摘    要：

在工業(yè)現(xiàn)場, 測量流體流量的儀表統(tǒng)稱為流量計或流量表。是工業(yè)測量中***重要的儀表之一。隨著工業(yè)的發(fā)展, 對流量測量的準確度和范圍要求越來越高, 為了適應(yīng)多種用途, 各種類型的流量計相繼問世, 廣泛應(yīng)用于石油天然氣、石油化工、水處理、食品飲料、制藥、能源、冶金、紙漿造紙和建筑材料等行業(yè)。但是, 液體流量計的在線校準問題一直是困擾供水企業(yè)的一個難題。針對上述問題, 本文提出了三種液體流量計在線校準的方法, 即標準容器法、標準表法和電參數(shù)法。分析了這三種方法的優(yōu)缺點及各自的適用范圍。

1 概述

計量是工業(yè)生產(chǎn)的眼睛。流量計量是計量科學(xué)技術(shù)的組成部分之一, 與國民經(jīng)濟、國防建設(shè)、科學(xué)研究有密切的關(guān)系。做好這一工作, 對保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、促進科學(xué)技術(shù)的發(fā)展都具有重要的作用, 特別是在能源危機、工業(yè)生產(chǎn)自動化程度愈來愈高的當今時代, 流量計在國民經(jīng)濟中的地位與作用更加明顯。液體流量計分為電磁流量計、超聲波流量計、渦輪流量計、渦街流量計、質(zhì)量流量計、浮子流量計、容積式流量計等。不同領(lǐng)域適用不同種類流量計。

現(xiàn)如今各種液體流量計都有其對應(yīng)的檢定規(guī)程, 但苦于沒有相應(yīng)的、地方技術(shù)規(guī)范, 所以無法開展在線校準服務(wù);而且較大口徑的液體流量計體積較大, 安裝位置空間一般很狹小, 安裝管道沒有退縮位, 拆卸工作需要企業(yè)投入大量的人力、物力和財力;第三, 由于生產(chǎn)、生活用水的連續(xù)性, 一般不允許中斷供水把液體流量計拆卸下來送實驗室檢測。各類液體流量計生產(chǎn)廠家不同, 工作環(huán)境、使用條件、使用頻度、人為因素等原因都可能造成計量器具的計量性能變化, 出現(xiàn)計量“失準”的情況, 從而造成計量糾紛、影響產(chǎn)品質(zhì)量、能耗數(shù)據(jù)偏差、環(huán)境監(jiān)測不力等后果。因此, 有必要探討研究在線校準技術(shù), 在不必拆卸的情況下實現(xiàn)液體流量計的溯源, 在一定程度上保證流量計的計量準確性。目前較常用的液體流量計在線校準方法主要有一下三種:標準容積法、標準表法、電參數(shù)法。

2 標準容積法

2.1 標準容積法的測量方法

1) 調(diào)節(jié)流量到需要校準的流量點后, 關(guān)閉流量計的截止閥;2) 從液體流量從下游預(yù)留口處或直接從下游出口處, 利用軟管或活接頭與標準金屬量器注液口可靠連接;3) 打開截止閥, 使校準液體充滿標準金屬量器, 關(guān)閉截止閥;4) 比較標準金屬量器的示值與被校表的累計流量, 得到示值誤差。

2.2 標準容積法測量的優(yōu)點

1) 標準容積法使用二等標準金屬量器 (1~5000) L, 不確定度0.025%, 測量精度高, 重復(fù)性好, 計量結(jié)果準確可靠;2) 不必像標準表法一樣, 事先需要了解被測管道的材質(zhì), 壁厚、周長、介質(zhì)的聲速等參數(shù), 減少了外部因素對測量結(jié)果的影響。

