GB／T 18603-2014   天然气计量系统技术要求

可采用不同的物理原理确定天然气的体积流量和质量流量，本标准包括了最常用的技术。也可用 其他的方法，但需保证所用方法具有溯源性和可靠性，并且满足气体流量测量和能量测量的基本要求， 如准确度、安全及经济准则。 对于所有的流量计，都需要用工作条件下和标准参比条件下的密度，把流量计在工作条件下测得的 体积流量转换成标准参比条件下的体积流量或质量流量或标准参比条件下的能量。工作条件下和标准 参比条件下的密度可连续测量或通过气体组成计算。密度的计算要求连续测量温度和压力，因此所用 温度和压力参数同样要求连续测量。 常用的转换和计算公式参见附录A。

测量天然气在标准参比条件 发热量，最常用的技术是采用发热量测定仪直接测量 或气相色谱仪间接测量， 关于发热量测量见第 6章

根据不同的要求，计量系统的输出量可以是能量单位，其值是气体量和相应单位发热量的乘积，

连续的。为确保连续输气铁路标准，必要时可增加附加设

天然气计量站的设计、选址和建设，应使干扰和危险因素对于站本身以及它的运行控制在一个可接 受的极限之内

4.6.2环境噪声水平

计量站应保证运行期间的环境噪声水平控制在国家相关标准和当地相关法规的范围内，任何设计 或修改都不得超过既定噪声标准的范围，

计量站应确保采取适当的措施防止噪声对操作人员产生伤害。

计量站应确保采取适当的措施防止噪声对操作人

确保采取适当的措施防止噪声对操作人员产生伤

某些设备，例如：计算机及其他电子设备、标准器，只能在一定的温度范围内正常工作，为保证 角度应控制环境温度。

计量站设备一般应安装在大气环境压力条件下，当采用正压强制通风时，应确保正压通风 要求。

计量站所有的建设、投运、操作和维护人员均应是经过安全培训、考核合格的专业人员，应明确和落 实不同区域的安全责任制。

在计量系统或附近 应在计量系统或附近 看时应采取的措施

计量站应制定系统操作和维护的安全程序，并经认可。 如果计量站位于一工厂内，工厂的危险操作分析应将该计量站考虑在内，

在设计与建设阶段，质量管理体系对计量系 在整个运行期间，均应保持这 种体系的完整性。 设计、建设、施工和投产、运行和维护的 管理体系，并充分考虑危险区 或的现状。这个质量管理体系宜经多

5.1.1.1天然气计量站所有设计、建设和安全方面的要求应符合相应的国家标准、行业标准和有关规定 的要求。计量系统的设计应满足流量计的安装、使用、操作和运行等要求。 5.1.1.2计量站的设计应在所规定的压力、温度（即pmop、Pop、Pmip进站最低压力、Tmin、Tmax、环境温度 等）范围内正常工作，同时也应考虑气流中的杂质、粉尘和冷凝物对计量的影响。 5.1.1.3计量系统在设计和安装时，宜作为一个独立的系统。与计量系统配套的其他装置也可与其安 装在一起。

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5.1.1.4 紧急情况时可以安全关闭计量站。 5.1.1.5计量系统的设置应在不影 确度情况下根据实际环境条件安装于室内或室外 5.1.1.6检定或校准和核查场所应具有适宜和稳定的环境条件，并应消除振动。 5.1.1.7为防止发生回流，应考虑安装单流阀或类似装置。

5.1.2设计基本准则

5.1.2.1附录B中表B.1提供了不同等级计量系统的准确度要求，表B.2提供了不同准确度等级计量 系统配套仪表的准确度要求。 5.1.2.2所选择的计量系统应充分减少随机误差和系统误差，履行法制性和合同性职责，并通过技术与 经济论证。

