摘　要:采用(yong) 便攜(xie)式超聲波流量(liang)計 可(ke)以實(shi)現在(zai)線大口徑(jing)流量(liang)計 的檢(jian)測及校(xiao)準,并(bing)介(jie)紹(shao)了檢(jian)測步(bu)驟(zhou)和檢測(ce)時需要滿(man)足的條件(jian)。
1　在線檢測(ce)、校準(zhun)大(da)口(kou)徑流(liu)量計的重要意(yi)義
　　目前,供水行(hang)業在(zai)計(ji)量原水(shui)、出廠水、外(wai)購水(shui)、售出(chu)水量時一(yi)般都要(yao)用(yong)到大口徑流(liu)量計,大(da)口徑(jing)流量計的在線(xian)檢(jian)測是供(gong)水行(hang)業(ye)亟(ji)待解(jie)決的(de)一個技術(shu)問題。供(gong)水(shui)行業常采(cai)用的(de)在線(xian)流量計有(you) 電磁(ci)流量(liang)計 、 超聲波(bo)流量計 、 插(cha)入式(shi)渦輪(lun)流(liu)量(liang)計 、 渦(wo)街流(liu)量計(ji) 、 孔闆(pan)流量(liang)計 等。這些(xie)流量計(ji)有的體(ti)積較大,有(you)的安(an)裝在(zai)管道(dao)内部(bu),如果(guo)要(yao)進(jin)行檢(jian)定,需要拆(chai)卸下來送(song)到(dao)國家大(da)流量(liang)檢定站,不(bu)僅費(fei)時(shi)費力,而(er)且,大口徑(jing)流量(liang)計所(suo)計量管道(dao)很多都24h輸水,不(bu)能頻(pin)繁或長時(shi)間停水。如(ru)要送(song)檢,需要有(you)足夠(gou)的備(bei)用流(liu)量計(ji)以替(ti)代被檢流(liu)量計(ji),這(zhe)又(you)需要(yao)每個供水(shui)企業(ye)拿出大(da)量(liang)的資(zi)金來(lai)購買(mai)備用(yong)流量計。這(zhe)就導(dao)緻供水企業難(nan)以做到(dao)按期進(jin)行周(zhou)期檢(jian)定。而(er)大口(kou)徑流(liu)量計又往往(wang)是供水(shui)行業(ye)用于貿易(yi)結算(suan)的(de)計量器(qi)具,其準(zhun)确(que)性直(zhi)接關(guan)系(xi)到供求(qiu)雙方(fang)的經(jing)濟利(li)益,因(yin)此(ci)大口徑(jing)流量計(ji)的在線(xian)檢測(ce)及(ji)校(xiao)準對(dui)于供水(shui)行(hang)業有(you)着極(ji)其重要的(de)意義。
2　檢測、校準在線(xian)大口徑流(liu)量計的(de)方(fang)法及原理(li)
2.1　清(qing)水池容(rong)積法(fa)
　　該(gai)方(fang)法是(shi)以清(qing)水池作爲(wei)一個(ge)标準(zhun)容器,在一(yi)定(ding)的時間(jian)内記(ji)錄通過在(zai)線流(liu)量計的流(liu)量,同(tong)步記錄清水池(chi)水位(wei)的變(bian)化情(qing)況,并(bing)計算(suan)清水池水(shui)量的(de)增加(jia)量(或(huo)減少量),比較(jiao)通過在(zai)線流量計(ji)的流量和清(qing)水(shui)池水(shui)量的變(bian)化量,以後者(zhe)作爲(wei)标準(zhun)值,計(ji)算在(zai)線流(liu)量計的(de)誤差,進(jin)而調整(zheng)在線流(liu)量計系(xi)數,以達(da)到檢(jian)測、校(xiao)準在(zai)線流(liu)量計(ji)的目(mu)的。
2.2　标準表(biao)比對(dui)法
