空气流量标准装置
  1．结构
  以涡轮流量计作为标准表的空气流量标准装置（简称为空气流量标准装置）的典型结
构如图1所示，主要由气泵、若干条管路、若干台涡轮流量计、计时器和控制设备等组成。

                                              图1涡轮流量计为标准表的空气流量标准装置

    涡轮流量计直接脉冲输出，性能稳定、重复性好、易于控制，因此，其作为标准使用在
标准表法空气流量标准装置上是可行的。
    涡轮流量计前后直管段应符合安装要求。涡轮流量计应在同样流体条件的上一级空气流
量标准装置上检定溯源。
  2．工作原理
  空气流量标准装置的基本原理是基于流体力学的连续牲方程。以m个涡轮流量计为标
准器，使空气在某个流量下连续通过涡轮流量计和试验管路，此时涡轮流量计处的空气累积
体积流量为

式中Kw-第w台涡轮流量计的仪表常数，m³；
    Nw——第w台涡轮流量计的累积脉冲数；
    Qvw——w台涡轮流量计测量的体积流量，m³；
    Qvo——m台涡轮流量计的累积体积流量，m³。
    对每一台涡轮流量计，其仪表常数定义如下：
   
式中Q——某流量点涡轮流量计测量的体积流量，m3；
    N——某流量点涡轮流量计的累积脉冲数；
    K——某流量点涡轮流量计的仪表系数，1／m3。其值是检定时该流量点多次检定的算术平均值。
    试验管路处的空气累积体积流量为

式中  Qv —— 试验管路处的空气累积体积流量，m³；
    Qw —— 涡轮流量计处的累积体积流量，m³；
    T—— 试验管路处的空气热力学温度，K；
    p —— 试验管路处的空气绝对压力，Pa；
    To —— 涡轮流量计处的空气热力学温度，K；
    Po —— 涡轮流量计处的空气绝对压力，Pa。
    试验管路处的瞬时体积流量为

检测流量计时，首先按照被检流量计的检定流量点选择涡轮流量计，并进行组合。将不
参与试验的涡轮流量计的上、下游阀门关闭，打开已选涡轮流量计的上、下游阀门，启动鼓
风机使空气流向已选涡轮流量计和被测流量计。然后，调节流量使流量达到试验流量点。流
量稳定一段时间后，同时测量涡轮流量计的脉冲数和被测流量计输出值。经一定时间后，再
同时停止记录涡轮流量计的脉冲数和被测流量计输出值。比较两者的流量值，从而确定被测
流量计的计量性能。
  3．检定
  空气流量标准装置的检定按JJG 643-2003《标准表法流量标准装置》进行。
  (1)涡轮流量计的检定
  涡轮流量计按JJG1037-2008《涡轮流量计》中的方法进行检定。定点使用的涡轮流量
计，检定每个使用流量点，每点检定次数不少于6次。涡轮流量计的检定结果，应给出对应
于各检定流量点的仪表系数。
  ①涡轮流量计仪表系数的相对标准不确定度

式中Uj-第j个检定点的仪表系数的相对标准不确定度，%；
    Sk——第j个检定点的仪表系数标准偏差，1／m³；
    Kj——第j个检定点的仪表系数平均值，1／m³。
    第w台涡轮流量计的仪表系数的相对标准不确定度Uw：

 ②并联m台涡轮流量计按式计算m台涡轮流量计的仪表系数的相对标准不
确定度U21：

式中  U21 —— 作为标准表的流量计的相对标准不确定度；
    qw —— 第w台作为标准表的流量计的对应流量，m³／h。
    (2)空气流量标准装置的给出流量的相对不确定度
    ①涡轮流量计处的气体累积体积流量测量合成相对标准不确定度