系统配套仪表的准确度要求。 5.1.2.2所选择的计量系统应充分减少随机误差和系统误差，履行法制性和合同性职责，并通过技术与 经济论证。 5.1.2.3应注意避免脉动流和振动。 5.1.2.4A级和B级贸易计量站应设置备用回路，C级贸易计量站可设置旁通。确定并行管路的数量 应遵循如下原则：当某一流量计暂停工作时，其余流量计应在其技术要求范围内运行并能测量最大 流量。 5.1.2.5 如果流量计带有测量管，应将其安装在符合要求的上、下游直管段之间。 5.1.2.6一般情况下，每条计量管路应至少安装一只上游截断阀和一只下游截断阀。 5.1.2.7计量管路中安装快速开关阀的地方或仪表入口阀差压超过0.1MPa（表压）的地方应安装一个 小口径旁通，旁通管应通过一只小阀慢速开启来控制，以促使流量计和相关管道缓慢增压，避免设备、流 量计等仪器仪表的损坏。 5.1.2.8根据计量站的规模和技术要求，为提高计量结果的有效性，重要的仪器仪表或计量系统应有备 用并可独立操作。该设计准则应经有关各方一致同意。 5.1.2.9加人加臭剂不应影响计量系统的性能。 5.1.2.10计量系统任何外围设备的设计都不能影响计量过程。如果加臭剂的添加位置和天然气计量 位于同一计量站内，宜在流量计下游注入加臭剂。流量调节阀或类似装置引起的气体压力和流量的波 动，可能影响计量仪表的准确度，在设计阶段应将其影响控制在最小。 5.1.2.11安装加热器的计量站，流量计上游管段的气流温度应控制在一个可接受的范围内，这个范围 是在正常的工作条件下额定流量的5%～100%设定的。这个设定温度可接受的范围取决于所指定的 主要仪表及转换装置的温度范围。 5.1.2.12仪表读数设备和记录仪以及监控设备可与通信系统连接。 5.1.2.13在计量系统设计中，流量计口径大于或等于DN250及以上，宜设置在线实流检定或校准 接口。 5.1.2.14 应提供计量系统的量值溯源图。量值溯源应简捷方便，能满足计量器具的检定或校准要求。 5.1.2.15计量系统可按成撬的方式设计，应根据对工程投资、建设周期、道路条件、环境条件、站场地质 条件等诸多因素进行综合分析和统筹考虑，确定计量系统是否成撬。

5.1.2.3应注意避免脉动流和振动

5.1.3计量站的设备

根据需要，计量站主要配置如下： 确定天然气标准参比条件下的体积流量或质量流量或标准参比条件下的能量流量的计量 设备； b） 确定天然气特性的气分析设备，如色谱仪、水露点检测仪、硫化氢检测仪等； ） 控制天然气气流的截断阀； d 监视系统，如记录仪器和仪表； e）管道、管件、垫片和热绝缘等：

f）天然气分离器、过滤器； g）预热天然气的加热设备； h）降低噪声的消声设备； i 控制流量、压力的设备； j）用来选择流量计量管路的适当数量以满足计量站实际负荷的切换设备 k）防止水合物和防止结冰的防冻设备； 1） 降低脉动和减振的阻尼设备（脉动衰减器或缓冲装置）； m）防雷及其他设备

5.1.4计量站设计能力

计量站的设计应依据以下各参数的最大值和最小值： a）天然气在标准参比条件下的体积流量或质量流量或标准参比条件下的能量流量和流速； b） 设计压力和工作压力； c）工作温度以及环境温度； d）天然气的组成。

每座计量站都需要安装进行测量和计算所需变量的必要设备，以满足计量准确度要求。 计量系统由流量计和带不同参数变送器的转换装置组成，以确定各输出参数。根据系统的组成，输 出量可以是： a）标准参比条件下的体积； b）质量； c）标准参比条件下的能量。 在特定的情况下（双方合同约定），对压力、温度和气体组成使用定值也是有效的。 应适当考虑进行现场维护、检查、校准的可能性。

5.1.5.2 流量评

5.1.5.3转换装置

在现场工作条件下，应考虑在计量系统中安装一台转换装置（或一台流量计算机）。转换装置的输 出可以是标准参比条件下的体积、质量或标准参比条件下的能量。 体积转换装置及其他类型的转换装置需经过论证，在可用的条件下使用

5.1.5.4附加设备

器和远传设备。 计量系统的被测变量可以是模拟量或数字量的形式进行显示和记录，并可以通过适当的装置进行 记录和存储

计量管道内径应依据最大流速20m/s进行初算。 管道的布置应满足入口速度分布要求，见7.2.2。

流量计和相关仪表应妥善处置，将它们储存于干燥洁净的环境，在堆放和装卸过程中应充分考虑制 造厂的建议。安装前流量计的进口端和出口端应一直加以保护，以防外来物和水分进人。 所有仪表的安装都应确保其标识醒目易见。 计量开孔（包括测温孔、测压孔、取样口等）不应用作任何其他目的

