部件精度高，配差严密，对燃气质量反应较敏锐，故当燃气中杂质含量高时，可能会对燃气的准确计量不利。因此要想方设法确保膜氏燃气表的安全性和测量数据的准确性，是我们计量人员的一项工作重点。下面就对膜式燃气表的安全检测方法和计量检测注意事项进行分析与探讨。
二、膜式燃气表的安全检测方法
（1）U型管压力计法
燃气表必须要进行密封性试验，密封性试验是将被检燃气表充进1.5倍的最大工作压力，如图所示的密封性试验管路。首先打开阀门，待U型管压力计水柱上升到规定的压力高度时，关闭阀门，持续时间不少于3min，观察压力计示值不下降即为合格。这种方法优点简单易行，但是表的漏气位置不明确，灵敏度一般。可以用涂液法配合查找漏气点。
图1、U型管压力计密封性试验
（2）气泡检漏法
1）检验设备
燃气表检验设备由玻璃气泡检漏器、U型管压力计、稳压气源、旋塞阀和试验管路组成。
2）试验程序
①检验设备密封检查，用封闭塞将气泡检漏器上安装被测表的接口密闭，开启气源控制阀，旋开主旋阀，输入试验气体。然后旋开玻璃气泡检漏器前后的两个分旋塞，再将主旋塞关闭。等待1min后，观察玻璃气泡检漏器内有无气泡出现，持续时间不少于3min。若无气泡出现，该检漏设备即为密封。
②用封闭旋塞阀和密封圈将被测表出口密闭，将被测表的进口与气泡检漏器的出气口密封连接。
③开启气源控制阀，旋开主旋塞，向被测表输入试验气体。然后旋开玻璃气泡检漏器前后的两个分旋塞，再将主旋塞关闭。
④输气完毕，在燃气表试验压力为1.5倍的最大工作压力下等待1min，观察玻璃气泡检漏器内有无气泡出现，持续时间不少于3min。若无气泡出现，即为合格。
这种方法优点灵敏、快速，但是表的漏气位置不明确。
图2、气泡检漏法密封性试验
（3）浸水法
如下图所示，按图将被检表接入气路，密封出气口，放入水槽中，试验压力为1.5倍的最大工作压力下等待三分钟没有气泡出为合格。这种方法优点是表的漏气位置明确、灵敏。但是要拆下计数器，测试完成后要风干水。
主要检查点：所有连接处；所有焊接点；壳体是否有裂缝；计数器传动轴填料座；所有密封圈。
图3、沉浸水法密封性试验
三、计量检定注意事项
在日常检定工作中，为了避免发生检定时容易忽视的问题，总结如下：
（1）检定准备工作
燃气表在相似检定条件的温湿度环境中放置4h以上方可进行检定。在检定过程中，装置处的温度和被检表处的温度（包括室温、水温/油温、检定介质温度）之差应不超过1℃，方可进行检定。
因为膜式燃气表的结构原理、采用的膜片材料受环境温度、湿度影响很大。
示值误差进行温度、压力修正要正确理解运用绝对压力和热力学温度，应至少每天一次测量实验室的大气压力。
检定前，燃气表应以最大流量预运转，通过的气体体积至少是燃气表回转体积的50倍。
串联检定，如果恒温室条件好，没有任何的加温或者降温，温度建议温度可不修正。如果是多台串联检验法检验燃气表，一定要测量每台燃气表的平均入口压力，以便计算在试验线上压力减低对被测体积的影响，要进行压力修正。
当采用光电、磁传感仪器或其他仪器设备进行检定时，应避免外界的干扰。
检定前一定要测漏，在检定过程中，各管道、阀门及与被检表连接处不应有漏气的现象。微小流量可能对大流量点检定不构成严重影响，但是对最小流量的检定会产生严重的后果。
（2）总压力损失的测量
装置与燃气表之间的连接管道应尽可能短，以减小管道的压力损失。总压力损失是在最大流量条件下，使用倾斜式微压计或者准确度等级相当的其它型式压力计测量燃气表的进气口和出气口之间的压力降，取最大值和最小值的算术平均值，压力测量要点：
试验时仪表的取压口应位于仪表入口一倍管道直径的上游处和仪表出口一倍管道直径的下游处。若在其它位置测量压力，则应换算到上述位置处的压力值。
上游取压口和下游取压口应至少有一倍直径的直管段。上下游直管段长度相等。
取压孔应垂直于管道轴线。其直径至少达3mm以上。取压孔的任何部位均不允许突入流道。取压孔附近的管道内壁应光滑无毛刺。
如果有管接口和被检表相连接，管接口径不能小于被检表的进、出气口径，连接燃气表入口和出口的管子应与燃气表接头具有相同的公称尺寸，以减小管道的压力损失。
不能串联检定燃气表的总压力损失。
在试验时检测燃气表的平均压力损失的压力测量装置应取通过仪表时的压力正常变化的平均值。
倾斜式压力计在宽广容器中充满有工作液体，如果有泄露，不能随便更换或者补充，应由上一级计量部门在检定时补充，因为工作液体的密度和压力是密切相关的。倾斜式压力计的使用要严格按照要求操作。
（3）恒温、恒湿计量室
恒温计量室内的空调风口、加湿机喷口不能正对标准器和被检表。
因为空调风口正对标准器和被检表，会导致标准器和被检表局部温度变化太大，影响检定结果。
恒温计量室最好选择非朝阳面的房间，选择背光房间为好，最好选择在地下室，温度控制效果好、稳定。
（4）首次检定、后续检定、使用中检验的区别
首次检定的目的是为了确定新生产的计量器具其计量性能，是否符合其批准时型式所规定的要求。
