城鎮(zhèn)燃氣相對密度計校準(zhǔn)規(guī)范編制說明

1、城鎮(zhèn)燃氣相對密度計校準(zhǔn)規(guī)范編制說明2022年4月規(guī)范起草組一、任務(wù)來源城鎮(zhèn)燃氣相對密度計校準(zhǔn)規(guī)范由全國質(zhì)量密度計量技術(shù)委員會下達編制任務(wù)。由廣東省計量科學(xué)研究院、中國計量科學(xué)研究院、廣東省中山市質(zhì)量計量監(jiān)督檢測所、天津大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院、安徽省計量科學(xué)研究院等單位相關(guān)技術(shù)人員組成規(guī)范起草組共同承擔(dān)編制工作。二、編制依據(jù)本規(guī)范編制以國內(nèi)實際情況為出發(fā)點，體現(xiàn)科學(xué)性、合理性、先進性、實用性。努力使規(guī)范校準(zhǔn)項目、技術(shù)要求及校準(zhǔn)方法與國際建議和國家（行業(yè)）標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)規(guī)范相符合。本規(guī)范編制主要依據(jù)及參考了以下文件：JJF 1071-2010 國家計量校準(zhǔn)規(guī)范編寫規(guī)則JJF 1001-2011 通用計

2、量術(shù)語及定義JJF 1059.1-2012 測量不確定度評定與表示GB/T 6682-2008分析實驗室用水規(guī)格和試驗方法GB/T 110622020/ISO 6976:2016 天然氣 發(fā)熱量、密度、相對密度、和沃泊指數(shù)的計算方法GB/T 122062006 城鎮(zhèn)燃氣熱值和相對密度測定方法GB/Z 354742017 天然氣 通過組成計算物性參數(shù)的技術(shù)說明三、制定過程2021年7月至2021年12月，開始進行前期文獻檢索與市場調(diào)研，查閱國內(nèi)外文獻資料、國家標(biāo)準(zhǔn)、生產(chǎn)廠家技術(shù)資料等，完成用于城鎮(zhèn)燃氣相對密度計校準(zhǔn)用標(biāo)準(zhǔn)氣體及相關(guān)試驗設(shè)備的購置方案。2022年1月至2022年3月，實施標(biāo)準(zhǔn)氣體和

3、試驗設(shè)備的購置，并著手進行城鎮(zhèn)燃氣相對密度計校準(zhǔn)方法研究，并初步擬定校準(zhǔn)項目，主要有：時間測量重復(fù)性、相對密度測量誤差、相對密度測量重復(fù)性等。依據(jù)GB/T 122062006 城鎮(zhèn)燃氣熱值和相對密度測定方法，氣體相對密度計的校準(zhǔn)，主要是測量氮氣和空氣的排出時間，GB/T 12206中氮氣純度要求99.99%，因99.999%的氮氣比較容易獲得，我們采用了99.999%的氮氣。因空氣容易受到周圍環(huán)境的影響，它的實際組成也比較復(fù)雜，考慮校準(zhǔn)工作的經(jīng)濟性原則，我們采用由氧氣和氮氣組成的標(biāo)準(zhǔn)氣體，替代空氣，稱之為“空氣替代品”，使實際使用計算變得相對簡單一些。規(guī)范草稿完成后，進行了實際校準(zhǔn)，并根據(jù)實際

4、測量結(jié)果編寫了校準(zhǔn)測量結(jié)果的不確定度分析報告。2022年4月，規(guī)范起草組集體討論了規(guī)范文本，將項目試驗數(shù)據(jù)進行整理與分析，確定城鎮(zhèn)燃氣相對密度計的校準(zhǔn)項目、校準(zhǔn)條件、校準(zhǔn)方法及計量特性等，根據(jù)JJF 1071-2010 國家計量校準(zhǔn)規(guī)范編寫規(guī)則的要求，對方法初稿進行修改和完善，形成征求意見稿。四、概述 城鎮(zhèn)燃氣相對密度計主要用來測量燃氣相對密度。儀器的測量原理是在相同的溫度與壓力下，等體積的不同種類的氣體流過某固定直徑的銳孔所需要的時間的平方與氣體的密度成正比，通過測量燃氣、空氣流過銳孔的時間可計算出燃氣的相對密度值。儀器一般由內(nèi)筒、外筒、銳孔、測溫設(shè)備及氣體管路等部件組成。五、計量特性根據(jù)G