流量计在管道上的安装应避免对管道产生附加的安装应力。必要时，设置支架（座）。流量计安装 应易于拆卸更换。在一般情况下临时使用的过滤器/筛网安装于流量计所要求上游直管段外的管道上。

计量站的所有设备都应抗腐蚀或做防腐处理，可采用设备涂漆和镀层，或通过就地阴极保护系统达 到要求。

5.2.4.1温度传感器的安装应符合我国相应的标准和制造厂的要求。 5.2.4.2除旋转容积式流量计（或孔板流量计)以外的流量计，其温度计插孔宜设置于流量计下游规定 的位置上，以避免对人口速度分布造成干扰。 5.2.4.3安装温度计插孔时应考虑安置一个备用温度计插孔，用来进行比对，各个温度计插孔它应与原 来的插孔成同一角度。 5.2.4.4温度计套管应伸人管道至公称内径的大约三分之一处，对于大于300mm口径的管道，设计插 入深度应在75mm~150mm。 5.2.4.5为保证在温度计插人处测得的温度与流过流量计的天然气真实温度相一致，根据天然气与其 环境之间的预计温差及所需的准确度，必要时将温度计插孔的外部和流量计的上下游适当的管段进行 隔热。 5.2.4.6如设有温度计套管，应避免水的浸入，且应使用导热物质填充，

5.2.5.1压力传感器的安装应符合我国相应的标准和制造厂的要求。 5.2.5.2应注意压力和差压变送器的安装。除孔板流量计以外的其他流量计，压力应从流量计测压孔 获取，并标记为“力+”。 5.2.5.3安装时，不应将安装应力或通过导压管将机械应力传人传感器。应避免在导压管低处安装仪 表，以防止液体或污物沉积及出现错误压力读数。

5.2.5.4安装传感器应避免机械振动

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差压测量仪表宜与压力测量仪表的取压口和导压管分开设置，在保证双重联接不导致差压测量误 差时，允许将上游静压（或下游静压)取压口与差压测量仪表的上游（或下游)取压口共用。 为避免差压、静压测量的错误，导压管与气体组分分析的取样导管不能共用。为便于检查和校准， 差压与压力仪表之间，仪表与导压管之间应用阀(或阀组)隔开。阀(或阀组)应有封记，以防未经许可的 操作影响整个测量准确度。

5.2.7.1加热器、过滤器、阀和其他设备以及组件等应不影响计量操作。 5.2.7.2流量计上、下游的截断阀和旁通阀宜采用位置指示器，清楚的标出操作方向，以便打开或关闭。 阀安装处，宜再安装一个检漏试验装置（例如：截断阀和放气阀）。宜选用带控制器操作和手动操作任选 的阀。 5.2.7.3如天然气中液体或（和)粉尘可能影响计量结果时，应在流量计上游管道尽可能远的位置安装 适宜的分离器或（和）过滤器、除尘器。 5.2.7.4如降低压力或控制流量产生的水合物影响计量站的正常工作，应安装加热器或其他适宜的 设备。 5.2.7.5在计量站正常工作时，不允许天然气经旁通绕行工作流量计而造成非计量漏失。更换、检修流 量计需拆、装时，应缓慢启动备用计量管路阀或旁通阀，以使天然气平稳流动。 5.2.7.6计量系统应有泄压措施。

电气设备应遵循相应的国家或行业标准， 5.2.8.1防爆要求：可能的危险区域应按GB3836.1进行分级。在危险区域内，任何电气设备安装 符合GB3836的规定，

5.2.8.2防雷与接地要求：

a）应设有适宜的防雷装置，防雷保护接地电阻不应大于10Q； b） 屏蔽接地，应选择合适的接地点； c） 交流工作接地电阻不应大于4Q； d) 安全保护接地电阻不应大于4Q；

