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大口徑水流量計(jì)的在線檢定方法和注意事項(xiàng)

發(fā)布時(shí)間:2008-01-08 作者:黃勇 來源:www.jlbjb.com 瀏覽:3336

  一、大口徑水流量計(jì)在線檢定的必要性及檢定方法和標(biāo)準(zhǔn)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(jì),此類流量計(jì)用于貿(mào)易結(jié)算,涉及的數(shù)量和金額巨大,根據(jù)《計(jì)量法》的規(guī)定,對其必須進(jìn)行強(qiáng)制檢定。由于大口徑水流量計(jì)多數(shù)是電磁流量計(jì)或插入式超聲波流量計(jì),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(shí)才允許拆卸,且拆裝和運(yùn)輸送檢十分麻煩;另一方面,此類流量計(jì)的現(xiàn)場工作條件與實(shí)驗(yàn)室校驗(yàn)的工作條件相差很大,流量計(jì)準(zhǔn)確度偏離無法確定。因此,在線檢定大口徑水流量計(jì)十分必要。

  由于大口徑水流量計(jì)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(biāo)定好的水池,否則現(xiàn)場采用容積法檢定大口徑水流量計(jì)不現(xiàn)實(shí)。因此,在線檢定的最好方法是采用標(biāo)準(zhǔn)表法,用直接比較法對被檢流量計(jì)進(jìn)行檢定。

  標(biāo)準(zhǔn)表的選型在整個(gè)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(biāo)準(zhǔn)表必須具有準(zhǔn)確度高、穩(wěn)定性好、量程寬、不用破管、安裝盡量簡便等特點(diǎn)。在眾多類型的流量計(jì)中,只有便攜式超聲波流量計(jì)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(gè)特點(diǎn)是其他流量計(jì)無法比擬的,非接觸測量為在線檢定大口徑水流量計(jì)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(jì)以其準(zhǔn)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(diǎn)具備了作為標(biāo)準(zhǔn)表的可能。因此,我們選用型號為1010WP的便攜式超聲波流量計(jì)作為標(biāo)準(zhǔn)表送到國家水大流量計(jì)量站進(jìn)行量值溯源,經(jīng)檢定合格后,可以作為1.0級標(biāo)準(zhǔn)表對下一級大口徑水流量計(jì)進(jìn)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(jì)的檢定結(jié)果統(tǒng)計(jì):DN300以上口徑流量計(jì)有56臺,占80.56%,以被檢流量計(jì)準(zhǔn)確度等級3.0級為合格計(jì)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(cuò)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(jì)的錯(cuò)誤參數(shù)設(shè)置,從而減少了人為誤差。    

  二、大口徑水流量計(jì)在線檢定注意事項(xiàng)

  1.觀察被檢流量計(jì)的安裝位置,正確選擇標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)的安裝位置
  雖然對各種流量計(jì)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(shí)際應(yīng)用中,現(xiàn)場條件達(dá)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(jì)太近,流量計(jì)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(jì)已經(jīng)不可能達(dá)到實(shí)驗(yàn)室的標(biāo)定準(zhǔn)確度,這就是我們在檢定中發(fā)現(xiàn)的被檢流量計(jì)實(shí)際檢定誤差比實(shí)驗(yàn)室標(biāo)定誤差大很多的原因?,F(xiàn)場實(shí)流標(biāo)定也因此而變得更加重要。

  標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)的正確安裝位置:遠(yuǎn)離上游、下游擾動(dòng)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(dòng)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(dòng)源會(huì)引起流速分布畸變和旋轉(zhuǎn)流。下游側(cè)的擾動(dòng)(如彎管閥門等形成的擾動(dòng))會(huì)上溯傳播,影響達(dá)幾倍管徑長度的距離。當(dāng)上游存在泵、閥等設(shè)備時(shí),直管段的長度最好為30D。

  2.正確設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)和被檢流量計(jì)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(biāo)準(zhǔn)管,但是被檢流量計(jì)的安裝多數(shù)未能實(shí)測現(xiàn)場管道參數(shù),習(xí)慣按標(biāo)準(zhǔn)管安裝。由于管道參數(shù)設(shè)置的不正確會(huì)給被檢流量計(jì)帶來很大的誤差,因此,現(xiàn)場實(shí)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(shí)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(shí)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(jì)的參數(shù),如果原管道參數(shù)與實(shí)際測量參數(shù)不符,輸入實(shí)測參數(shù),防止不必要的人為誤差的產(chǎn)生。

  3.標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)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(zhǔn)確度。此外,用V型法安裝時(shí),兩個(gè)換能器裝在一個(gè)夾具的滑軌上,很容易實(shí)現(xiàn)兩個(gè)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(shí)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(yán)重
  標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)的換能器V型法安裝找不到信號時(shí),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(diǎn)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(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)測量流量信號時(shí)采用靜態(tài)調(diào)零或動(dòng)態(tài)調(diào)零,消除零點(diǎn)漂移。

  6.檢查標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)的聲速顯示值和信號值
  如果聲速顯示值和實(shí)際水溫聲速相差較大,請?jiān)俅螜z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(shí)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(qiáng)磁場和震動(dòng)干擾。

  7.在檢定過程中,管道流速應(yīng)不低于0.2m/s
  
總之,嚴(yán)格按照流量計(jì)使用說明書進(jìn)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(jì)作為標(biāo)準(zhǔn)表進(jìn)行量值傳遞,不僅實(shí)現(xiàn)了對大口徑水流量計(jì)的周期檢定,也減輕了企業(yè)的送檢費(fèi)用,保護(hù)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(hù)了水資源。
  作者單位【云南省計(jì)量測試技術(shù)研究院】

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