一、前 言（yán）

ISO 5167:2003（E）（以下簡稱新標準）的頒布是節流裝（zhuāng）置發展史上的第二個裏程碑，而第一（yī）個裏程碑是1980年頒布的（de）第一部ISO 5167國際標（biāo）準（以（yǐ）下簡稱舊標準）。二個裏程碑反映節流裝置（zhì）發展的不同階段，它（tā）們在技術基礎及內容上都有實（shí）質（zhì）性的重要（yào）變化。如何深入學習ISO 5167新標準，是我經常考慮的問題，在不斷學習（xí）和體會中寫了這份學習劄記。

自2003年新標準頒布後，國內有專家學者論述其內容（róng）及重要性，據稱曾舉辦過60~70次貫徹新（xīn）標準的研討會，學習班，遺憾的是這是以（yǐ）宣講ISO 5167新標準為（wéi）名，行推銷內錐流量（liàng）計為實的研討會，學習（xí）班，遺憾的是這是以宣講ISO 5167新標準為名，行推銷內錐流量計為實的研討會，學習班，在這些活動中，貶低標準節流裝置，稱人們應該及（jí）時勇於更新觀（guān）念，與傳統的落後的流量測量節流裝置告別，與時俱進地推廣采用新一代（dài）的流量測量節流裝置，即（jí）內錐式流量測量（liàng）節流裝置。V形內錐流量計是老一（yī）代孔板，噴嘴和文丘裏管（guǎn）的更新換代產（chǎn）品。

筆者認為內錐流量計做為新型差壓流量計自有其優缺點，它還（hái）是屬於非標準檢測件流量（liàng）計，與標準節流裝置差（chà）壓（yā）流量計比較要低一（yī）個檔次，它（tā）需經長期的試驗研究和應用（yòng）實踐晉升為（wéi）標（biāo）準型，才能決定能否代替的問題，現在就宣稱是標準節流（liú）裝置的更新（xīn）換代產品未（wèi）免早了點，對（duì）流量行業貫徹新標準隻能起幹擾作用，沒有什麽實際好處。

ISO 5167新標準的重（chóng）要性（xìng）至少可（kě）舉出以（yǐ）下幾點：

1．ISO 5167新標準是（shì）一（yī）種經曆上（shàng）百年流量檢測件的理論與（yǔ）實踐的總結，它反映現場流量測量對（duì）一部檢測件標準的內容有哪（nǎ）些要求，檢測（cè）件的發展應遵循哪（nǎ）些規律？例如首先檢測件（jiàn）的結構形狀和技術要求要標準（zhǔn）化，在標準中明（míng）確表示出來，這樣才能動員全（quán）社會的力量來進行試驗研究，沒有標準化僅僅依靠個別廠家或科研群體進行工作，不但拖延時日，還易產生數據的係統偏差（chà）而不易覺察；其次（cì）檢（jiǎn）測件的流出係數（或（huò）儀表係數）需建立數據庫，由數據庫的數據擬合出（chū）流出係數計算式，它是標準的主要內容之一，數據庫的數據（jù）由全社會來完成，這樣可保證它是否真（zhēn）實可靠；第三（sān），現（xiàn）場影響量的試驗研究是檢（jiǎn）測件標準工作量最大，最艱巨的一項（xiàng）長期性工作，它決定著檢測件應用範圍有多寬。

2．目前國內流量儀表的（de）用量以標準（zhǔn）節流裝置為檢測件的節（jiē）流（liú）式（shì）差壓流量計仍居於首位，在天然氣（qì）和蒸汽這二種（zhǒng）國民經濟最廣泛又重要的能源計量中，此類儀表是主（zhǔ）力儀表之一，這種狀況短（duǎn）期內是難於改變的，GB17167—2006《用能（néng）單位能源計量器具配備和管理通則》規定天然氣和蒸汽流量計量的準確度是強製性的，節流式差壓流量計麵臨著嚴峻的（de）挑戰，切實（shí）貫（guàn）徹ISO 5167新（xīn）標準是保證此（cǐ）項（xiàng）任務（wù）完成的有力措施。

