音速喷嘴法气体流量标准装置的不确定度分析

[摘要]气体流量计在计量检定中有很多值得探讨的知识。目前我国很多地方都应用音速喷嘴（负压）检定，对于正压和负压的检定既有很多共性，也有其个性，本文在这两个检定过程中对不确定度进行分析。

[关键词]气体流量检定；正压负压对比；不确定度；稳定性

[中图分类号]TH814[文献标识码]A[文章编号]1005-6432（2013）22-0026-02

1工作原理（负压）

根据气体动力学原理，当气体通过临界流喷嘴时，在喷嘴上下游气流压力比达到一特定数值的条件下，在喷嘴喉部形成临界流状态，气流达到最大速度（当地音速）。流过喷嘴的气体质量流量也达到最大值qm。此时qm只与喷嘴入口处的滞止压力和温度有关，而不受下游状态变化的影响。正是应用了这原理，采用喷嘴作为标准装置的标准表，然后与被检流量计进行比对，得到被检流量计的误差。

5对于正压法的不确定度分析

音速喷嘴气体流量正压法的工作原理是：由气体压缩机产生气源，通过气体稳压系统，经过被检表和标准音速喷咀放入大气，通过测定温度、压力、脉冲等参数，用给定数学模型算出标准流量和被检流量的误差。

其误差来源同负压的误差来源的基本一致，只是在考虑正压的检定时，存在由于气体压力稳定度带来的误差。通过我们做了一些实验数据说明：

选定在本装置流量范围内7个检定点，每个检定点检定10次，每次间隔10秒，结果如下：由实验数据对流量的稳定性（稳流）带来不确定度为0.098%。以上音速喷嘴气体流量标准装置（负压法）的扩展不确定度为：U=0.152%。结论：取k=2，则整套音速喷嘴标准装置（正压法）的扩展不确定度为：U=0.50%。

6结论

对于音速喷嘴气体检定标准装置正压和负压的对比结论：正压优点能实现现场模拟，并且对压力和温度进行现场检定对比，缺点是检定准备工作时间长，并且每个点流量稳流需要时间长一般（最少20分钟）以上，检定精度相对比较低，流量范围相对也小，成本高。而负压的优点是准备时间短，稳压时间短（一般最长2分钟），检定精度高，流量范围大，成本低，缺点是由于负压所以对智能表的压力和温度只能检定现场的零点数据。