　　該(gai)方(fang)法(fa)是在(zai)在線大(da)口(kou)徑流(liu)量計(ji)所在管道(dao)上安(an)裝一個标(biao)準表(biao),同(tong)步記錄(lu)通過在線大口(kou)徑流(liu)量(liang)計和标(biao)準表的流量,以(yi)後者(zhe)作(zuo)爲标準(zhun)值,計(ji)算(suan)在(zai)線流(liu)量計(ji)的(de)誤差,進(jin)而調整(zheng)在(zai)線流量計(ji)系數(shu),以達(da)到檢測(ce)、校(xiao)準在(zai)線流量(liang)計的目(mu)的。
　　清水(shui)池(chi)容積法準(zhun)确可靠,但(dan)檢測效率(lü)低;相(xiang)比之(zhi)下(xia),标(biao)準表(biao)比對法便(bian)于實現自動化,從而(er)提高檢(jian)測(ce)效率。目前,除(chu)個别企(qi)業采用清水池容積法(fa)外,大部(bu)分企(qi)業(ye)是(shi)采用标準(zhun)表比對法(fa)來實現在(zai)線大口徑(jing)流量計的(de)檢測和校準的(de)。而在(zai)标準(zhun)表比(bi)對法(fa)中,供(gong)水企(qi)業普(pu)遍将(jiang)便攜(xie)式超(chao)聲波(bo)流量(liang)計作爲标準表(biao),因爲便(bian)攜(xie)式超聲波流量計既(ji)是一種外(wai)夾式(shi)、又是(shi)一種便攜(xie)式的流(liu)量計量(liang)器具,比較(jiao)适用(yong)于大(da)口徑(jing)流量(liang)計的(de)在線檢測(ce)和校(xiao)準。其原理(li)是:将(jiang)精度(du)較高(gao)的便攜(xie)式(shi)超聲(sheng)波流(liu)量(liang)計(ji)作爲(wei)标準(zhun)器(qi)具(ju),安裝在被測管道上(shang)進行檢測,然後(hou)将便攜式超聲(sheng)波流量計(ji)和被(bei)檢流(liu)量(liang)計的采(cai)集數據進(jin)行同(tong)步比(bi)對,根(gen)據比(bi)對結(jie)果可(ke)計算被檢(jian)流量計的(de)誤差,然後(hou)調整被檢(jian)流量(liang)計的(de)系數,使被(bei)檢流量計與便攜式(shi)超聲波流(liu)量計(ji)顯示(shi)流量(liang)數據(ju)一緻,以達(da)到校(xiao)準被(bei)檢(jian)流(liu)量計(ji)的效果,公式如(ru)下:
|2=n标/v被×|1
式中:|1———被(bei)檢流量計原來(lai)的系數;
v被———被檢(jian)流量計的(de)平均(jun)流速,單位(wei):m3h;
n标———标(biao)準流(liu)量(liang)計(ji)的平(ping)均流(liu)速,單(dan)位:m3h;
|2———被(bei)檢流量(liang)計比對(dui)後的(de)調(diao)整(zheng)系數(shu)。
3　運用便攜(xie)式超(chao)聲波(bo)流(liu)量計實(shi)現在線大(da)口徑流量(liang)計檢(jian)測
3.1　檢(jian)測的優點(dian)
1)可實(shi)現不(bu)斷流(liu)測量(liang),設備(bei)便(bian)于(yu)攜帶,安裝(zhuang)方便;
2)不幹(gan)擾流場,無(wu)壓力損失(shi),儀(yi)表(biao)無可(ke)動、易損部件,穩(wen)定性好;
3)外(wai)夾式(shi)探頭,可以(yi)根據(ju)管道(dao)現場情況(kuang)移動安(an)裝測量(liang);
4)适用範圍廣,可(ke)用于各(ge)種(zhong)類型(xing)流量(liang)計(ji)的在線(xian)檢測;
5)适應(ying)性強,可用于不(bu)同管(guan)徑、不同介(jie)質(高(gao)溫、高(gao)壓(ya)、易爆、高(gao)黏度(du)、強腐蝕、放(fang)射性高)的檢測(ce);