6.1.1天然气的发热量 的间接测 法。对于管网系统当使用在线色谱仪分析组成数据不经济时，其结算用的发热量应该使用赋值计 法获得，见B.1。 6 1 2 选用的发热量测量方法应至小符合附录 B 要或的准确鹿,应能准确地将不确定鹿减小至泌

6.1.1天然气的发热量采用直接 法。对于管网系统当使用在线色谱仪分析组成数据不经济时，其结算用的发热量应该使用赋值计 去获得，见B.1。 5.1.2选用的发热量测量方法应至少符合附录B要求的准确度，应能准确地将不确定度减小至满

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同要求，并满足技术可行和经济合理的要求。

发热量测量系统组成如下： a）天然气的取样系统； b) 测量(直接或间接)和计算的设备； c 校准装置（包括标准气）； d）数据的存储和记录设备，

安装处理设备作为取样设备的一部分。 根据天然气组成的稳定性和性质，可以采用在线或离线测量装置。 在线测量装置应连续直接取样。 对于离线测量装置，应设置专用离线取样口，根据取样天然气组成与性质的波动情况，应采用如下 取样技术： a）周期定点取样； b）累积取样。 周期性定点取样和累积取样可以用来获取被测天然气的单个或累积样品气。如果累积取样是按流 动体积比例取样，那么这些样品气可以周期性地传送给发热量测量系统。 连续测量时，取样器应获得有代表性的天然气。取样器应从合适的位置取得样品气。取样点和分 析器之间的滞后时间应尽量短，至少要少于分析周期。应采用小口径不锈钢管减压输送。 应清除天然气中固体、液体和凝析物，天然气处理后应不影响测量结果。取样导管中的流动要稳 定，且应和其他测量过程变量（如压力、温度和流速等）保持独立。减压应紧靠取样点。 取样系统的设计和操作导则见GB/T13609

安装处理设备作为取样设备的一部分。 根据天然气组成的稳定性和性质，可以采用在线或离线测量装置。 在线测量装置应连续直接取样。 对于离线测量装置，应设置专用离线取样口，根据取样天然气组成与性质的波动情况，应采用如下 取样技术： a）周期定点取样； b）累积取样。 周期性定点取样和累积取样可以用来获取被测天然气的单个或累积样品气。如果累积取样是按流 动体积比例取样，那么这些样品气可以周期性地传送给发热量测量系统。 连续测量时，取样器应获得有代表性的天然气。取样器应从合适的位置取得样品气。取样点和分 析器之间的滞后时间应尽量短，至少要少于分析周期。应采用小口径不锈钢管减压输送。 应清除天然气中固体、液体和凝析物，天然气处理后应不影响测量结果。取样导管中的流动要稳 定，且应和其他测量过程变量（如压力、温度和流速等）保持独立。减压应紧靠取样点。 取样系统的设计和操作导则见GB/T13609

间接测量可分为组成计算法和关联技术法。 用组成计算法需分析气体的组成。分析方法通常采用离线或在线的气相色谱法，采用的标准为 GB/T13610、GB/T17281。用组成数据可计算天然气发热量及其他物性参数，计算方法采用 GB/T11062 通过天然气的一个或多个物化参数的测量，采用关联技术法计算获得天然气发热量。 示例1：仅含有烷烃的天然气作为燃料时，可利用化学计量配比特性来计算发热量。 示例2：可利用天然气密度和声速来确定发热量。

发热量测量系统应提供一种包括校准用标准物资在内的校准方法。这个校准系统组成如下： 储存于钢瓶内标出发热量和（或）气体组成、可溯源的有证标准气，此标准气用于校准气相色 谱仪。 b）必要的减压设备和连接标准气体钢瓶和测量仪器的专用管线； 必要时对标准气进行加热的设施

6.2.5数据的储存和记录

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所有相关数据（如测量数据、校准因子、运行状况）均应根据规定或合同要求的时间间隔储存在适当 的记录装置内并可输出和远传，可由计算机、打印机和记录装置等完成。气体发热量和其他物性参数既 可遥测，也可就地计算，