3.由於各種複雜的原（yuán）因，國（guó）內節流式（shì）差壓流量計存在較多（duō）的問題，其應用水平不能令（lìng）人滿意，菠萝蜜视频在线观看應該借貫徹新標準這股（gǔ）東風解決一些問題，可是現在（zài）受到前述（shù）的幹擾，已經耽誤幾年時間，今後如何采取有力措施貫（guàn）徹新標準，使此類流量計能夠承擔它應（yīng）承擔（dān）的任務，是計量部門和流量行業的一項艱巨任務。

本（běn）文不擬對ISO 5167新標準作全麵介紹和評述，隻摘若幹問題作一探討。

二（èr）、確定流量標準裝置流量量值的一種新方法

由於流量是由基本量（長度，質量，時間，溫度（dù））綜合的導出（chū）量，它沒有實體的基準器，流量量值的一致性（xìng）一直是（shì）一個（gè）老大難（nán）的問題。現在流量是（shì）在流量標準（zhǔn）裝置上由基本量（liàng）來綜合得出的（de）裝置的量值溯源應由靜態和動態溯源來完成，動態溯源普遍的方法是進行裝置比（bǐ）對，但是裝置比對是一（yī）種複雜繁瑣（suǒ）的工作，它實際上限製了普遍的應（yīng）用，例如國內眾多的流量（liàng）標準（zhǔn）裝置一般隻由計量部門（mén）靜態溯源。是否有一種簡易的方法來確定裝置的流量量值呢（ne）？孔（kǒng）板（bǎn）流量計的新成就提（tí）供了這種可能性。

2003年美國石油學會新的“石油測（cè）量標準手冊”第5章第7節（jiē）“差壓式流量計測（cè）試協議”提出用一台孔板流量計裝設於裝置（zhì）的試驗管段進行全範圍流量測試，流量測試（shì）點的（de）標準偏差與孔板流量計流出係數R—G公式的標準偏差在95%置信概率內相符合，它就證明該裝置的流（liú）量量值已溯源到基本量，其理由何在？這要從孔板流量計流出係數R—G公式的由來（lái）說起。孔板流量計流（liú）出係數R—G公式是由流出係數數（shù）據（jù）庫數據擬（nǐ）合而得，而數（shù）據庫數據（jù）是集（jí）合美國，歐洲最著名的11個流量實驗室對孔板流量計的試驗得到的，這些實驗室的流量量值（zhí）溯源性不容置疑（yí），因此流出係（xì）數R—G公式的流量量值是已溯源的（de）。上述孔板流（liú）量計節流裝置（zhì）的（de）結構形狀和技術要求要完（wán）全（quán）遵守（shǒu）標（biāo）準的規定，它是R—G公式（shì）應用（yòng）的必要前提，至今尚沒有任何一種流量（liàng）計的檢測件（jiàn）具有這種功能，在需要可信的流（liú）量量值的流量測量中孔板流量計將扮演著重（chóng）要角色。

三．流動調整器的（de）作用

ISO 5167舊標準隻列舉（jǔ）流動調整器的若幹型式結構及尺（chǐ）寸，如何使用基本未涉及，ISO 5167新標準不但包括舊標準的（de）全部流動（dòng）調整器型式，還增加近年開發的一些新型式，標準還列表詳細規定其使（shǐ）用方法，如（rú）孔板與19根管束流動整直器（1998）間所允許直管段長度，流動調整器置於阻流件與節流（liú）件之（zhī）間，其間距應符合規定（dìng），使用時若不遵守規定，反而可（kě）能成為幹擾源（yuán），這點應特別（bié）注意。新標（biāo）準增加流動調整（zhěng）器合格性測試的內容，其意義甚為深遠，按照標準規定隻要完成合（hé）格性測試，任何（hé）類型流動調整（zhěng）器都可投用，這是給新型流動調整（zhěng）器（qì）的開（kāi）發提供一把（bǎ）鑰匙，對流動調整器的發展將產生巨大的促進作用。