5、B/T 122062006城鎮(zhèn)燃氣相對密度計的時間測量重復(fù)性、相對密度測量誤差、相對密度測量重復(fù)性等計量性能要求如表1所示。表1 儀器計量性能要求計量性能技術(shù)要求時間測量重復(fù)性1%相對密度測量誤差不超過2%相對密度測量重復(fù)性1%六、示值誤差1相對密度測量誤差及重復(fù)性1.1打開氣瓶控制閥注入濕空氣，使內(nèi)筒的水位降至最低，關(guān)閉氣瓶控制閥。打開三向閥放氣孔閥，放出濕空氣后，再注入濕空氣，重復(fù)510次，直到確認儀器的內(nèi)筒中充滿純的濕空氣為止。1.2打開氣瓶控制閥注入濕空氣，使內(nèi)筒的水位降至最低，關(guān)閉氣瓶控制閥。打開三向閥測試孔閥，使?jié)窨諝庾詼y試孔流出，用電子秒表記錄水位由下部刻線到上部刻線所需的時間。

6、1.3再次注入濕空氣，按1.2重復(fù)兩次，記錄和。當(dāng)儀器的時間測量重復(fù)性按式（1）計算，當(dāng)超過1%時，應(yīng)重測。 （1） （2） 式中：時間測量重復(fù)性；3次記錄時間中的最大值；3次記錄時間中的最小值；3次記錄時間的平均值；分別為3次記錄時間。七、校準(zhǔn)結(jié)果表達本部分規(guī)定了城鎮(zhèn)燃氣相對密度計校準(zhǔn)結(jié)果的內(nèi)容、要求等進行了具體的描述和規(guī)定，完全參照JJF1071-2010國家計量校準(zhǔn)規(guī)范編寫規(guī)則。八、復(fù)校時間間隔儀器的復(fù)校時間間隔建議不超過1年，由于復(fù)校時間間隔的長短是由儀器的使用情況、使用者、儀器本身質(zhì)量等諸因素所決定的，因此，送校單位可根據(jù)實際使用情況自主決定復(fù)校時間間隔。九、附錄 參照JJF1071

7、-2010給出了城鎮(zhèn)燃氣相對密度計校準(zhǔn)原始記錄格式和校準(zhǔn)證書內(nèi)頁格式。同時依據(jù)JJF1059.1-2012測量不確定度評定和表示給出了城鎮(zhèn)燃氣相對密度計不確定度評定示例。十、氮氣相對密度 根據(jù)GB/T 122062006對氮氣與干空氣替代品的理想氣體相對密度 D.1 氮氣與干空氣替代品的理想氣體相對密度 （D.1) (D.2)式中：氮氣與干空氣替代品的理想氣體相對密度；氮氣摩爾質(zhì)量，由附錄F查到為28.0134kgkmol-1；干空氣替代品摩爾質(zhì)量，kgkmol-1；氧氣摩爾質(zhì)量，由附錄F查到為31.9988kgkmol-1；干空氣替代品中氧氣的摩爾分數(shù)。D.2 氮氣與干空氣替代品的相對密度計

8、算 （D.3)式中：氮氣與干空氣替代品在計量參比溫度，計量參比壓力下的相對密度；氮氣與干空氣替代品的理想氣體相對密度；干空氣替代品在計量參比溫度，計量參比壓力下的壓縮因子；氮氣在計量參比溫度，計量參比壓力下的壓縮因子。D.3 由公式得： （D.4)式中：氮氣在計量參比溫度，計量參比壓力下的壓縮因子；校準(zhǔn)時密度計環(huán)境溫度，取20；校準(zhǔn)時密度計環(huán)境大氣壓，90kPa110kPa，由大氣壓計讀得；標(biāo)準(zhǔn)大氣壓值，一般取1013.25hPa；氮氣的摩爾分數(shù)，取1；20時氮氣的求和因子，由附錄F查得為0.0156。D.4 計算： （D.5)式中：干空氣替代品在計量參比溫度，計量參比壓力下的壓縮因子；校準(zhǔn)時