2.3 標準容積法測量的缺點

1) 使用標準容積法對被校液體流量計進行在線校準時, 校準現(xiàn)場必須具有預(yù)留口將被校流量計與標準金屬量器進行可靠連接, 在大多數(shù)現(xiàn)場不能滿足此條件;2) 受限于標準金屬量器的大小, 被校液體流量計的口徑不能過大, 否則不能滿足一定的測量時間, 無法對該流量計進行準確的計量, 通常使用該方法校準口徑小于80mm的液體流量計;3) 標準容積法在校準前后需要手動開關(guān)截止閥, 對流場造成一定的影響, 進而引起測量誤差;4) 標準容積法在校準時需要斷流, 這對某些領(lǐng)域使用的液體流量計是不適用的。

3 標準表法

3.1 標準表法的測量方法

1) 外夾式超聲波串聯(lián)安裝在液體流量計上游側(cè)或下游側(cè);2) 用量具分別在外夾式超聲波流量計換能器附近的同一截面上等角分布測量n次外直徑或測量n次外周長計算出外直徑;3) 在外夾式超聲波換能器安裝位置上均布3個點, 使用測厚儀測量管道壁厚, 并取其平均值;4) 對無法測量的參數(shù), 如管道材質(zhì), 襯里材料, 襯里厚度等, 根據(jù)技術(shù)資料現(xiàn)場查明確認;5) 將以上管道參數(shù)輸入外夾式超聲波內(nèi), 得出換能器安裝距離L。在標準管段上劃線定位, 以便準確的安裝。;6) 清理已定安裝位置附近的管壁, 將管壁上的油漆、鐵銹、污垢等清除干凈, 露出管道材質(zhì), 打磨光滑;7) 在外夾式超聲波換能器表面均勻涂以耦合劑, 將換能器上標志對準安裝位置, 使其發(fā)射面和接收面與管壁緊密接觸;8) 用緊固件將換能器固定在官道上, 按要求將信號調(diào)試到***佳狀態(tài);9) 同時讀取并記錄被測液體流量計和外夾式超聲波流量計的示值。

3.2 標準表法的優(yōu)點

1) 操作方便, 適用性強, 可對各種口徑及各種類型的液體流量計進行在線校準;2) 標準器攜帶方便, 可實現(xiàn)不斷流測量;3) 測量精度高, 標準表法使用的便攜式超聲波流量計準確度等級為0.5級。

3.3 標準表法的缺點

1) 使用標準表法校準前需要了解被測管道的材質(zhì), 管道壁厚、管道周長、介質(zhì)的聲速等參數(shù), 這些參數(shù)將直接影響換能器的安裝位置, 因此該方法受現(xiàn)場條件和安裝精度的影響較大;2) 無法判斷管道內(nèi)液體是否處于滿管狀態(tài), 管道內(nèi)是否有氣泡存在。上述兩種情況對測量結(jié)果影響較大。

4 電參數(shù)法

4.1 電參數(shù)法的測量方法

1) 使用數(shù)字萬用表測量勵磁線圈電阻;2) 使用兆歐表和絕緣電阻測試儀測量勵磁線圈對地絕緣電阻;3) 使用接地電阻測試儀測量傳感器接地電阻;4) 使用指針式萬用表測量電極對地電阻偏差率;5) 使用兆歐表測量電源端子與外殼之間的絕緣電阻;6) 使用模擬信號校準器測量轉(zhuǎn)換器的示值誤差;7) 使用模擬信號校準器校準零點。

4.2 電參數(shù)法的優(yōu)點

不必像標準表法一樣, 事先需要了解被測管道的材質(zhì), 壁厚、周長、介質(zhì)的聲速等參數(shù), 減少 (下轉(zhuǎn)P95) (上接P96) 了外部因素對測量結(jié)果的影響。

4.3 電參數(shù)法的缺點

1) 難以確定電參數(shù)測量與流量測量之間的函數(shù)關(guān)系, 因此只能作為定性測量, 不能作為定量測量;2) 各個廠家生產(chǎn)出流量計的電參數(shù)不盡相同, 難以形成統(tǒng)一標準。

5 結(jié)語

通過上面的介紹可知, 三種液體流量計在線校準方法都是切實可行的, 在實際使用中各有其適用條件, 在今后的校準工作中不斷總結(jié)經(jīng)驗使得在線校準方法愈加完善。