流動調整器（qì）是提供一種（zhǒng）規範（fàn）化（huà）流場（chǎng）的設備，它使流量計測量準（zhǔn）確度的可信度置於牢固的技術基礎上。目前標準常用的直管段長度的表列數據並不能保證流場規範化。其原因有二，一是標準稱（chēng）其直（zhí）管段長度的試驗是在阻流件上遊安裝有很長（zhǎng）的直管段得（dé）到的，亦（yì）即阻流件上遊應為充分發展管流及無（wú）旋轉（zhuǎn）流，但是現場大多數情況是阻流（liú）件前並未（wèi）達到如此規範的流場；二是表中所列阻流件類型其結構參數及（jí）管壁粗糙度並（bìng）未詳細規定（dìng），一種阻流件類型其結構參數及管壁粗糙度並未詳細規定，一種阻流件（jiàn）類型其結構參數及管壁粗糙度可能差異很大，應用同樣的直管段長度表明其數據有不確定（dìng）性。現在許多新（xīn）型流（liú）量計如超聲，渦街，渦輪（lún）等甚至把流動調整器與儀表表體組合成為一體，成為檢測件的一部分，這些流動（dòng）調整器已成為專利產品（pǐn）。

流動調（diào）整器（qì）是一把雙刃劍（jiàn），它可使現場阻流件（jiàn）幹擾消除建立（lì）規範化流場，提高測量的可（kě）靠性，縮短必要的直管段長度等（děng）等，但是（shì）其負麵影響為增大壓損，易發生汙物堵塞，增加維護工作量，這（zhè）些常為用戶所垢病。在流量計量日益進入“精細化”的時代，計量準（zhǔn）確度的（de）重要（yào）性甚至成為（wéi）第一目（mù）標，例如昂貴的能源介質油，天然氣的（de）計（jì）量，任何微小的測量差異都將帶來巨大的經濟矛盾，其它如（rú）科研（yán）實驗流量計量的準確度是第一位（wèi）的，近年流動調整器的研發成為國際流量界的熱點課題，其原因即在於此。至於其（qí）負麵（miàn）影響確實應（yīng）該重（chóng）視，尤其是節能（néng）降耗（hào）日益受重視的今（jīn）天（tiān），流動調（diào）整器的應用更應小心（xīn）在意，國內有一股全盤否定其使用價值的潮流（liú），筆者認為應該具體對象具體分析，一概否認並（bìng）不合適。

四．關於孔板節流裝（zhuāng）置直管段長度規（guī）定的問題

ISO 5167新標準則頒布的時（shí）候，國內傳播著一種說法，新標準對孔板的直管段長度有全新和更長的要求，本來孔板的直管段要求現場已普遍不（bú）能滿足，這下更是雪上加霜，無法應用了。

新標準的孔板直管段長度規定（dìng）到底發生了什（shí）麽變化？用這種籠統的說法給人一種全部都加長了無法應用（yòng）的感覺並不合適。筆者認為新標準對孔板和文丘（qiū）裏管的直（zhí）管段（duàn）長度規定的新變化是新標（biāo）準重要成果之一，它使（shǐ）標準更成熟了。

ISO 5167新標（biāo）準中孔板和文丘裏管直管段長度規定的重要意義有（yǒu）以下幾點：

1.解決了（le）國際上長期以來孔（kǒng）板節流（liú）裝置直管段長度規定的分歧，使（shǐ）全世界標準規定得到統一。眾所周知，在ISO 5167舊（jiù）標準投（tóu）票表決時美國投了反對票，其主要原因是AGA3號報（bào）告與ISO 5167中孔板直管段長度規定的不一致。由此ISO特別成立了ISO/TC28/SC5與ISO/TC30/SC2聯（lián）絡（luò）組來解決它，歐美在80年代進行大規模的孔板流量計試驗，它亦是（shì）起因之一（yī）。標準中孔直管段長度規定全世界統一很重要。現在跨洲跨國輸送天然氣已（yǐ）是普遍現象，孔（kǒng）板流量計是天然氣流量計量（liàng）的主力儀表，尤其是大口徑輸送管道，目前仍大部分采用（yòng）孔板流量計，計量的（de）準確度成為貿易交接的主要技術指標，標準的不一致將造（zào）成很（hěn）大麻煩。