[6.3. 1测量系统

测量系统的性能特征可由下述指标表示： a）准确度； b）重复性； 分辨力； d）灵敏度； e）可靠性； f）有效性。 气相色谱仪分离天然气组成的能力是极重要的。根据GB/T13610设置气相色谱仪对天然气组成 进行分析。气相色谱仪的检定采用JJG700，在线色谱仪在使用前应该参照ISO10723和JJG1055进 行性能评价。 测量系统的准确度受多种因素影响，主要来自使用中的测量系统，其余的因素有： a) 工作条件； b） 维护周期和质量； 标准气； 取样/净化； e） 气质变化； 测量仪器的老化。

校准用标准气的气质是测量系统测量结果准确与否的关键。校准系统的性能要求应与发热量测量 系统总不确定度的要求相一致。 作为校准标准使用的混合气，其组成在预定储存和使用条件下应保持稳定。适合校准用的单一组 成气的纯度应有明确规定。例如：用来校准记录式发热量测定仪的甲烷的纯度应为99.999%。 在设计校准系统时，如需使用混合气就应采取措施消除随使用条件变化而变化的可能性。例如：为 防止高碳烃化合物在预定环境温度下冷凝，可以加热钢瓶及与测量仪器相连接的管线。 校准过程的不确定度影响被测发热量总的不确定度，该不确定度影响因素如下： a）有证标准气的发热量、气体组成的不确定度； b）根据标准气导出校准因子测量值的重复性； 仪表的线性、发热量的误差、标准气和测试气的组成。 以下各种方法可以减小上述影响： a 燃烧法发热量测定仪和其他仪表，标准气可以是已知发热量不确定度的纯气，如高纯度甲烷； b）对于气相色谱仪，需采用多组分标准气，高准确度标准气可用称量法配制； c）可采用多点读数平均值而不是单点读数值来尽量减小测量重复性的影响：

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）标准气的发热量和组成应尽可能接近测试气或采用多点校准以减小仪表的非线性影响。

我气相色谱仪。有在线色谱仪和实验室色谱仪。 可用来对天然气进行延伸分析，所有组成都可单独测定和量化， 在线气相色谱仪大多应用在远控计量站，并且和管道天然气适当的取样点相连接。电子控制器 不宜用于危险区，具有防爆结构的过程色谱仪可安装在危险区

制定校准程序应考虑如下因素： 发热量测量的最大允许不确定度； b) 有证标准气发热量或组分的不确定度； 覆盖测量范围的标准气的数量； d 测量设备的重复性； e 取决于测量设备稳定性和重复性的校准时间间隔； 气相色谱仪系统的校准次数； g）校准要求。 对于气相色谱仪，标准气组成应接近于预设的被测气组成，也可采用多点校准程序。后一种情况需 要用几种标准气校准超出已规定的预计被测发热量和组成的测量范围。 标准气按GB/T5274或GB/T10248进行配制。 标准气应具有可溯源性

6.4.3系统检查和数据验证

用标准气对系统再次进行独立的检 超过预定值。检查系统时应使用一 种已知组分或发热量的独立气

对于气相色谱仪，对未归一摩尔分数的总和与归一结果的差值应设定一个限定值。

赋值是解决没有发热量测定站点获取发热量的方法之一。从赋值数学模型分，可分为固定赋值和 可变赋值两种。从气源分，可分为单气源赋值、双气源赋值和多气源赋值。 固定赋值是所赋的值不随气体流量、气质变化和距离而变，在一定时间内赋给一个固定值。可变赋 值是所赋的值与赋值源有个时间差，该时间差与赋值源和赋值点之间的管道体积（距离）、气体流动速 度、压力和温度等因素有关。 具体赋值方法参见GB/T22723—2008中第9章。

赋值的准确性取决于： a）赋值源的准确性和稳定性：

b）赋值的数据模型的代表性； c）赋值源至赋值点之间管道体积计算的准确性； H） 赋值源至赋值点之间气体流量测量的准确性； e）赋值源至赋值点之间气体流流速计算的准确性。

6.5.3赋值方法选择

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赋值方法的选择应该遵循如下原则： a）固定赋值方法只能用于C级计量系统和气质比较稳定的小流量B级计量系统； b）双气源或多气源的固定赋值方法只能用于C级计量系统； C 除非能够证明气质的变化和赋值结果的准确性能保证符合要求，否则A级计量系统不应该使 用赋值方法获取发热量或组成数据，并应该选择可变单气源赋值方法。 选择的赋值方法在使用前，应该进行评价，以保证赋的值满足附录B对应计量系统准确度要求。 注：本条和GB/T22723一2008中第9章介绍的赋值方法的对象都只是发热量，当使用在线色谱仪分析数据作为赋 值源时，建议赋值对象采用组成分析数据，由流量计算机计算发热量，所赋的天然气组成数据还可以用于流量 量和体积换算所需的物性参数计算，

