超聲流量計在液體流量儀表在線校準(zhǔn)中的應(yīng)用

超聲流量計在液體流量儀表在線校準(zhǔn)中的應(yīng)用

Summary：液體流量計得到廣泛應(yīng)用，在降低企業(yè)成本和生產(chǎn)能源消耗方面發(fā)揮著重要作用。由于某些液體流量計的尺寸和結(jié)構(gòu)復(fù)雜，拆卸往往比較復(fù)雜，在線校準(zhǔn)可以避免儀器系統(tǒng)的拆卸。因此，大多數(shù)公司現(xiàn)在都使用這種方法校準(zhǔn)液體流量計，同時將超聲波流量計應(yīng)用于校準(zhǔn)過程，從而大大提高了校準(zhǔn)的效率和準(zhǔn)確性。為了保證液體流量儀表的精度，我們通常需要定期校準(zhǔn)，在線校準(zhǔn)是當(dāng)前運(yùn)用比較廣泛的一種校準(zhǔn)方法，應(yīng)用超聲波流量計在線校準(zhǔn)液體流量計可以大大提高校準(zhǔn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。Keys：超聲流量計；液體流量儀表；在線校準(zhǔn)前言液體流量計是企業(yè)生產(chǎn)管理的重要工具，在節(jié)能和企業(yè)成本核算方面發(fā)揮著直接作用，并廣泛用于計量能源和減少能源節(jié)約。但是，由于拆卸的復(fù)雜性，大多數(shù)液體流量計不能切斷流量，不能滿足定期送到實驗室進(jìn)行檢測的要求。因此，迫切需要解決價值觀的可追溯性問題。目前廣泛使用便攜式超聲波流量計進(jìn)行在線校準(zhǔn)。本文主要論述了用超聲波流量計在線校準(zhǔn)液體流量儀表的方法，以解決液體流量儀表在線校準(zhǔn)問題。1超聲流量計的工作原理在當(dāng)前液體流量儀表校準(zhǔn)的框架內(nèi)，傳統(tǒng)的離線校準(zhǔn)方法不再滿足檢測行業(yè)的需要，因此出現(xiàn)了在線校準(zhǔn)方法。在線校準(zhǔn)在校準(zhǔn)結(jié)果的準(zhǔn)確性方面具有明顯優(yōu)勢。超聲波流量計通常用于液體流量計的在線校準(zhǔn)。其主要工作原理是通過檢測不同流速下液體產(chǎn)生的超聲波信號來確定流量值。超聲波流量計應(yīng)用于流量計在線校準(zhǔn)的方法有多種，最常用的在線校準(zhǔn)方法有多普勒法、傳播速度差法等。超聲波流量計主要采用傳輸速率差法在線校準(zhǔn)液體流量儀表。在該方法中，通過測量超聲波回流與脈沖傳播之間的速度差來確定液體速度。由于超聲波信號傳輸干擾低，該方法精度高。一般而言，當(dāng)介質(zhì)靜止時，聲波在液體中的實際傳播速度由聲波傳播方向上流體的平均軸向速度分量和聲波傳播速度組成。在線校準(zhǔn)液體流量儀表時，應(yīng)考慮逆流傳播時間與順流傳播時間之間的關(guān)系，靈活運(yùn)用液流計算公式。超聲波在靜態(tài)液體中的傳播速度與動態(tài)液體大不相同。超聲波的傳播速度與液體的傳播速度密切相關(guān)，超聲波流量計是根據(jù)這一原理工作的。2在線校準(zhǔn)方法2.1技術(shù)要求液體流量儀表在線校準(zhǔn)的技術(shù)要求比較高，主要體現(xiàn)在以下三個方面:(1)用于在線校準(zhǔn)的超聲波流量計必須符合相關(guān)的國家計量檢定規(guī)程或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。超聲波流量計通常具有一定的誤差范圍，但基本誤差不得超過±0.5%。目前企業(yè)主要使用便攜式超聲波流量計流量計的安裝應(yīng)符合相關(guān)的國家操作規(guī)范。(2)在線校準(zhǔn)時，應(yīng)考慮周圍環(huán)境的溫度、濕度、磁場和外部振動，以確保液體流量計在線校準(zhǔn)的負(fù)面影響最小，還應(yīng)考慮超聲傳輸環(huán)境因素。(3)在線校準(zhǔn)所需的輔助儀器和設(shè)備，任何不符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的輔助設(shè)備都必須及時更換。2.2測量流程及方法(1)管道直徑測量。在傳感器安裝位置周圍的同一截面上測量外徑的n倍，或通過測量周長來計算外徑。(2)壁厚測量。