2.新標準孔板直（zhí）管段（duàn）長度規定除繼承幾十年國際上積累的資料外，80~90年代新（xīn）一輪的（de）大（dà）規模孔板流量計試驗提供質量上乘的新的（de）數據，它反映當代流量檢測設備和數據處理技術，其質量是過去數據無法比擬的，可以說ISO 5167標準這方麵的內容（róng）在全部流量（liàng）標準中是最先進和成熟的，對（duì）其它標準（zhǔn）的製訂有參照的作用。

3.比較新舊標準關於孔板直（zhí）管段規定的資（zī）料可看到以下差別：

1）新標準阻流件類型增多，由7種增為12種；結構細化，如（rú）同（tóng）平麵和垂直平麵雙彎頭依據彎頭間距各分為二種，舊標準垂直平麵雙彎頭隻有一（yī）種並沒說明（míng）彎頭的間距，它（tā）取的數值相當（dāng）於新標準間距較短的一種，這樣其直管段長（zhǎng）度非常長，對於間（jiān）距較（jiào）大時是不必要的（de）；

2）β值0.5以下新（xīn）舊標準的長度基本一樣，舊標準有個別的還稍長（zhǎng）些，β值0.6~0.75新（xīn）標準比舊標（biāo）準長得（dé）多，國內說長得多大概是指這一部分（fèn）；

3）新（xīn）標準一些阻流件名稱更確切（qiē）些，例如漸縮管（guǎn），漸（jiàn）擴管（guǎn），新標準稱為（wéi）同軸漸縮管，同軸漸擴管，舊標準全孔球閥或（huò）閘閥全開和球型閥全開為兩種似有（yǒu）重複，新標準則隻列前麵一種較為合理；

4）直管段長度是與測量準確度聯係在一起的（de），標準（zhǔn）中分為A，B二欄，B欄是在A欄的不確定度上再增加0.5%附加（jiā）不確定度，而B欄的長度大（dà）部（bù）分隻有A欄的50%或更短，如果把流出係（xì）數的不確定度從0.5%增為1%，則（zé）前置直管段長度20D基（jī）本上可滿足（zú）全部β值（包括β=0.75）的要求，而若β≤0.50則10D基（jī）本可滿足要求，除（chú）空間雙彎（wān）頭等幹擾最（zuì）嚴重的阻流（liú）件以外。

4.應（yīng）該指出，直（zhí）管段長度的試驗（yàn）是一項（xiàng）很複雜的工作，長期以來國際上一直存在數據（jù）的分歧（qí），它是有深層次（cì）的技（jì）術原因的。

1）現場阻流件類型複雜多變（biàn），在實（shí）驗室裏難以（yǐ）複製，產生分歧的一個原因可能是結構形狀及管壁粗糙度的差異引起的；

2）對流出係數（shù）偏差評（píng）定的不確定度不一致，以前ISO 5167與AGA3號報告規定的長度相差約（yuē）一倍，AGA3號報告的長度相當於ISO 5167 B欄的長度，亦即兩者的不確定度一個為0.5%，另一個為（wéi）1%；

3）ISO 5167稱其（qí）直管段長度是（shì）在阻流件上遊為充分發展（zhǎn）管流和無（wú）旋轉（zhuǎn）流情況下進行的（de）試驗，其它研究者遵守這個條件可能不一致。

新標（biāo）準對經典文丘裏（lǐ）管的直管段長度有較大的修訂，它是近年對此類節流裝置再進行（háng）細微試驗時發現的，國內傳播內錐流量（liàng）計前置直管段為0~3D，後置直管段為（wéi）0~1D，沒有按阻流件類型細分，近來印度德（dé）裏工學院應用（yòng）力學發（fā）表的關於內錐流量計受前置閘閥幹擾影響的（de）報（bào）告大幅修改其長度，認為如在β=0.77，L=5D閥開度大於25%時係數變化高達8%，L=10D時亦有約1.7%的變化，這說明一種類型檢（jiǎn）測件的（de）直（zhí）管段長度（dù）規定的試驗不是短期內可以下結（jié）論（lùn）的（de）。