7天然气计量系统的可靠性与校准

组成计量系统的流量计和配套仪表的准确度至少应满足国家法规或合同要求，计量系统准确度及 配套仪表准确度应符合附录B的规定。 计量系统应遵循附加的合同职责。 计量系统中的每一种仪表特性应与预期的被测量特性及所要求的准确度水平相匹配。应注意仪表 所使用的量程范围，以及对被测量波动的动态响应（参见附录D）。 注：过高的准确度要求会增加不合理的费用

7.1.2最大允许误差

按下列方法确定测量结果的最大充许误差： a）计量系统中可分别予以校准和调整，并在出现故障时可以更换的独立计量仪表； b）整个计量系统（如果合同要求）。 示例1： 对于大型计量系统，它可以是一个单传感器，对于小型计量系统，它可以是一套完整的带所有传感器的体积量等转 换装置。 应将最大允许误差规定为一个测量结果的百分数或规定为一个绝对值。 计量系统中一台计量仪表的系统误差不应用另一台计量仪表的相反系统误差去消除。 示例2： 一个压力传感器的2%的读数误差不应用一个温度传感器的读数误差一2%予以补偿

7.1.3最大允许误差的符合性要求

计量站能以一个两倍标准偏差的水平表明 用来表示计量系统最大允许误差的各个计量仪表 差和/或整个计量系统的误差在规定的最大允许误差范围内。因此，至少需要一份完整的计量系统 不确定度分析报告。不确定度分析包括：

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a 基于仪表校准给出的测量结果经修正后的示值误差； b) 基于说明书或校准证书和确认的安装影响引起的不确定度； c) 根据重复校准的结果或已知的性能，评估计量系统随时间的漂移，和漂移引起的不确定度； 评估安装影响引起的不确定度； e 评估校准装置的不确定度影响

计量系统中具有相应测量准确度的仪表应通过校准溯源至国家标准。校准应在与实际工作条件相 近的条件下进行。如果在计算不确定度时考虑到这个因素，也可在不同条件下对计量仪表进行校准。 用于校准的标准设备应在法定计量机构进行检定，应使用有证标准气。

7.1.4.2校准证书

如果与校准范围的功能相关，校准证书应规定测量结果的系统误差。校准证书还应对校准结果 确定度加以说明

7.1.4.3校准间隔时间

应根据用于计量系统中各仪表的型式试验和/或这类的经验资料水电标准规范范本，评估首次校准结果的漂移和漂 成的不确定度。在此基础上，确定核查和校准的间隔

应对计量仪表和计量系统的有效性进行评估。计量站应当指明，如果某一计量仪表或整个计量系 统发生故障，测量结果应采用什么方式予以替代。应对代替值的不确定度给测量值的不确定度造成的 影响进行评估。即使在使用代替值的情况下，整个规定时间周期内的测量结果都应处于有关各方认可 的范围内。

流量计的安装应遵循相关国家标准或行 际标准的要求，并满足制造厂要求，

7.2.2入口速度分布的要求

当旋涡角小于仪表制造厂或适当的产品标准指标规定时，所产生的涡流及速度分布畸变是可以接 受的。 对于所有的流量计，一个充分发展的轴对称的速度分布和消除涡流对获得准确的流量测量是至关 重要的，旋转容积式流量计对速度分布的要求敏感性较小。 注：附录C中表C.1中列出的典型管段长度只适用于上游流动条件可以接受的安装。如果存在严重的不对称流或 涡流，要获得一个充分发展的速度分布，规定的管段则还不够。除非试验已经表明处于上述情况下的流量计能 准确计量，否则就要求长得多的直管段或安装流动调整器

7.2.2.2管路布置要求

在7.2.3～7.2.7中分别对几种不同的仪表型式给出有关的专门说明电力弱电技术、方案，并非所有仪表对扰流面同 14