一、大口徑水流量計在線(xiàn)檢定的必要性及檢定方法和標準表選型

　　在水庫供水和自來(lái)水公司供水中大量使用的是公稱(chēng)口徑大于DN300的大口徑水流量計，此類(lèi)流量計用于貿易結算，涉及的數量和金額巨大，根據《計量法》的規定，對其必須進(jìn)行強制檢定。由于大口徑水流量計多數是電磁流量計或插入式超聲波流量計，儀表結構大都為法蘭連接或者是插入管道，只在停流時(shí)才允許拆卸，且拆裝和運輸送檢十分麻煩；另一方面，此類(lèi)流量計的現場(chǎng)工作條件與實(shí)驗室校驗的工作條件相差很大，流量計準確度偏離無(wú)法確定。因此，在線(xiàn)檢定大口徑水流量計十分必要。

　　由于大口徑水流量計的測量流量非常大，例如DN500的管道常用流量在(350～1400)m³/h之間，除非現場(chǎng)有標定好的水池，否則現場(chǎng)采用容積法檢定大口徑水流量計不現實(shí)。因此，在線(xiàn)檢定的最好方法是采用標準表法，用直接比較法對被檢流量計進(jìn)行檢定。

　　標準表的選型在整個(gè)檢定過(guò)程中十分重要，根據現場(chǎng)在線(xiàn)檢定的要求，選用的標準表必須具有準確度高、穩定性好、量程寬、不用破管、安裝盡量簡(jiǎn)便等特點(diǎn)。在眾多類(lèi)型的流量計中，只有便攜式超聲波流量計的換能器安裝是采用外夾式，且無(wú)需停流截管，只要在已設管道外部安裝換能器即可。這個(gè)特點(diǎn)是其他流量計無(wú)法比擬的，非接觸測量為在線(xiàn)檢定大口徑水流量計提供了可能。

　　隨著(zhù)超聲波技術(shù)的發(fā)展，康創(chuàng )超聲波便攜式流量計以其準確度高、穩定性好、量程范圍廣、適合各種口徑和材質(zhì)的管道、不用破管、無(wú)壓力損失等特點(diǎn)具備了作為標準表的可能。因此，我們選用型號為1010WP的便攜式超聲波流量計作為標準表送到國家水大流量計量站進(jìn)行量值溯源，經(jīng)檢定合格后，可以作為1.0級標準表對下一級大口徑水流量計進(jìn)行量值傳遞。

　　根據2004年我院流量室對72臺不同口徑流量計的檢定結果統計:DN300以上口徑流量計有56臺，占80.56%，以被檢流量計準確度等級3.0級為合格計算，一次檢定合格只有19臺，合格率僅為26.39%，而其中參數設置錯誤而產(chǎn)生較大誤差的有22臺，占總數的30.56%。因只有到現場(chǎng)檢定才能調整被檢流量計的錯誤參數設置，從而減少了人為誤差。    

　　二、大口徑水流量計在線(xiàn)檢定注意事項

　　1.觀(guān)察被檢流量計的安裝位置，正確選擇標準流量計的安裝位置
　　雖然對各種流量計的現場(chǎng)安裝有明確要求，例如有足夠長(cháng)的直管段等，但在實(shí)際應用中，現場(chǎng)條件達不到安裝要求的情況很普遍，受現場(chǎng)安裝條件所限，直管段不夠長(cháng)，閥門(mén)、彎頭和泵離流量計太近，流量計口徑和管道口徑不一致等原因而引起的誤差很大。因此，很多情況下被檢流量計已經(jīng)不可能達到實(shí)驗室的標定準確度，這就是我們在檢定中發(fā)現的被檢流量計實(shí)際檢定誤差比實(shí)驗室標定誤差大很多的原因?，F場(chǎng)實(shí)流標定也因此而變得更加重要。

　　標準流量計的正確安裝位置:遠離上游、下游擾動(dòng)源，避免最有害的漩渦，換能器應裝在上游直管段為10D，下游直管段為5D的位置。上游擾動(dòng)源有螺線(xiàn)式焊縫管和各類(lèi)阻流管件，例如彎頭、異形管、支管和閥。上游擾動(dòng)源會(huì )引起流速分布畸變和旋轉流。下游側的擾動(dòng)(如彎管閥門(mén)等形成的擾動(dòng))會(huì )上溯傳播，影響達幾倍管徑長(cháng)度的距離。當上游存在泵、閥等設備時(shí)，直管段的長(cháng)度最好為30D。

　　2.正確設置標準流量計和被檢流量計的管道測量參數
　　現場(chǎng)管道情況十分復雜，不一定是標準管，但是被檢流量計的安裝多數未能實(shí)測現場(chǎng)管道參數，習慣按標準管安裝。由于管道參數設置的不正確會(huì )給被檢流量計帶來(lái)很大的誤差，因此，現場(chǎng)實(shí)測管道參數十分必要。
　　輸入正確的管道參數，用外徑尺實(shí)測現場(chǎng)管道的外徑,外徑測量誤差為±1mm；用超聲波測厚儀實(shí)測管道壁厚，測量誤差為±0.1mm。選擇輸入正確的管道材料，特別注意管道是否有里襯或結垢現象，如有，輸入里襯參數(1～2)mm。
　　檢查被測流量計的參數，如果原管道參數與實(shí)際測量參數不符，輸入實(shí)測參數，防止不必要的人為誤差的產(chǎn)生。

　　3.標準流量計的換能器安裝盡量采用如圖1所示的V型法安裝
    

    圖1  V型法安裝

　　用V型法安裝增加聲程一倍，可提高測量準確度。此外，用V型法安裝時(shí)，兩個(gè)換能器裝在一個(gè)夾具的滑軌上，很容易實(shí)現兩個(gè)換能器安裝在管道的中心線(xiàn)上，能盡量保證聲程在管徑平面上。而用Z型法安裝，兩側相對安裝的換能器不易實(shí)現聲程在管徑平面上，容易帶來(lái)測量誤差。

　　4.管道內壁結垢嚴重
　　標準流量計的換能器V型法安裝找不到信號時(shí)，請采取如圖2所示Z型法安裝換能器。
    

    圖2  Z型法安裝

　　5.消除零點(diǎn)漂移
　　采用聲學(xué)性能較好的黃油或凡士林作為換能器的耦合劑，標準流量計測量流量信號時(shí)采用靜態(tài)調零或動(dòng)態(tài)調零，消除零點(diǎn)漂移。

　　6.檢查標準流量計的聲速顯示值和信號值
　　如果聲速顯示值和實(shí)際水溫聲速相差較大，請再次檢查管道參數的設置，多數原因是管道參數設置和實(shí)際管道參數不符而產(chǎn)生測量誤差。如果信號值太弱，再次檢查換能器的安裝是否正確；如果出現異常信號，檢查周?chē)欠翊嬖诟蓴_源，避開(kāi)強磁場(chǎng)和震動(dòng)干擾。

　　7.在檢定過(guò)程中，管道流速應不低于0.2m/s
　　總之，嚴格按照流量計使用說(shuō)明書(shū)進(jìn)行正確安裝，盡量避免由于人為誤操作而產(chǎn)生的不必要的誤差。
　　以超聲波流量計作為標準表進(jìn)行量值傳遞，不僅實(shí)現了對大口徑水流量計的周期檢定，也減輕了企業(yè)的送檢費用，保護了取、用水雙方的利益，最大限度地量化了水資源的有償使用，科學(xué)合理地保護了水資源。
　　作者單位【云南省計量測試技術(shù)研究院】