燃氣作為一種可壓縮和易受熱膨脹的氣體,在不同的溫度和壓力下,其體積是不相同的。在貿(mào)易結(jié)算中,為保證買賣雙方的公平性原則,需要將工況條件下的燃氣體積換算成某種標準狀態(tài)下的體積來結(jié)算。我國在燃氣貿(mào)易計量標準方面,頒布有《天然氣商品量管理暫行辦法》,其中的第五章第二十二條規(guī)定:天然氣按體積計量,天然氣體積計算 的狀態(tài)標準為20℃(293.15K),絕對壓力為101.325kPa(1標準大氣壓)。
膜式燃氣表是一種基于容積式原理的計量儀表,具有性能穩(wěn)定、計量準確、價格低廉、適應(yīng)多種氣源等優(yōu)點,被廣泛應(yīng)用于燃氣供應(yīng)公司與居民用戶的燃氣計量結(jié)算。然而,在實際使用中,大部分的膜式燃氣表都是工作在非標準狀態(tài)下,由此產(chǎn)生了計量誤差,導(dǎo)致供銷不平衡。尤其是我國的北方地區(qū),在冬春季節(jié)低溫的環(huán)境下,燃氣供應(yīng)公司承擔(dān)的誤差氣量損失巨大。
目前,把不同溫度條件下的氣體體積計量換算成標準溫度的體積,主要采用在膜式燃氣表內(nèi)加裝機械式或電子式溫度補償裝置這兩種解決方式。
機械式溫度補償是利用熱敏雙金屬元件的熱脹冷縮效應(yīng),通過機械結(jié)構(gòu)調(diào)整膜片的行程,改變膜片的回轉(zhuǎn)體積,從而實現(xiàn)標準溫度體積計量。文獻探討了機械式溫補燃氣表的結(jié)構(gòu)、原理和特點。文獻研究試驗了機械式溫補燃氣表的耐久性和準確性。但機械式溫度補償燃氣表對熱敏元件和生產(chǎn)工藝要求很高,容易導(dǎo)致成品的一致性低下。
電子式溫度補償是由單片機實時采集氣體環(huán)境溫度,通過對補償方程公式的計算,把工況體積換算成標況體積。文獻研究了電子式溫補燃氣表的計量性能,并提出了用戶模式和檢測模式兩種運行狀態(tài)模式,但其檢測模式的實現(xiàn)過于復(fù)雜,需要額外的硬件電路配合。電子式溫壓補償燃氣表的設(shè)計,通過溫度和壓力的補償修正,把膜式燃氣表在工況條件下測量得到的體積流量,轉(zhuǎn)換成標準狀況的體積流量,作為用戶的結(jié)算氣量。