6)标準(zhun)表(biao)價(jia)格基(ji)本與所測(ce)管徑(jing)無關(guan),性(xing)價(jia)比高(gao)。
3.2　檢測的(de)缺點
1)要(yao)求準确知道管道參數,而現場(chang)實際情況又難(nan)以确(que)定;
2)作爲标(biao)準表(biao)要(yao)求(qiu)有較(jiao)理想的(de)管道安(an)裝條(tiao)件;
3)人(ren)爲因(yin)素對測量的影(ying)響較(jiao)大(da),對(dui)操作(zuo)人員要(yao)求很高(gao);
4)現場流(liu)量(liang)不易(yi)調控,很難實現(xian)全量程測(ce)試。
4　對(dui)在線(xian)大(da)口徑流(liu)量計進行(hang)檢測(ce)、校準(zhun)時的(de)步驟(zhou)
4.1　了解現(xian)場(chang)工況(kuang)條件(jian)并盡量使(shi)其滿足檢(jian)測條件
1)了解現場工(gong)況條(tiao)件,包括被檢管(guan)線的材質(zhi)、管外徑(jing)、管壁厚、管内(nei)襯裏的材(cai)質及厚(hou)度(du)、管内介質(zhi)、介質溫度(du)等相關(guan)量(liang)的準确數(shu)值(zhi),要求在(zai)檢測現場(chang)測量(liang)核實(可(ke)以用測(ce)厚儀測(ce)量(liang)壁厚(hou)、用軟尺測量管(guan)徑),以确保(bao)測量(liang)精度(du)。
2)标(biao)準(zhun)表的(de)安裝(zhuang)必(bi)須(xu)滿足(zu)直管(guan)段要求,一(yi)般情況下(xia)至少(shao)爲上遊10倍管徑(jing)的距(ju)離,下(xia)遊5倍管徑的(de)距(ju)離,而(er)且在(zai)30倍管徑的距離内(nei)無幹擾(rao)流體狀(zhuang)态(tai)的因(yin)素,如(ru)泵、閥等,必(bi)要時應(ying)考(kao)慮加(jia)裝整(zheng)流器。
3)測量(liang)時标準(zhun)表不能(neng)安裝(zhuang)在管内含(han)有氣體(ti)的(de)位置(zhi)(比如,不(bu)能安裝(zhuang)在高于水(shui)管的位置),因爲(wei)氣泡(pao)會使超聲(sheng)波信(xin)号衰(shuai)減,從而影(ying)響測量精度。
4)選擇測量點(dian)必須(xu)保證通過其測量段的(de)最(zui)小流(liu)速不(bu)低于0.5ms,如果(guo)流速低(di)于(yu)0.5ms,應考(kao)慮在被檢(jian)流量計安(an)裝點(dian)的前(qian)10倍、後5倍(bei)管徑的(de)範圍(wei)内安裝變(bian)徑管(guan)(小于(yu)原管(guan)徑),以(yi)提高流速(su)。
5)便攜(xie)式(shi)超(chao)聲波(bo)流量(liang)計是把現(xian)場的管道參數納入流量(liang)計測(ce)量系(xi)統(tong)之(zhi)内的儀表(biao),所以除了(le)要求(qiu)其探頭的(de)安裝位置(zhi)正确(que),還要充分考慮(lü)管道參(can)數如直(zhi)徑、材(cai)質、壁(bi)厚、襯裏和(he)積垢(gou)、鏽蝕(shi)等因素對(dui)測量精度(du)的影(ying)響。
6)爲(wei)便于以(yi)後用其他流(liu)量計對其(qi)流量測量(liang)精度的在(zai)線檢查,最(zui)好在(zai)被檢(jian)流量(liang)計的(de)前、後分别(bie)加裝一段(duan)能形(xing)成對(dui)稱流場的(de)不鏽鋼(gang)管段。
4.2　标準表的準備工(gong)作
