序

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

  2003年9月在國家在線密度計檢定規程修訂時，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量流量計的密度測量，因此本論文就質量流量計的密度測量提出校準方法，可以說具有一定前瞻性和指導意義。

一 前言

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

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

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

二 密度校準及密度系數計算

  目前，我國關于密度的定義和密度計的使用與相關標準比較并沒有技術上的差別，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，而絕大多數國家是15℃，101.325 kPa。

1 參比裝置選擇

  質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對密度的測量。出廠的賦值及使用后校準都需要依據相應方法進行，并根據實際情況選擇參比裝置確定密度系數，實際密度值等于密度儀表測量值乘以密度系數（見公式8）?？梢?，修正后的密度準確性除了與密度儀表本身誤差大小有關外，還與其量傳或溯源的參比裝置有關，參比裝置測量的密度越準確，則確定出的密度系數就越可靠，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；三是標準密度計法。筆者僅就前兩種校準方法進行簡要介紹。

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《原油和液體石油產品密度實驗室測定法（密度計）》的要求和步驟。在實驗室內采用玻璃浮計法測定，玻璃浮計視校準要求，可以選擇一等或二等標準浮計，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，測量數據是可信賴的，并且玻璃浮計與密度儀表具有相同意義的量值，同時要求對標準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雜，但是測量的度較高，因此，目前仍然是國內密度計檢定或校準普遍采用的方法。

（1）國內比重瓶測定方法及程序

  確認恒溫槽及相關設備滿足測定條件：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，并根據密度定義將被測液體在空氣中的密度修正到真空狀態下，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—當地空氣密度；

ρ砝碼—稱重砝碼的密度。

（2）國外比重瓶測定方法及程序

確認恒溫槽及相關設備滿足測定條件；確定比重瓶容積PVTP；實驗前再次確認空瓶充滿空氣時重量并與已經確認空瓶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，并根據密度定義將被測液體在空氣中的密度修正到真空狀態下，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— 比重瓶的標準體積。

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

3 質量流量計密度值確定

質量流量計顯示的密度為工況條件下密度，在計算密度系數之前，必須將質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量流量計工況條件下，這個程序是不能忽略的。

設質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，或取對應間隔質量與體積的比值。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— 質量流量計處液體溫度修正系數，Ctlm＝1+γ（t－to），其中，γ是液體密度溫度系數（℃－1），根據密度范圍從相關標準中獲取，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，按下式計算：

Cplm＝[1－F（Pm－Pe）] （4）

式中，F— 壓縮系數（kPa-1），依據液體密度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，Ctlm＝1＋γ（to），其中，γ是液體密度溫度系數（℃－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，按下式計算：

Cplm＝[1－F（Ps－Pe） （6）

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

4．密度系數計算及使用

密度系數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 — 質量流量計密度測定的密度系數，無因次量。

密度系數首先確認了密度計密度測量結果的可信賴程度，并可計算出密度測量誤差；其次，是為了科學、合理地使用好密度計，Micro Motion 在《質量流量計標定手冊》中明確要求，質量流量計密度測量的實際值，應按下式計算：

ρactual＝DF X ρMeasured （8）

式中，ρactual— 質量流量計密度測量的實際值；

ρMeasured— 質量流量計密度測量顯示值。

  筆者相信 質量流量計密度系數的校準和使用 必將對質量流量計的使用產生積極的影響；同時 筆者也提醒用戶，本文介紹的方法并非標準 建議用戶對質量流量計或在線密度計進行密度系數校準時 盡量探討采用相關國家標準或標準的可能性，以實現對測量設備及測量過程的控制。

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