后续检定的定义及适用范围：
后续检定的目的是为了确定计量器具自上次检定，并在有效期内使用后，其计量性能是否符合所规定的要求。
后续检定包括有效期内的检定、周期检以及修理后的检定。一般在实验室进行。
使用中检验的目的是为了检查检定标记或检定证书是否有效，保护标记是否损坏，检定后的计量器具状态是否受到明显变动，及误差是否超过使用中的最大允许误差。一般在现场检验。
经安装及修理后对计量器具计量性能有重大影响时，其后续检定原则上须按首次检定进行。但是，对于最大流量qmax≤10m3/h的燃气表只作首次强制检定，限期使用，到期更换。如果在有效期内的进行了检定，但是燃气表总共的寿命不能超过相关规定。例如，有一台最大流量qmax≤10m3/h的以天然气为介质的燃气表曾做了首次强制检定，燃气表已经被使用了3年，由于某种原因，需要进行有效期内的检定，如果检定合格后，检定证书一般应该开写（10年减去3年等于7年）7年的有效期。
（5）检定装置
流量标准装置分为原始标准装置（一级标准）和传递标准装置（次级标准）。原始标准装置是依据流量的基本定义予以实施的装置，能够复现流量量值的，即以工作量器、衡器等作为体积V或质量m的度量设备及结合时间标准，从而得到体积流量或质量流量，是流量测试装置及流量设备可能达到的最高准确度的装置。
传递标准装置是使用由原始标准装置校准的流量计作为流量标准来进行流量计校准的装置。次级标准装置由一级标准装置传递量值。
标准流量计法气体流量标准装置（如湿式气体流量计、音速喷嘴装置、涡轮流量计、腰轮流量计等）都是传递标准装置。钟罩式气体流量标准装置为原始标准装置；其计量标准的工作原理及其组成是由可动的钟罩和固定的液槽构成一个容积可变的密封空腔。钟罩下降过程中通过压力补偿机构，使得其内部气体压力保持一定值，不随钟罩浸入密封液体中的深度而变化。钟罩两档板之间的容积是固定的，测出两挡板先后发出的光电讯号所经历的时间，可以计算出瞬时流量。如果钟罩和标准表检定同一块稳定性好的表，结果差异较大（大于0.6%），如果肯定钟罩是准确的，应该检查标准表。如果同一试验的条件下，钟罩和钟罩间有差异（大于0.6%），应该重新核实检定钟罩。
例如，我们采用钟罩检定法中的静态法检定燃气表。检定时流量先调整好流量调节器，钟罩标尺位于起始刻线，使被检燃气表计数器对准起始位置，打开阀门运行，当被检燃气表运行到预定终止值时，关闭出气阀门，记录钟罩示值和被检燃气表示值及相关的温度、压力值。本标准的工作原理框图如下：
图4、静态法检定燃气表工作原理框图
钟罩密封液可以采用水、油。但是油只能使用低粘度的油，如5号或者7号白油，不能随便使用机油或者粘度大的油品。湿式气体流量计也是同样道理。
首次检定、后续检定所用标准器的不确定度应等于或优于燃气表最大允许误差的1/3。
标准器和配套设备要具有有效的检定或者校准证书，才可以开展检定燃气表工作。
（6）防止逆转装置
规程规定燃气表装有防止逆转的装置，当气体流动方向与规定方向相反时，燃气表能停止运行。指的是计数器停止计数，也不能倒转计数。但是当气体流动方向与规定方向相反时，气体可能还会流过燃气表。
（7）检定压力
规程规定检定压力不得超过燃气表最大工作压力，尽可能接近使用条件，一般应小于5kPa。原理上标准器压力越小，压力换算带来的误差影响相对小些。所以检定压力最好不要太高。
（8）检定燃气表方法：静态法和动态法的优缺点
检定燃气表方法允许有静态法和动态法。
从燃气表计量角度考虑，动态法检定是在燃气表模拟工作状态下进行检定的，能更好地反映出该燃气表计量性能。静态法由于存在人为操作因素，必然引入人为误差，而且，静态法计量燃气表存在启停过程，由于惯性作用，会对计量结果有影响。所以有条件最好采用动态法检定。动态法分非自动采样/自动采样：
非自动采样的动态法：钟罩按照检定流量运行，当燃气表计数器到达预定起始位置时，使钟罩仪表开始计数；当燃气表运行到达终止值时，使钟罩仪表结束计数。由人工动态读取燃气表的起始值和终止值及相关的温度、压力值。
自动采样的动态法：对于具有采样光标或者脉冲输出的燃气表，可通过采样器对信号自动采样，动态同步地获得燃气表和标准器的体积量。
明显地，自动采样的动态计量法最科学，几乎没有人为因素影响计量结果。
四、结语
鉴于膜式燃气表的很宽量程比，其它流量计无可比拟，所以性能价格比极高!但是技术要革新，要注入新鲜血液才有持久生命力。我们计量检定人员必须严格把关，促进生产厂家提高产品质量，完善计量检测手段，提高计量检测技术水平，确保人民使用膜式燃气表的安全，为共建和谐社会贡献一份力量。
论文作者:陈君宏
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第26期
论文发表时间:2018/1/31
标签：燃气表论文; 压力论文; 装置论文; 标准论文; 流量论文; 气泡论文; 压力计论文; 《建筑学研究前沿》2017年第26期论文;