　　選用(yong)超聲波(bo)流量(liang)計(ji) 進行在(zai)線檢測的(de)基本(ben)原理(li)爲标準表(biao)比對法(fa),因(yin)此超(chao)聲波(bo)流量計應(ying)在國家法定計(ji)量檢定(ding)機構進(jin)行檢(jian)定(ding),并取得(de)有效(xiao)的(de)檢(jian)定證(zheng)書。檢測前,應提(ti)前做(zuo)好(hao)檢(jian)測準(zhun)備,檢查标(biao)準表、換能(neng)器及電源(yuan)線是否(fou)完(wan)好。在(zai)實踐(jian)中,發現在(zai)冬季(ji)氣溫(wen)特别(bie)低時(shi)會發生電(dian)源線(xian)脆斷(duan)、液晶(jing)屏幕(mu)不(bu)顯(xian)示等(deng)現象。另外(wai),如果(guo)檢測(ce)點(dian)周圍沒(mei)有電(dian)源,需(xu)要提(ti)前充(chong)電,以(yi)保證(zheng)标準表能夠在(zai)檢測(ce)過程中正(zheng)常工作。
4.3　在線檢(jian)測工(gong)作
　　首先要(yao)根據現場(chang)工況(kuang)條件(jian)科學地确(que)定标準表(biao)的安(an)裝位(wei)置,以(yi)便安(an)裝換能器。換能器無論(lun)采(cai)用哪(na)種安裝方式,都(dou)應采用(yong)科學的(de)安裝技(ji)術,确保傳感(gan)器的安裝(zhuang)精度(du),盡可能減(jian)少使(shi)用環境和(he)安裝對(dui)其(qi)測量(liang)精度的影響。第(di)二,将(jiang)經過現場(chang)測量(liang)核實的工(gong)況參(can)數(shu)輸(shu)入流(liu)量計(ji),并檢(jian)查信(xin)号接收(shou)情況,确(que)認工(gong)作正常後(hou),方可(ke)開(kai)始(shi)檢測(ce)。第三,檢測(ce)時根(gen)據現(xian)場工況條件确(que)定不同的(de)流量點,并(bing)分别(bie)同時(shi)采集标準(zhun)表和被(bei)檢(jian)流量(liang)計的流量(liang)示值(zhi),從而确(que)定被檢流量計的(de)示值(zhi)誤差。最(zui)後,調整(zheng)被檢(jian)流量(liang)計的(de)系數(shu),使(shi)被檢流(liu)量計與(yu)便攜式(shi)超聲波(bo)流(liu)量計(ji)顯示(shi)流量數據(ju)一緻,達(da)到(dao)校準(zhun)被檢(jian)流量計的(de)目的(de)。
　　在實(shi)際中(zhong),企業(ye)都會(hui)遇到(dao)原有(you)的舊管線(xian)達不到上述檢(jian)測條(tiao)件的情況(kuang)。一般(ban)地(di),可(ke)以在(zai)被測管線(xian)上選(xuan)取一(yi)段(duan)條(tiao)件較(jiao)好、滿足(zu)超聲波(bo)流量(liang)計使用條(tiao)件的(de)測量(liang)點安裝标準表,如果(guo)條件太差,就需(xu)要對(dui)現(xian)有管線(xian)進行改造(zao),尤其(qi)要滿(man)足前(qian)後直(zhi)管段的要(yao)求,保(bao)證液(ye)體充滿測(ce)量管(guan)道(dao),最(zui)小流(liu)速不低于0.5ms等條(tiao)件,從而保證計(ji)量檢(jian)測的(de)準确(que)性。另(ling)外,計量檢測人(ren)員既要掌(zhang)握過硬的技術(shu),又要積累(lei)豐富(fu)的實踐經驗。在(zai)檢測過程中,要(yao)求計量(liang)檢(jian)測人員本着(zhe)科學的(de)态度開展在線檢測(ce)工(gong)作(zuo),才能(neng)夠保(bao)證(zheng)檢(jian)測的(de)準确(que)性(xing)和校準(zhun)效果。
