简述流量计现场在线计量校准的相关办法

发布时间:2022-03-25 10:51:01 作者: 浏览量:2022-03-25 10:51:01

摘要:针对水量计量流量计无法离线送检的情况,考察了流量计一在其他职业的在线校准办法、国内外研讨现状及运用远景,分析了现场校准办法与设备的根本原理和特色。运用便携式超声流量计精确度高、设备便利的特色,提出了基于现场比对办法用于水利职业展开校准技能研讨,并要点阐述便携式超声流量计用于液体流量计实流在线校准的技能要求、检测进程和核算办法r可为今后有效展开计量校准作业供给切实牢靠的基础,为水利职业取水计量的量值溯源供给技能保证。
1流量计的计量与校准
  水量计量是进行水资源宏观调控和微观办理的重要基础性技能措施,但以往水利职业计量作业基础薄弱,触及水量计量的有关技能规范、规范化设备、量值传递和溯源问题十分突出。我国具有大量的流量计测仪器,而遍及短少校准设备,尤其是管道流量计的在线校准与检定规程在水利职业还是一个空白,计量的精确性和威望性问题PR待解决。依据国家强制性规范《用能单位动力计量用具配备和办理通则》(GB17167-2006)的要求及相关的计量法规,作为结算的流量计,都需要进行周期检定。可是,法规中的检定周期并不能保证在用流量计的精确性。因为运用场合和介质的杂乱性,许多流量计还没有到检定周期就现已超差,因而需要通过选用现场校准的核对办法来保证流量计量的精确性。
  校准(calibration)有时也称标定或校验。曾经流量仪器业界对流量值传递性质的校准习惯用“标定”,水工业界习称“率定”,用户对判别精确度性质的校准进程称为“校验”,现在这些名称渐趋共同,改用“校准”。流量计的流量校准有直接检测法和直接检测法两种办法,校准办法分为离线和现场在线检测两种办法。
  直接检测法亦称实流校准法,以实践流体流过被校验仪器,再用其他规范设备(规范流量计或流量规范计量用具)测出流体的流量与被校仪器的流量值作比较,也称为湿法标定(wetcalibration)。实流校准法获得的流量值既牢靠又精确,为现在许多流量仪器(如电磁流量计、容积式流量计、涡轮流量计等)所选用,而且作为检测规范流量的办法。制造厂在流量计出厂前均以实流校准法在流量校准规范设备(有时简称流量规范设备或流量校准设备)上完成流量量值传递进程。流量校准规范设备是依照有关规范和检定规则树立的,并由国家授权的专门组织确定,能作流量量值传递的设备,是供给流量量值的校准设备,其量值可溯源到质量、时刻和温度的国家计量基准量。从计量学意义上,在线实流校准最契合精确性、共同性、溯源性和实验性等计量特色。
  干法校准是一种直接校准法,是以检测电磁流量传感器的流转面积、结构尺寸和磁通密度B等参数来核算流量值。干法校准是在20世纪70年代以解决大口径电磁流量计无法实实际流校准的校准办法,在日本曾作为工业规范《运用电磁流量计检测流量的办法》这类专用仪器的运用现在已从水职业扩展到石油北工等流程工业。
  现在国内对干法校准进行了一定的研讨,如浙江大学要点分析了涡电场检测法与面权重函数法两种新型干标定办法的检测原理、特色及完成办法;上海地区探究和拟定了“在线检验法”,堆集了多台大口径电磁流量计检查经历,正在制定《电磁流量仪在线校验规范》当地职业性规范’广州市自来水公司还起草了中华人民共和国城镇建设职业规范《管道式电磁流量计在线校准规程》(征求意见稿)41,等等。可是干法校准多用来检修或判别电磁流量讨一传感器有关技能参数的改变对检测精度的影响。因为这种办法不直观,不能直接反映管道的中水流量。
2现场校准办法与设备
  在江河湖泊的管道取水计量设备主要选用电磁流量计或超声波流量计,而检测流量的传感器(包含涡轮、差压、容积和质量等其他类型的流量计)设备在管道内,不便于拆开或受工况的影响根本无法拆开,如大型输水管不允许停水,大口径流量计设备设备杂乱,体积大、重量大难以运送送检等。流量计广泛运用于水量计量和公用事业,按规则必须在受控状况下运转和定期校准。如何对越来越多的大管径、大流量的液体流量计进行现场在线实流校准,成为一个意义严重的问题。因而,水利职业展开现场在线校准技能研讨是很有必要的,也是十分具有挑战性的任务。