9、密度計環(huán)境溫度，取20；校準(zhǔn)時密度計環(huán)境大氣壓，90kPa110kPa，由大氣壓計讀得；標(biāo)準(zhǔn)大氣壓值，一般取101.325kPa；氧氣的摩爾分數(shù)，取值范圍0.23740.2404；20時氧氣的求和因子，由附錄F查得為0.0156；20時氮氣的求和因子，由附錄F查得為0.0265。氮氣相對密度（20） 大氣壓(hPa) 氧氣摩爾分數(shù)90095010001013.25105011000.23700.967310.967300.967300.967300.967290.967290.23720.967280.967280.967270.967270.967270.967260.23740.96725

10、0.967250.967250.967240.967240.967240.23760.967230.967230.967220.967220.967210.967210.23780.967200.967200.967190.967190.967190.967180.23800.967170.967170.967170.967160.967160.967160.23820.967150.967140.967140.967140.967130.967130.23830.967130.967130.967130.967120.967120.967120.23840.967120.967120.967

11、110.967110.967110.967100.23850.967110.967100.967100.967100.967090.967090.23860.967090.967090.967090.967080.967080.967080.23870.967080.967080.967070.967070.967070.967060.23880.967070.967060.967060.967060.967050.967050.23890.967050.967050.967050.967040.967040.967040.23900.967040.967040.967030.967030.9

12、67030.967020.23910.967030.967020.967020.967020.967010.967010.23920.967010.967010.967010.967000.967000.967000.23930.967000.967000.966990.966990.966990.966980.23940.966990.966980.966980.966980.966970.966970.23950.966970.966970.966970.966960.966960.966960.23960.966960.966960.966950.966950.966950.966940

13、.23980.966930.966930.966930.966920.966920.966920.24000.966910.966910.966900.966900.966890.966890.24020.966880.966880.966870.966870.966870.966860.24040.966850.966850.966850.966840.966840.966840.24060.966830.966820.966820.966820.966810.966810.24080.966800.966800.966790.966790.966790.96678十一、水蒸氣相對密度根據(jù)G

14、B/T 122062006計算水蒸氣相對密度”使用方法：先根據(jù)氧氣的摩爾分數(shù)和大氣壓值（儀器修正后數(shù)值）確定水蒸氣相對密度數(shù)值范圍，然后根據(jù)大氣壓實際數(shù)據(jù)用插入法計算水蒸氣相對密度；E.1 在溫度t（t取20）下水蒸氣氣體的相對密度計算水蒸氣的摩爾質(zhì)量:18.01528kgkmol-1。水蒸氣理想相對密度按下式計算： （E.1)式中：水蒸氣與干空氣替代品的理想氣體相對密度；水蒸氣摩爾質(zhì)量，由附錄F查到為18.01528kgkmol-1；干空氣替代品摩爾質(zhì)量，kgkmol-1，計算方法同附錄D，在計量參比條件（之下，水蒸氣的相對密度按下式計算 （E.2）式中： 水蒸氣的相對密度；干空氣替代品的壓

15、縮因子，計算方法同附錄 D。水蒸氣的壓縮因子，計算方法見下面。由附錄F得： （E.3） 式中：校準(zhǔn)時密度計環(huán)境溫度，取20；校準(zhǔn)時密度計環(huán)境大氣壓，90kPa110kPa，由大氣壓計讀得；標(biāo)準(zhǔn)大氣壓值，101.325hPa；水蒸氣的摩爾分數(shù)，取1；20時氮氣的求和因子，由附錄F查得為0.2419。水蒸氣相對密度（20） 大氣壓(hPa)氧氣摩爾分數(shù)9009109209309409509600.23700.635000.635150.635300.635450.635600.635750.635900.23720.634990.635140.635290.635440.635590.635750