   式中U21 —— 作为标准表的流量计的标准不确定度；
   U22 —— 检定作为标准表的流量计的上一级流量标准装置的合成标准不确定度；
    U23 —— 作为标准表的流量计检定时没带配套仪表一起检定，配套仪表引入的流量测
    量不确定度；
    U4 —— 怍为标准表的流量计检定时的流体条件与使用时不一致，其影响引起的不确
    定度；
    U25 —— 数据采集、信号处理、数据处理及通信不确定度所引起的流量测量不确定度。
  ②涡轮流量计处的空气瞬时流量的合成相对标准不确定度：

式中U1 —— 测量时间的A类测量相对标准不确定度；
    U2—— 测量时间的B类测量相对标准不确定度；
    U3—— 标准计时器的测量相对标准不确定度。
  ③试验管路处的空气累积体积流量合成相对标准不确定度：

式中U27 —— 试验管路处温度测量不确定度引起的给出流量相对标准不确定度；
    U28 —— 试验管路处压力测量不确定度引起的给出流量相对标准不确定度；
    U29 —— 涡轮流量计处温度测量不确定度引起的给出流量相对标准不确定度；
    U30 —— 涡轮流量计处压力测量不确定度引起的给出流量相对标准不确定度。
    ④试验管路处的空气瞬时体积流量测量合成标准不确定度：

 ⑤空气流量标准装置给出流量的相对扩展不确定度：
    计算相对扩展不确定度U．：
    Ur =k · Ue        （k=2）
 4．检定结果
    检定涡轮流量计的上一级空气流量标准装置，应列出：
    (1) DN
    (2)流量范围
    (3)给出累积体积流量的相对扩展不确定度U2
    涡轮流量计为标准表的空气流量标准装置，应列出：
    (1)检定点的仪表系数
    (2)给出流量的相对扩展不确定度Ut
    (3)给出流量的稳定性
    (4)最短测量时间tmin。
    5．检定周期
    空气流量标准装置的检定周期与涡轮流量计的检定周期相同。若涡轮流量计的准确度为
0.1，0.2，0.5级时，其检定周期为1年，当涡轮流量计的淮确度低于0.5级时，检定周期
为2年。
  6．例题
  某空气流量标准装置，由一台DN50涡轮流量计（作定点使用的标准表）、一根DN50
的试验管路和控制设备组成，主要用于DN50流量计的检定。涡轮流量计检定带配套仪表，
检定时与空气流量标准装置的流体条件相同，检定数据及检定结果如下。请给出空气流量标
准装置试验管路处的累积体积流量的相对扩展不确定度。
(1)涡轮流量计在10000L钟罩空气流量标准装置上检定，检定结果见表1。


按式计算：
U21 = 0. 09%

由给定条件可知：
U23  =  U24  = 0

由检定证书可知：
U22=0.1%     U25=0.05%

(2)温度测量的不确定度：涡轮流量计处和试验管路处温度计的允许误差为
±0.1℃，则

 (3)压力测量的不确定度：涡轮流量计处和试验管路处压力计不确定度分量为
0. 02%，则
    U8 =U30=0.02%
(4)空气流量标准装置的相对不确定度：按式(5-40)计算试验管路处的空气累积体
积流量合成相对标准不确定度，则
    Ue=0.15%
    计算试验管路处的空气累积体积流量相对扩展不确定度：
    Ut=K·Ue=0.30%    （k=2）
 标准装置的累积时间内流量稳定性应在最小流量、最大流量下进行检定，作为例子仅给
出最大流量下的数据及检定结果。
    (5)空气流量标准装置的检定结果
    检定涡轮流量计的钟罩空气流量标准装置，应列出：
    ①DN= 50mm
    ②流量范围
    ③给出累积体积流量的相对扩展不确定度：Ur=0.2%，k=2。
    涡轮流量计为标准表的空气流量标准装置，应列出：
①检定点的仪表系数。
②试验管路处的空气累积体积流量相对扩展不确定度：Ur=0.30%，k=2。
③流量稳定性：0. 02%。
(6)空气流量标准装置的检定周期为1年。