5　目(mu)前(qian)在線(xian)大口(kou)徑流(liu)量計(ji)檢測工作的開(kai)展情(qing)
　　近年來,通(tong)過采用(yong)标(biao)準表(biao)比對法開展對(dui)在線(xian)大(da)口徑流量計(ji)的檢(jian)測并(bing)校準,及時(shi)采集(ji)數據,保(bao)證了所(suo)有在線流(liu)量計(ji)的準(zhun)确計量,保(bao)證了水—這(zhe)種能源的(de)計量(liang)正确(que)率,使(shi)水計(ji)量工作取(qu)得(de)了長足(zu)的發(fa)展。另(ling)一方(fang)面,采(cai)用超聲波(bo)流量計作(zuo)爲标(biao)準表(biao),負(fu)責水量(liang)計量器具(ju)的檢定,開展水計量(liang)檢測手(shou)段(duan)和檢(jian)定方法的研究(jiu),負責(ze)水(shui)計(ji)量的(de)技術(shu)仲裁,保證(zheng)了供(gong)水企(qi)業與(yu)用戶之間、用戶(hu)與用戶之(zhi)間的經濟(ji)效益。例如(ru)在2004年(nian),四台(tai)礦與(yu)馬脊(ji)梁(liang)礦由于(yu)在水量(liang)分(fen)配的(de)問題上有争議(yi),公司(si)在兩礦的分水(shui)處建立了(le)分水站。首(shou)先按(an)照兩(liang)礦(kuang)的實際(ji)用水(shui)情(qing)況調節、分配水量,然後(hou)分别(bie)爲兩(liang)個用戶各安裝了一(yi)台固(gu)定(ding)式超聲波流(liu)量計,并用(yong)便攜式超(chao)聲波(bo)流量計(ji)分(fen)不同(tong)時段(duan)進行(hang)多次(ci)現場(chang)檢測,确保(bao)兩台(tai)在線流量計的(de)準确計量(liang)。自此,解決了四(si)台礦和馬脊梁(liang)礦長期(qi)在(zai)用水(shui)計量(liang)上的争議(yi),取得了令雙方(fang)都滿(man)意(yi)的結果(guo)。
6　結論
　　運用(yong)便攜(xie)式超聲波(bo)流量(liang)計開展在(zai)線大口徑(jing)流(liu)量(liang)計的(de)檢測、校準(zhun)工作是較爲可行的(de)方法(fa),這種方法(fa)極大(da)地方(fang)便了(le)供水(shui)企(qi)業(ye)的計量工(gong)作,同(tong)時也(ye)有效(xiao)降低(di)了企業在(zai)計量方面(mian)的資金消(xiao)耗。檢(jian)測工作中,計量(liang)人員要認(ren)真總(zong)結經(jing)驗(yan),爲供水(shui)行業今後有效(xiao)開展(zhan)計量工作(zuo)提供(gong)切(qie)實(shi)可行(hang)的依(yi)據。值得注(zhu)意的(de)是:流(liu)量計(ji)是國(guo)家計量法(fa)制管理的(de)計量(liang)器具,按其使用(yong)場合不同(tong)分爲(wei)強制檢定和非(fei)強制(zhi)檢定(ding)兩種(zhong),供水行(hang)業用于(yu)貿易結算的流(liu)量計(ji)屬(shu)強(qiang)制檢(jian)定的計量器具,其檢(jian)定應按照(zhao)國際相(xiang)關的計量檢(jian)定規程由(you)法定計量(liang)檢定(ding)機構(gou)實施;供水(shui)行業用于内部(bu)核算(suan)的流量計(ji)屬非強制檢定(ding)的計量器具,使(shi)用者隻須按照(zhao)量傳(chuan)原則進行(hang)科學的(de)校(xiao)準即(ji)可。

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