液體流量計在線校準方法探討
發布時間：2023-08-05 16:58:38來源：hseauto.cn來源：..
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液體流量計廣泛利用于節能減排以及能量計量過程中，目前在很多企業生產過程中廣泛使用液體流量計，該儀表準確度是與企業的生產成本核算以及能源節約有著十分緊密的聯系，但由于在實踐應用中條件的限制，比如拆卸不便或者不能進行斷流等，導致很多液體流量計無法按照有關規定完成定期拆送實驗室檢定的任務，那么如何能夠解決這種問題，并且在不影響液體流量計正常工作的基礎上能夠追溯其量值問題，這是當前很多企業和技術機構急需解決的問題。我國目前在液體流量計在線校準方面還沒有提出有效的措施，同時也沒有研發出計量精確度高的標準流量儀器，因此目前較常用的是通過便捷式超聲波流量計對液體流量計進行在線比對。本文通過對這種在線校準的方法展開論述，并提出解決液體流量計在線校準的方法思路，希望能給相關工作人員提供幫助。
一、超聲流量計的在線校準工作原理。
目前我國最常用的一種液體流量計在線校準的方法是利用超聲流量計進行比對，可以通過流速的不同，使得超聲波在流體中傳播的速度發生一定的變化，并分別計算改變的這種信號，就可檢測到實際在流體中的流速，進而獲得準確的流量值。根據檢測原理可將其分為多普勒法，時差法，聲速偏移法等，而超聲波流量計在對液體流量計進行在線對比時，主要利用的是時差法測量，通過測量聲波在流動介質中傳波的時間與及與流量之間的關系作為工作原理。一般情況下，聲波在流體中的傳播速度是由介質近狀態下的傳播速度以及流體走向平均流速在生波方向上的分量組成，根據順流和逆流傳播時間以及各量之間的關系可以得出流體流速的表達公式，如下所示。
二、在線校準的方法
利用便捷式超聲流量計對液體流量及在線校準主要采用的是標準表對比法，具體來說，就是在一定的時間段內讀取被檢表和標準表的累計值，并根據公式計算被校準的液體流量計的示值誤差以及重復性。一般來說，便捷式超聲流量計的準確度為0.5，如果在實際檢測過程中超聲探頭管徑漁帶校準的管徑之比大于二或者小于0.5時，所使用的標準流量計應當增加0.5%的誤差，因而在現場使用超聲流量計允許的最大誤差為加減0.5%。目前我國在線使用的液體流量計中很多準確度是高于一級水平的，同時由于便捷式超聲流量計實際現場校準條件，介質，安裝管道數據等方面的影響，使得校準數據會存在一定的偏差，一般在3%左右，有的可能超過3%接近5%，因此很難對被檢測的儀表進行完全準確性的判斷。由于采用直接的標準對比方法無法對比較準的液體流量計進行準確判斷，因此提出了可以借鑒使用中檢驗的思想，也就是默認超聲流量計和被檢測的液體量級之間存在的系統誤差，在之后進行校準時，需要盡量保持上次校準的條件，比如安裝位置，參數設置，安裝方式等，并比較兩次校準系統誤差是否發生較大變化。
（一）技術方面的要求
從技術上來看，使用便攜式超聲流量計進行在線校準時，需要符合國家法定的鑒定機構出據的證書，而且在線教程過程中系統誤差不應低于0.5%，同時便攜式超聲流量計的安裝條件和安裝方式應當符合國家檢定規程的要求，其次，在線校準可需要借助其他輔助設備，比如秒表，卷尺等計量器具，而且這些計量器具應當有相應的檢定證書，被校準的液體流量計有相應的使用說明書，周期校準的流量計還需要提供上次校準的檢定證書。最后為了能夠盡量減少在線校準的誤差，在現場校準時，需要將控制好環境條件，比如校準的溫度，濕度，機械振動等，同時應當在符合現場校準條件的基礎上，明確測量介質以及工作狀態，介質溫度等參數，了解被校準的液體流量計工作狀態和參數設置，當確認之后即刻開始現場校準。
（二）測量過程及方法
在關鍵測量方面可以使用輔助的量具，分別在換能器安裝位置附近的截面上大致等角分布測量n次外直徑，或者通過測量n此外周長進而推算出外直徑，在進行壁厚測量時，需要在換能器安裝位置均分布五個點，使用測厚儀進行壁厚測量，比如管道的材質，厚度，襯里材料的，這些無法通過測厚儀測量的參數需要從現場技術資料中獲得。標準表安裝過程中可以將管道參數輸入標準表中，在獲得換能器安裝距離之后，在安裝標準表管段上劃上定位，確定換能器位置。清理安裝位置附近的關閉，將管壁上的污垢油漆除干凈，確保管道的材質暴露出來，在換能器表面均勻涂耦合劑，同時將換能器上的標志對準安裝位置，能夠保證發生面與管壁的直接接觸，利用緊固件將換能器進行位置固定，將換能器的信號通過電纜連接到轉換器上，按照要求需要對信號進行不斷調試，已到達到最佳狀態為止。從校準的次數上來看，需要根據實際現場校準情況確定校準流量，同時每個流量點需要進行三次校準，在現場無法調節流量基礎上，可以通過不同時段進行校準，且在一次實驗中瞬時流量的最大變化不應超過5%。
三、數據實例分析
現有一臺口徑為150毫米的液體流量計，在線校準的信息如下表所示，在保證安裝方式管道參數以及被測介質設定參數都相同的條件下，分別進行兩次在線校準，我們以第一次校準的平均系數以及第二次教程的平均系數之間的測量偏差進行比較，通過分析發現，由于檢定超聲探頭直徑與校準管徑之比小于0.5，所適用的標準流量計應當曾加0.5%的系統誤差值。
四、小結
從上述數據可以看出，雖然在現場利用便捷式的流量計進行校準時，系統誤差較大，但兩次較準的測量偏差還是比較小的，可以說被校準的液體流量計沒有發生明顯的變化，后續可以繼續使用，無需送去檢定校準，從而可以為液體流量計在線測量值追溯提供便捷途徑。雖然采用檢驗的思想為液體流量及在線校準提供可操作性的辦法，但是在實際調整過程中依然存在以下問題，首先被校準的液體流量計需要在實驗室檢定合格之后安裝到管路上，需要試用一個月之后完成第一次校準之后，每年需要定期進行一次校準。隨著現代計算機技術的發展，超聲流量計在校準介質，現場環境以及安裝方式的適應性提高，以上問題是影響最終測量準確性的主要因素，如何能夠更加精確進行校準液體流量計，之后還需進行深入研究。此外，在利用便攜式超聲流量計對液體流量計進行現場校準時對于測量數據采集，還只能依靠人工進行，由于收到主觀因素的影響，可能對校準結果存在不確定性因素。
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