在傳感器安裝位置選取五個點(diǎn)，以使用平均厚度測量工具測量管道壁厚。(3)安裝類型表。在標(biāo)準(zhǔn)表格中輸入先前取得的管參數(shù)，以取得交換器的安裝距離。在安裝的標(biāo)準(zhǔn)表格管道上標(biāo)記傳感器。清洗管壁，準(zhǔn)備作業(yè)，將轉(zhuǎn)換器的排放面粘貼到管壁上，固定轉(zhuǎn)換器，調(diào)試轉(zhuǎn)換器信號。(4)零點(diǎn)控制。檢查可能停止流量的管道上的流量為零。如果不滿足零檢查條件，則必須為標(biāo)準(zhǔn)表設(shè)置動態(tài)零檢查。(5)校準(zhǔn)位置和時間。校準(zhǔn)工作流點(diǎn)是根據(jù)各個校準(zhǔn)站點(diǎn)上的實際條件確定的，并且所有工作流點(diǎn)校準(zhǔn)三次。當(dāng)現(xiàn)場流量無法調(diào)整時，需要隨著時間的推移使用不同的流量點(diǎn)，通?？梢赃x擇大約三個。保存所有校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，包括流量表和類型表的所有指示值。3應(yīng)用超聲流量計時應(yīng)注意的問題3.1選點(diǎn)的問題使用超聲波流量計在線校準(zhǔn)液體流量儀表時，應(yīng)注意選擇點(diǎn)。選取點(diǎn)不符合要求后，管中將顯示湍流和氣泡。確定安裝距離也很重要。通常，安裝距離取決于上游和下游位置。上游的位置必須大于直管直徑的10倍。在下游，必須選取具有統(tǒng)一材料的直段，最多為直管直徑的5倍。3.2管段選取的問題選取測量管時，請確保選取的管段具有足夠的內(nèi)部流體。管道材質(zhì)必須均勻分布，這有助于傳輸超聲波信號。此外，管段中液體的流動直接影響校準(zhǔn)結(jié)果。例如，在垂直管段中，流體流動方向必須是向上的。3.3傳感器安裝在線校準(zhǔn)時，傳感器的安裝對校準(zhǔn)結(jié)果有重要影響，因此校準(zhǔn)人員應(yīng)注意傳感器的安裝。對于“傳感器位置”，選擇管段軸向平面的水平方向和與軸向平面的水平方向成45的角度。在安裝過程中，請避免將其直接安裝在管段的下方或上方，這樣才能避免上部氣泡或下部沉淀等因素對傳感器的正常測量造成影響。如果由于約束而無法在安裝過程中水平安裝傳感器，則必須垂直于水平方向安裝傳感器，如果管段中沒有氣泡，則必須以指定的傾斜角度安裝傳感器。4使用建議(1)為確保超聲波測量管路中流體的平行流動，應(yīng)確保超聲波流量計的前十后五。(2)在條件允許的情況下，可使用多個高精度流量計進(jìn)行比較測試，消除單流量計引起的系統(tǒng)誤差，或通過改變發(fā)射機(jī)的安裝位置，對同一管線進(jìn)行重復(fù)測量檢查，提高測量精度。(3)視超聲波換能器、傳感器和管道之間耦合材料的耐溫性而定，高溫介質(zhì)流量測量可能存在較大誤差。在這種情況下，應(yīng)避免使用超聲波流量計。(4)現(xiàn)場目前安裝的大部分測量裝置的標(biāo)稱精度為1.0甚至0.5，但流量計的出廠校準(zhǔn)精度與現(xiàn)場使用的精度不同。例如，出廠校準(zhǔn)的電磁流量計為0.5，安裝在現(xiàn)場環(huán)境中，受安裝位置、環(huán)境狀態(tài)、環(huán)境溫度和濕度、電磁干擾等各種因素的影響，將導(dǎo)致更多的誤差，只能通過在線校準(zhǔn)來發(fā)現(xiàn)和糾正。結(jié)束語總之，超聲波流量計在液體流量儀表在線校準(zhǔn)中的使用大大提高了校準(zhǔn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，但校準(zhǔn)過程仍然受到諸多因素的影響，需要考慮的問題很多，需要校準(zhǔn)人員繼續(xù)研究探索。Reference：[1]李長武，張東飛，袁明，等.液體流量儀表在線校準(zhǔn)方法研究[J].中國測試，2009（5）.[2]黃翠芬，李淑愛.流量儀表的現(xiàn)場校準(zhǔn)[G]//2012全國流量測量學(xué)術(shù)交流會論文集，2012.[3]李長武，陳平，袁明，等.液體流量儀表在線校準(zhǔn)方法及趨勢[J].計量技術(shù)，2009（4）.[4]易春來