16、.635900.23740.634980.635130.635280.635430.635590.635740.635890.23760.634970.635120.635270.635430.635580.635730.635880.23780.634960.635120.635270.635420.635570.635720.635880.23800.634960.635110.635260.635420.635570.635720.635870.23820.634950.635100.635250.635410.635560.635710.635860.23830.634940.6351

17、00.635250.635400.635550.635700.635860.23840.634940.635090.635240.635400.635550.635700.635850.23850.634940.635090.635240.635390.635540.635700.635850.23860.634930.635080.635240.635390.635540.635690.635850.23870.634930.635080.635230.635380.635540.635690.635840.23880.634920.635080.635230.635380.635530.6

18、35690.635840.23890.634920.635070.635220.635380.635530.635680.635840.23900.634920.635070.635220.635370.635530.635680.635830.23910.634910.635070.635220.635370.635520.635680.635830.23920.634910.635060.635210.635370.635520.635670.635820.23930.634910.635060.635210.635360.635510.635670.635820.23940.634900

19、.635060.635210.635360.635510.635660.635820.23950.634900.635050.635200.635350.635510.635660.635810.23960.634890.635050.635200.635350.635500.635660.635810.23980.634890.635040.635190.635340.635500.635650.635800.24000.634880.635030.635180.635340.635490.635650.635800.24020.634870.635020.635170.635330.635

20、480.635630.635790.24040.634860.635010.635170.635320.635470.635630.635780.24060.634850.635010.635160.635310.635470.635620.635770.24080.634850.635000.635150.635310.635460.635610.63577水蒸氣相對密度（20） 大氣壓(hPa)氧氣摩爾分數(shù)97098099010001010102010300.23700.636060.636210.636360.636510.636670.636820.636970.23720.63605

21、0.636200.636350.636510.636660.636810.636970.23740.636040.636190.636350.636500.636650.636810.636960.23760.636040.636190.636340.636490.636650.636800.636950.23780.636030.636180.636330.636490.636640.636790.636950.23800.636020.636180.636330.636480.636640.636790.636940.23820.636010.636170.636320.636470.63

22、6630.636780.636930.23830.636010.636160.636320.636470.636620.636780.636930.23840.636010.636160.636310.636470.636620.636770.636930.23850.636000.636160.636310.636460.636620.636770.636920.23860.636000.636150.636310.636460.636610.636770.636920.23870.636000.636150.636300.636460.636610.636760.636920.23880.

23、635990.636150.636300.636450.636610.636760.636910.23890.635990.636140.636300.636450.636600.636760.636910.23900.635990.636140.636290.636450.636600.636750.636910.23910.635980.636140.636290.636440.636600.636750.636900.23920.635980.636130.636290.636440.636590.636750.636900.23930.635970.636130.636280.6364

24、40.636590.636740.636900.23940.635970.636120.636280.636430.636590.636740.636900.23950.635970.636120.636270.636430.636580.636740.636890.23960.635960.636120.636270.636430.636580.636730.636890.23980.635960.636110.636260.636420.636570.636730.636880.24000.635950.636100.636260.636410.636570.636720.636880.2

25、4020.635940.636100.636250.636410.636560.636710.636870.24040.635940.636090.636240.636400.636550.636710.636860.24060.635930.636080.636240.636390.636550.636700.636860.24080.635920.636080.636230.636380.636540.636690.63685水蒸氣相對密度（20） 大氣壓(hPa)氧氣摩爾分數(shù)10401050106010701080109011000.23700.637130.637280.637430.

26、637590.637740.637900.638050.23720.637120.637270.637430.637580.637740.637890.638050.23740.637110.637270.637420.637580.637730.637890.638040.23760.637110.637260.637420.637570.637720.637880.638030.23780.637100.637260.637410.637560.637720.637870.638030.23800.637090.637250.637400.637560.637710.637870.638020.23820.637090.637240.637400.637550.637710.637860.638020.23830.637090.637240.637390.637550.637700.637860.638010.23840.637080.637240.637390.637550.637700.637860.638010.23850.637080.637230.637390.637540.637700.637850.638010.23860.637080.637230.637380.637540.6376