  流量计的现场校准和验证实践上是在现场针对流量检测体系(包含流量计、前后衔接管道、介质流动状况等)的检测运作,现在我国尚没有明确的在线检定的计量法规,现场在线校准办法与技能研讨有望为流量计在线检定开辟出一个可供学习与参阅的有效途径。
2.1现场校准办法与常用规范设备
  现在选用现场在线校准的办法有流量规范设备法和示踪法,流量规范设备法又分为固定设备的基地式和移动式,其体系如图1所示。
2.1.1基地式流量规范设备
(1)规范体积管。一般选用一套体积管流量规范设备和相应的切换闸阀,就可施行流量计的定时轮换在线校准。如图2所示,关阀1,开阀2,流体经待校流量计后进人规范体积管完成在线校准。国内原油交易计量根本实行了这种办法。
(2)规范流量计。固定设备规范流量计体系组成与图2类似,仅仅用规范流量计代替图中的规范体积管。很明显,基地式流量规范设备需要在管道上预留较多的衔接管线和切换控制闸阀等辅助设备,有些类型流量计购置费较低,但其辅助设备费用会大大超越流量计自身购置费,这种现场校准设备实践上在大部分取排水管道上是不具备的。
规范体积管在线校准流量计图示
2.1.2移动式流量规范设备
  移动式与基地式的根本相同,只不过规范设备是由专用的汽车或拖车装载,移动式车载流量规范设备灵活性高,到现场检定便利,但设备设备费用较高。
2.2示踪法
  在现场运用示踪法校准流量计国际上已适当老练,早在20世纪70年代就颁发了国际规范ISO2975一(1一7)《关闭管道中水流量检测—示踪法》,规范规则了用放射性示踪剂或非放射性示踪剂的施行办法和要求。示踪法检测的根本作业原理有两类:一是恒速注人法(也有称稀释法),是在管道的液体中恒速注人示踪剂,然后检测示踪剂沿管道长度方向的稀释份额,按扩散稀释理论核算流量;二是示踪剂瞬时注人,然后检测示踪物流经一段距离所需的时刻核算流量,称为传输时刻法。传输时刻示踪法也运用于明渠流、非满管流或疑有沉淀物的满管流的流量校准。
  近些年国内也在探究示踪法,企图在线校准大口径水流量计。大庆石油工业计量研讨地点实验室以化学示踪剂(ZnCl,)和同位素示踪剂(锢一113m)传输时刻法验证施行的可行性,证明同位素示踪剂作用较好。
可是,化学试剂和同位素示踪剂污染环境,损坏水质,在水职业一般很少选用。
2.3现场比对法
  现场“流量比对”是指流量计在现场与其他“参照流量”进行比较,例如临时夹装的超声波流量计的检测值、流人管系中已丈量过容量的液体体积等都可作为“参照流量”。关于现场校准、比对和验证等名词的意义,可参看相关文献的规范定义,不再赘述。实践中许多专业人员探究出多种现场比对的办法和直接检查办法,主要有以下3种类型:
(1)运用流程中存储容器、作业容器、水池或衡器的容器衡器法比对。水池容积比对法是供水企业常常选用的办法,制水厂运用大容积清水池的有利条件,可获得较高的比对精度。
(2)在待测流量计的管线预留方位,以备接人参比流量计的流量计比对法。
(3)外敷式超声换能器的超声流量计比对法。外敷式亦称外贴式、外夹式、捆绑式,超声波流量计是流量检测最有发展前途的三种途径之一:特别是国外已有产品检测精度差错<土0.5%,这有利于高精度的比照检测与现场在线校准体系的树立,便利计量检定部分到现场校准检测。
3运用便携式超声波流量计完成在线校准
  运用便携外敷式换能器超声流量计比对运用中的流量计,在供水业运用十分遍及。便携式超声波流量计既是一种外敷式又是一种便携式的流量计量用具,比较适用于大口径流量计的现场在线检测和校准,可供水利职业的相关检测参阅学习。这里对有关的原理、办法和设备等进行归纳和阐述。
3.1外敷式换能器超声流量计比对法原理
