利用超聲流量計實現(xiàn)大口徑管道流量在線檢定方法

超聲波流量計因為其測量原理的特點，特別適合測量大口徑的液體管道，在城市供水和污水處理等行業(yè)有著大量的應用，測量的效果非常好。由于超聲波流量計在經(jīng)過長期的使用后，必然會有系統(tǒng)性的誤差或是因環(huán)境的改變而產(chǎn)生的數(shù)據(jù)漂移現(xiàn)象，需要定期進行檢定。這種情況下，因為正常的生產(chǎn)工作不能被打斷，就需要有一種在線檢定的方法對儀表進行校正。本文就是針對于這種在線檢定的需求，探討最合理的在線檢定方法。利用這種方法，對于在不影響正常供水的條件下，利用超聲波水流量計，來有效提高水計量儀表精度以及有效解決大口徑水流量計校準等問題上意義重大。



通過檢測流體流動對超聲脈沖作用對流動的液體流量進行測量的儀表稱之為超聲流量計，潤中儀表科技有限公司生產(chǎn)的RZ-1158C外夾式超聲波流量計即為這種類型流量計的典型產(chǎn)品。與電磁流量計相同，超聲流量計屬于無阻礙流量計，因其儀表流通通道中不存在任何阻礙件(節(jié)流裝置)，該類流量計適用于解決測量流量困難等問題，特別是在測量大口徑流量方面具有十分突出的優(yōu)勢。
超聲流量計是由安裝于測量管道上的轉換器和超聲換能器兩組關鍵部件構成。超聲波流量計作為大口徑管線在線校準儀表，與其它儀表相比，具有著明顯優(yōu)勢：1）超聲波流量計穩(wěn)定性好、維修率低，不存在可動部件；2）無壓力損失量，不會對流動形成阻礙；3）便于安裝、攜帶等；4）可進行管外安裝校準，前提是在不會對被檢儀表正常工作產(chǎn)生影響的情況下。在水利水電行業(yè)的電站、泵站、渠道、輸水管道流量計量中、在市政行業(yè)污水、中水、自來水、原水的計量中，都廣泛應用了各種超聲流量計。超聲流量計在確保測量準確度的基礎上，有效提升了管網(wǎng)輸水效率。超聲流量計還具有準確測量、在線標定、現(xiàn)場安裝、大口徑等特點。
　　
一、在線檢定事項及正確的步驟
　　1.1 正確安裝流量計
　　在實際安裝過程中，由于現(xiàn)場條件的限制，常會遇到管道口和流量計口徑不符、泵、彎頭、閥門距離流量計太近、直管段長度不夠等問題，因此就容易導致誤差的產(chǎn)生。與實驗室標定誤差相比，檢定中被檢流量計實際誤差要大，就是這個原因所致。因此，現(xiàn)場實流標定是非常重要的。在此，介紹正確安裝標準流量計位置，在進行安裝時，應避開有害漩渦，與下游、上游擾動源保持一定距離，上游擾動源有如閥、支管、異形管、彎頭等各類阻流關鍵和螺線式焊縫管。換能器安裝與下游直管段5D位置，安裝在上游直管段10D的位置。上游擾動源會引發(fā)旋轉流和流速分布畸變。如彎管閥門等因素形成的下游擾動會引發(fā)上溯傳播。而當閥、泵等設備存在于上游時，建議設置直管段長度30D為宜。
　　1.2 管道測量參數(shù)的正確設置
　　若未正確設置管道參數(shù)，則會使被檢流量計產(chǎn)生極大誤差?，F(xiàn)場管道外徑可采用外徑尺進行實測，并將正確的管道參數(shù)輸入，±1毫米是允許范圍內的測量誤差。管道壁厚采用超聲波測厚儀進行實測，±0.1毫米是允許范圍內的測量誤差。留意管道內是否存在結垢或里襯的現(xiàn)象，若有，應將里襯參數(shù)正確輸入，注意對輸入正確管道材料的選擇。對被測流量計的參數(shù)進行檢查，若發(fā)生實際測量參數(shù)與原管道參數(shù)不相符的情況時，為了預防誤差的產(chǎn)生，應將實測參數(shù)正確輸入。
　　1.3 檢查信號值及聲速顯示值
　　若實際水溫聲速與聲速顯示值相差較大，原因為實際管道參數(shù)與管道參數(shù)設置不符所致，應重新檢查管道參數(shù)的設置。如果產(chǎn)生異常信號，應盡量避開振動干擾和強磁場，并對其周圍是否存在干擾源進行檢查。若信號值偏弱，應對換能器安裝正確與否進行重新檢查。
　　1.4 去除零點漂移
　　為將零點漂移消除，換能器的耦合劑可采用聲學性能較好的凡士林或黃油代替；采用動態(tài)調零或靜態(tài)調零作為標準流量計對流量信號進行測量。
　　


二、在線檢定方法優(yōu)劣比較
　　在自來水公司供水及水庫供水中，口徑超過DN300大口徑水流量計為最常使用的流量計。因多數(shù)大口徑水流量計為插入式超聲波流量計或者電磁流量計，因此，插入管道或者法蘭連接等方式的連接為儀表的結構。該結構的儀表送檢、運輸、以及拆裝過程較為繁瑣，且僅在停流時，才能夠拆卸。除此之外，該流量計的實驗室校驗的工作條件間與現(xiàn)場工作條件相差較大，因此無法確定流量計準確度偏離。采用溶劑法對大口徑水流量計進行檢定是不現(xiàn)實的，因此大口徑水流量計的測量流量相當大，當然，現(xiàn)象具備標定好的水池除外。所以，可采用直接比較法來檢定被檢流量計，且標準表法是最好的在線檢定方法。
　　在整體檢定過程中，根據(jù)現(xiàn)場在線檢定的標準、要求，標準表的選型是非常重要的，要根據(jù)安裝盡量簡便、不用破管、寬量程、穩(wěn)定性好、準確度高等特點，來進行標準表的選用。流量計的類型多種多樣，安裝便攜式超聲波流量計的換能器不需要停留截管，其采用了外夾式的方式，與其他流量計不同，該換能器僅需安裝與已設管道外部即可。與其他流量計相比，該換能器為在線檢定大口徑水流量計奠定了基礎。超聲流量計在確保測量準確度的基礎上，有效提升了管網(wǎng)輸水效率。超聲流量計還具有準確測量、在線標定、現(xiàn)場安裝、大口徑等特點。隨著我國科學技術的不斷推進，也促進了超聲波技術的發(fā)展，具備了無壓力損失、不用破管、適合多種材料和口徑的管道、量程范圍廣、穩(wěn)定性好、準確度高等特點的超聲波便攜式流量計作為標準表的可能。因此，在對大口徑水流量計進行量值傳遞時應用超聲流量計為最佳選擇。
　　
三、 超聲波流量計在生產(chǎn)中的作用
與電磁流量計一樣，超聲流量計屬于無阻礙流量計，因其儀表流通通道中不存在任何阻礙件，該類流量計適用于解決測量流量困難等問題，尤其在測量大口徑流量方面具有十分突出的優(yōu)勢。作為標準表傳遞量值可采用超聲波流量計，不僅合理、科學地保護水資源、極大程度上量化水資源有償使用，同時也保護了用取水雙方的利益，減輕了企業(yè)送檢費用，從而使周期檢定大口徑水流量計成為現(xiàn)實。