王波1，2
1.河北省计量监督检测研究院，河北 石家庄 050200； 2. 国家热工流量仪表质量监督检验中心（河北），河北 石家庄 050200
一、概述
气体流量计量的量值传递关系，包括从基本量及导出量到气体流量计量基准器具、气体流量计量标准器具、气体流量工作计量器具之间的量值传递关系、量值传递方法和量值传递时的测量能力。作为国家计量检定系统表的一部分，气体流量计量器具检定系统表是气体流量计量量值传递的重要依据。
国家计量检定系统表即国家溯源等级图，它是将国家计量基准的量值逐级传递到工作计量器具，或从工作计量器具的量值逐级溯源到国家计量基准的一条比较链，以确保全国量值的准确可靠。它可以促进并保证我国建立的各项计量基准的单位量值，能够准确地进行量值传递。国家计量检定系统表规定了从计量基准到计量标准直至工作计量器具的量值传递链及其测量不确定度或最大允许误差，依次可定各级计量器具的计量性能，有利于选择测量用计量器具，确保测量的可靠性和合理性。
二、气体流量计量器具
气体流量计量器具依据计量学用途以及在检定系统表中的地位分为：气体流量计量基准器具，气体流量计量标准器具，气体流量工作计量器具。
（一）气体流量计量基准器具
气体流量计量基准器具包括pVTt法气体流量基准装置和钟罩式气体流量基准装置。
气体流量计量基准可通过间接测量法溯源至质量或长度、时间、温度、压力、湿度等量值。
1. pVTt法气体流量基准装置
pVTt法气体流量基准装置主要由标准容器、压力计、温度计、计时器，以及真空泵、阀门和控制台等组成。在某一时间间隔t内，气体流入或流出容积为V的标准容器，根据容器内气体绝对压力p和热力学温度T的变化，可以求得气体质量。流量范围为：（0.1～1300）m3/h，装置扩展不确定度：≤0.05%（k=2）。
pVTt法气体流量基准装置可使用间接测量法，通过对质量、压力、温度、时间的测量计算出装置的标准容积。压力测量仪表的不确定度一般为装置不确定度的1/2至1/3，温度测量仪表的单点不确定度一般为装置不确定度的1/3，时间测量仪器的不确定度应不大于0.01%（k=2），分辨率应不大于1ms。
2. 钟罩式气体流量基准装置
钟罩式气体流量基准装置一般由钟罩、液槽、发讯机构、压力补偿机构、气源和实验管道构成。钟罩式气体流量基准装置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其内部气体压力保持一定值，不随钟罩浸入密封液的深度发生变化。通过钟罩两个刻度间的固定容积，可计算出气体体积。流量范围为：（0.3～120）m3/h，装置扩展不确定度：≤0.2%（k=2）。
钟罩式气体流量基准装置可使用间接测量法，通过对质量或长度、压力、温度、时间的测量计算出装置的标准容积。容积法测量设备（即标准金属量器）的等级为二等，最大允许误差为±0.025%，尺寸法测量设备（即直径尺、千分尺、游标卡尺等），最大允许误差为±0.2mm，温度、压力、计时器等配套设备分别进行溯源。
（二）气体流量计量标准器具
气体流量计量标准器具包括原始法气体流量标准装置和标准表法气体流量标准装置。
气体流量计量标准可通过间接测量法溯源至质量或长度、时间、温度、压力、湿度等量值，也可通过传递标准（准确度高、重复性好的流量计）溯源至气体流量基准装置。
1. 原始法气体流量标准装置
原始法气体流量标准装置由标准容器或称重系统，温度、压力、计时器等配套设备，控制系统，数据采集处理系统等组成。
常见的原始法气体流量标准装置包括：pVTt法气体流量标准装置、mt法气体流量标准装置、活塞式气体流量标准装置、钟罩式气体流量标准装置、皂膜式气体流量标准装置及其他类型的标准装置。
原始法气体流量标准装置可通过间接测量法溯源至质量或长度、时间、温度、压力、湿度等量值，溯源方式及要求与同类型的计量基准装置基本相同。除此之外，原始法气体流量标准装置可以经由传递标准通过比对与pVTt法气体流量基准装置建立量值核查关系，保证量值统一。温度、压力、计时器等配套设备分别进行溯源。
装置扩展不确定度通常不大于0.2%（k=2）。
2.标准表法气体流量标准装置
标准表法气体流量标准装置由标准流量计，温度、压力、计时器等配套设备，控制系统，数据采集处理系统等组成。
标准表法气体流量标准装置中标准流量计的量值可通过气体流量基准装置，原始法气体流量标准装置或高一等级标准表法气体流量标准装置传递得到。温度、压力、计时器等配套设备分别进行溯源。检定标准流量计的流量标准装置，其扩展不确定应优于标准流量计的扩展不确定度，检定计时器的标准计时器，其扩展不确定度应优于计时器的扩展不确定度。温度测量、压力测量和数据采集等不确定度所引起的流量测量不确定度应不超过标准装置扩展不确定度的1/5，否则标准装置合成不确定度时应考虑其相关分量。
标准表法气体流量标准装置中常见的气体标准流量计包括：临界文丘里喷嘴、涡轮流量计、腰轮流量计及其他类型的标准流量计。
装置扩展不确定度通常不大于1.0%（k=2）。
（三）气体流量工作计量器具
气体流量工作计量器具是指工作用气体流量计，其量值通常通过气体流量计量标准装置传递得到。
气体流量工作计量器具按工作原理分类，主要有：速度式流量计、容积式流量计、质量式流量计、差压式流量计及其他类型的流量计，其量值由气体流量计量基准、标准装置传递而来。
各类气体流量计可使用直接测量法或比较测量法溯源至气体流量计量基准装置或气体流量计量标准装置，流量计最大允许误差一般小于等于装置扩展不确定度的1/3。例如检定准确度等级为1.5级的膜式燃气表的装置扩展不确定度不应大于0.5%，(k=2)。
对未列入检定系统表的工作计量器具，必要时可根据其工作原理、流量范围和不确定度等参数，参考检定系统表中列出的工作计量器具的工作原理、流量范围和不确定度等参数确定合适的量值传递途径。
三、气体流量计量器具检定系统表框图
气体流量计量量值一般是基于质量或长度、时间、温度等基本量及压力、湿度等导出量的测量得到气体流量的量值，再通过气体流量计量基准器具和气体流量计量标准器具传递至工作计量器具的。具体传递关系见图1。
.png)
注:
1 天然气等其他介质需要气体组分的测量;
2 框图中扩展不确定度的包含因子k=2;
3 溯源至基本量； 溯源至基准装置;
溯源至原始法标准装置; 溯源至标准表法标准装置;
参考文献：
[1]郑楷演,杨端益,吴波.气体流量测量系统在线误差分析及修正方法研究[J].仪器仪表标准化与计量,2021(02):34-36.