  其原理是:将精确度较高的便携式超声波流量计作为规范用具,设备在被测管道进步行检测,然后将检测值和被检流量计的收集数据进行比对,依据比对成果核算被检流量计的差错,差错二(检测值一规范值)/规范值,再运用核算的相对差错调整被检流量计的系数,使被检流量计与便携式超声波流量计显现流量数据共同,以到达校准被检流量计的作用。
3.2规范流量计的技能要求
  在线校准选用的便携式超声流量计应具有国家法定计量检定组织出具的检定证书,便携式超声流量计的设备、运用应严格按其操作运用说明书进行,应契合《超声流量计检定规程》(JJG1030-2007)附录D的要求}lo;。
在线校准用的其他辅助设备,如卷尺、测厚仪、秒表等计量用具均应具有有效的检定证书,被校流量计应附有运用说明书,周期校准的流量计还应有前次的校准证书。现场校按时温度、湿度、外界磁场、机械振动等环境条件,应契合展开现场校准的环境条件要求,同时明确检测介质及作业状况、介质温度等工况参数,了解被校流量仪器作业状况和参数设置,承认能够展开现场校准。
3.3检测进程及核算办法
(1)管径检测。用量具别离在换能器设备方位邻近的同一截面上大致等角分布检测n次外直径,或检测几回外周长核算出外直径,其平均值D按式(1)核算:

式中:n为检测次数,n≥4;D为第i点测得的管道外直径或核算出的外直径。
(2)壁厚检测。在换能器设备方位均布5个点,运用测厚仪检测管道壁厚,并取其平均值。对无法检测的参数,如管道原料、面料资料、厚度等,依据现场技能资料查明并承认。
(3)规范表设备。将上述管道参数输人规范表内,得出换能器设备距离。在设备规范表管段上画线定位,确定换能器的方位。清理已定设备方位邻近的管壁,将管壁上的油漆、铁锈、污垢等铲除洁净,显露管道原料,打磨润滑。在换能器外表均匀涂以祸合剂,换能器上标志对准设备方位,使其发射面与管壁紧密触摸,并固定在管道上。将换能器信号传输电缆衔接到转换器上,按要求将信号调试到最佳状况。
(4)计量功能校准。在一定的时刻内别离读取被校流量计和规范表的流量示值,别离按式(2)~式(4)核算被校流量计的示值差错和重复性:

  式中:E。为流量计每个流量点每次校准的相对示值差错;qij为第i流量点第j次校按时的流量计示值(瞬时值或累积值);(qs)。为第i流量点第j次校按时的规范表示值(瞬时值或累积值);Ei为被校流量计第i流量点示值差错;(Er):为被校流量计第i流量点重复性。
  流量点一般选择1~3个,每个流量点校准3次。每次校按时,同时读取并记录流量计和规范表的示值,比对标定法必须保证比对进程中时刻的同步。若读取的数值为瞬时值,则至少读取20个数值,取其平均值;若读取的数值为累积值,则应保证大于最小读数的1000倍或读取至少20min。的累积值。
  便携式超声波流量计在实践运用中具有不行代替的优势:可完成不断流检测,设备体积小,便于携带,设备便利;外敷式探头,不干扰流场,无压力丢失;仪器无可动及易损部件,稳定性好;适用范围广,可用于各种类型流量计的在线比对;适应性强,可用于不同管径、不同介质(高温、高压、易爆、高勃度、强腐蚀、放射性高)的比对,规范表价格根本与所测管径无关,性价比高。
  可是,便携式超声波流量计受其自身检测办法的约束,检测精度遭到许多外界因素的影响,人为因素对检测的影响较大,对专业检测人员的技能性和经历性要求很强、操作要求很高,还需要在实践中进一步堆集经历,构成技能规范。
4结论
  现场校准办法是计量技能发展的趋势,特别是运用便携式超声波流量计展开在线流量计的校准是可行的办法,能极大地便利现场计量校准作业,有效降低计量方面的资金消耗,易于推广运用。资料表明,通过展开流量计量仪器现场校准技能的研讨与运用,能够提高计量检测水平,到达周期性计量检定的意图,使在线流量计检测数据精确牢靠,只需精确操作,尽量削减随机差错和附加差错,是能够到达国家有关部分对于工业及民用水计量精确度要求的。