Page 87 - 標檢局雙月刊198期

膜式氣量計音速噴嘴檢定系統評估與驗證 依度量衡法相關規定，凡供交易使用或與公共安全、醫療衛生及環保有關之 度量衡器，經經濟部指定者，皆應接受管理。 由於國內法定計量器製造能力提升及加入世界貿易組織 (WTO) 的現實考 林文地／工業技術研究院量測技術發展中心正工程師 量，加上原有氣量計施檢規範已不符合國際潮流趨勢，因此經濟部標準檢驗局委 王文彬／工業技術研究院量測技術發展中心資深工程師 託國家度量衡標準實驗室參考 OIML R31 及 R6 (1989 年版)，就相關之型式認證 摘 要 技術規範、檢定檢查技術規範等進行修訂，以滿足業界之需要。 在此項變革後，檢定檢查流率點數由一點增加為三點，且檢定設備須適用各 膜式氣量計廣泛使用於天然氣之計量，其準確性攸關買賣雙方權益。國際上 種不同廠牌規格之膜式氣量計，其所需具備之準確性也受到規範，因此檢定設備 普遍參考國際法定計量組織 (OIML) R31 建議之性能測試方法，對此法定度量衡 效率與準確性特別受到重視。 器，進行型式認證及檢定檢查等業務。 基於上述問題，幾經思考評估，擬定檢定系統架構如圖四所示，最終完成檢 本文係將流量特性穩定之音速噴嘴，應用於膜式氣量計檢定檢查等法定計量 定設備如圖五所示。以圖六之音速噴嘴作為標準器，其長期穩定性佳，可減少送 領域，建置自動化之膜式氣量計檢定系統。檢定系統採正壓操作模式，以三個不 校頻率。此外檢定機台可符合不同廠牌規格之膜式氣量計，且自動化程度高，利 同尺寸之噴嘴並聯排列，藉由上游三個獨立調壓閥分別調節流量，並以上下游氣 用圖七之檢定系統軟體達到批次操作及資料擷取功能，產生檢定報表，節省檢定 動閥控制開關，使其能達到自動化切換檢定流率進行三個不同流率批次檢定。整 時間，增加設備使用效率及減少人為影響性，確保量測準確性。 3 3 套系統設計完成後，可提供最大流率範圍 2.5 m /h 至 6 m /h 之膜式氣量計檢定。 系統評估依據 ISO GUM 建議方式進行，此設備決定標準體積 (受測量) 在 95 %之信賴水準下之相對擴充不確定度為 0.23 %，低於 1/3 檢定公差，符合 OIML R31 (1995 年版) 對檢定設備準確度要求。並以 5 個重複性良好之膜式氣量 計進行同一氣量計於不同表位間之相對器差比較，驗證其再現性。 一、前言 膜式氣量計之外型如圖一，廣泛使用於天然氣之計量。其構造如圖二，可分 成下半部之計量部與上半部之計數部。若再加以細分，下半部可分為：(a)膜片， 圖一 外型 圖二 內部構造 (b)連動機構，(c)進氣閥，及(d)翼部。上半部可分為：(a)計數器，(b)計數器帶動 齒輪，及(c)連接軸。 膜式氣量計之工作原理如圖三所示，係利用固定循環體積 (Cyclic Volume) 的氣囊作為計量單元，當氣體由進氣口進入，要往出口排出時，進氣口與出口間 之壓差推動氣囊之膜片，並帶動連動機構，再由連動機構傳至計數器之連接軸， 連接軸再帶動齒輪與計數器，顯示流過之氣體體積。 80 Bureau of Standards, Metrology and Inspection 198 81