大口徑水流量計的在線檢定方法和注意事項

大口徑水流量計的在線檢定方法和注意事項

黃勇

一、大口徑水流量計在線檢定的必要性及檢定方法和標準表選型
    在水庫供水和自來水公司供水中大量使用的是公稱口徑大于DN300的大口徑水流量計，此類流量計用于貿(mào)易結(jié)算，涉及的數(shù)量和金額巨大，根據(jù)《計量法》的規(guī)定，對其必須進行強制檢定。由于大口徑水流量計多數(shù)是電磁流量計或插入式超聲波流量計，儀表結(jié)構(gòu)大都為法蘭連接或者是插入管道，只在停流時才允許拆卸，且拆裝和運輸送檢十分麻煩；另一方面，此類流量計的現(xiàn)場工作條件與實驗室校驗的工作條件相差很大，流量計準確度偏離無法確定。因此，在線檢定大口徑水流量計十分必要。
    由于大口徑水流量計的測量流量非常大，例如DN500的管道常用流量在(350～1400)m3/h之間，除非現(xiàn)場有標定好的水池，否則現(xiàn)場采用容積法檢定大口徑水流量計不現(xiàn)實。因此，在線檢定的最好方法是采用標準表法，用直接比較法對被檢流量計進行檢定。
    標準表的選型在整個檢定過程中十分重要，根據(jù)現(xiàn)場在線檢定的要求，選用的標準表必須具有準確度高、穩(wěn)定性好、量程寬、不用破管、安裝盡量簡便等特點。在眾多類型的流量計中，只有便攜式超聲波流量計的換能器安裝是采用外夾式，且無需停流截管，只要在已設(shè)管道外部安裝換能器即可。這個特點是其他流量計無法比擬的，非接觸測量為在線檢定大口徑水流量計提供了可能。
    隨著超聲波技術(shù)的發(fā)展，康創(chuàng)超聲波便攜式流量計以其準確度高、穩(wěn)定性好、量程范圍廣、適合各種口徑和材質(zhì)的管道、不用破管、無壓力損失等特點具備了作為標準表的可能。因此，我們選用型號為1010WP的便攜式超聲波流量計作為標準表送到國家水大流量計量站進行量值溯源，經(jīng)檢定合格后，可以作為1.0級標準表對下一級大口徑水流量計進行量值傳遞。
    根據(jù)2004年我院流量室對72臺不同口徑流量計的檢定結(jié)果統(tǒng)計:DN300以上口徑流量計有56臺，占80.56%，以被檢流量計準確度等級3.0級為合格計算，一次檢定合格只有19臺，合格率僅為26.39%，而其中參數(shù)設(shè)置錯誤而產(chǎn)生較大誤差的有22臺，占總數(shù)的30.56%。因只有到現(xiàn)場檢定才能調(diào)整被檢流量計的錯誤參數(shù)設(shè)置，從而減少了人為誤差。
   
二、大口徑水流量計在線檢定注意事項
    1.觀察被檢流量計的安裝位置，正確選擇標準流量計的安裝位置
    雖然對各種流量計的現(xiàn)場安裝有明確要求，例如有足夠長的直管段等，但在實際應(yīng)用中，現(xiàn)場條件達不到安裝要求的情況很普遍，受現(xiàn)場安裝條件所限，直管段不夠長，閥門、彎頭和泵離流量計太近，流量計口徑和管道口徑不一致等原因而引起的誤差很大。因此，很多情況下被檢流量計已經(jīng)不可能達到實驗室的標定準確度，這就是我們在檢定中發(fā)現(xiàn)的被檢流量計實際檢定誤差比實驗室標定誤差大很多的原因。現(xiàn)場實流標定也因此而變得更加重要。
    標準流量計的正確安裝位置:遠離上游、下游擾動源，避免最有害的漩渦，換能器應(yīng)裝在上游直管段為10D，下游直管段為5D的位置。上游擾動源有螺線式焊縫管和各類阻流管件，例如彎頭、異形管、支管和閥。上游擾動源會引起流速分布畸變和旋轉(zhuǎn)流。下游側(cè)的擾動(如彎管閥門等形成的擾動)會上溯傳播，影響達幾倍管徑長度的距離。當上游存在泵、閥等設(shè)備時，直管段的長度最好為30D。
    2.正確設(shè)置標準流量計和被檢流量計的管道測量參數(shù)
    現(xiàn)場管道情況十分復(fù)雜，不一定是標準管，但是被檢流量計的安裝多數(shù)未能實測現(xiàn)場管道參數(shù)，習(xí)慣按標準管安裝。由于管道參數(shù)設(shè)置的不正確會給被檢流量計帶來很大的誤差，因此，現(xiàn)場實測管道參數(shù)十分必要。
    輸入正確的管道參數(shù)，用外徑尺實測現(xiàn)場管道的外徑,外徑測量誤差為±1mm；用超聲波測厚儀實測管道壁厚，測量誤差為±0.1mm。選擇輸入正確的管道材料，特別注意管道是否有里襯或結(jié)垢現(xiàn)象，如有，輸入里襯參數(shù)(1～2)mm。
    檢查被測流量計的參數(shù)，如果原管道參數(shù)與實際測量參數(shù)不符，輸入實測參數(shù)，防止不必要的人為誤差的產(chǎn)生。
    3.標準流量計的換能器安裝盡量采用如圖1所示的V型法安裝
   

    圖1  V型法安裝

    用V型法安裝增加聲程一倍，可提高測量準確度。此外，用V型法安裝時，兩個換能器裝在一個夾具的滑軌上，很容易實現(xiàn)兩個換能器安裝在管道的中心線上，能盡量保證聲程在管徑平面上。而用Z型法安裝，兩側(cè)相對安裝的換能器不易實現(xiàn)聲程在管徑平面上，容易帶來測量誤差。
    4.管道內(nèi)壁結(jié)垢嚴重
    標準流量計的換能器V型法安裝找不到信號時，請采取如圖2所示Z型法安裝換能器。
   

    圖2  Z型法安裝

    5.消除零點漂移
    采用聲學(xué)性能較好的黃油或凡士林作為換能器的耦合劑，標準流量計測量流量信號時采用靜態(tài)調(diào)零或動態(tài)調(diào)零，消除零點漂移。
    6.檢查標準流量計的聲速顯示值和信號值
    如果聲速顯示值和實際水溫聲速相差較大，請再次檢查管道參數(shù)的設(shè)置，多數(shù)原因是管道參數(shù)設(shè)置和實際管道參數(shù)不符而產(chǎn)生測量誤差。如果信號值太弱，再次檢查換能器的安裝是否正確；如果出現(xiàn)異常信號，檢查周圍是否存在干擾源，避開強磁場和震動干擾。
    7.在檢定過程中，管道流速應(yīng)不低于0.2m/s
    總之，嚴格按照流量計使用說明書進行正確安裝，盡量避免由于人為誤操作而產(chǎn)生的不必要的誤差。
    以超聲波流量計作為標準表進行量值傳遞，不僅實現(xiàn)了對大口徑水流量計的周期檢定，也減輕了企業(yè)的送檢費用，保護了取、用水雙方的利益，最大限度地量化了水資源的有償使用，科學(xué)合理地保護了水資源。
    作者單位【云南省計量測試技術(shù)研究院】

很有幫助，但是兩個圖看不見，能否再傳一遍？

外掛式安裝是個問題！！！

個人覺得，這個 只是理論，測出來數(shù)據(jù)幾乎沒有一一，我也試過超聲波。