利用超聲流量計(jì)實(shí)現(xiàn)大口徑管道流量在線檢定方法

超聲波流量計(jì)因?yàn)槠錅y(cè)量原理的特點(diǎn)，特別適合測(cè)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(yīng)用，測(cè)量的效果非常好。由于超聲波流量計(jì)在經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的使用后，必然會(huì)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(jìn)行檢定。這種情況下，因?yàn)檎５纳a(chǎn)工作不能被打斷，就需要有一種在線檢定的方法對(duì)儀表進(jìn)行校正。本文就是針對(duì)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(duì)于在不影響正常供水的條件下，利用超聲波水流量計(jì)，來(lái)有效提高水計(jì)量?jī)x表精度以及有效解決大口徑水流量計(jì)校準(zhǔn)等問(wèn)題上意義重大。



通過(guò)檢測(cè)流體流動(dòng)對(duì)超聲脈沖作用對(duì)流動(dòng)的液體流量進(jìn)行測(cè)量的儀表稱(chēng)之為超聲流量計(jì)，潤(rùn)中儀表科技有限公司生產(chǎn)的RZ-1158C外夾式超聲波流量計(jì)即為這種類(lèi)型流量計(jì)的典型產(chǎn)品。與電磁流量計(jì)相同，超聲流量計(jì)屬于無(wú)阻礙流量計(jì)，因其儀表流通通道中不存在任何阻礙件(節(jié)流裝置)，該類(lèi)流量計(jì)適用于解決測(cè)量流量困難等問(wèn)題，特別是在測(cè)量大口徑流量方面具有十分突出的優(yōu)勢(shì)。
超聲流量計(jì)是由安裝于測(cè)量管道上的轉(zhuǎn)換器和超聲換能器兩組關(guān)鍵部件構(gòu)成。超聲波流量計(jì)作為大口徑管線在線校準(zhǔn)儀表，與其它儀表相比，具有著明顯優(yōu)勢(shì)：1）超聲波流量計(jì)穩(wěn)定性好、維修率低，不存在可動(dòng)部件；2）無(wú)壓力損失量，不會(huì)對(duì)流動(dòng)形成阻礙；3）便于安裝、攜帶等；4）可進(jìn)行管外安裝校準(zhǔn)，前提是在不會(huì)對(duì)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(jì)量中、在市政行業(yè)污水、中水、自來(lái)水、原水的計(jì)量中，都廣泛應(yīng)用了各種超聲流量計(jì)。超聲流量計(jì)在確保測(cè)量準(zhǔn)確度的基礎(chǔ)上，有效提升了管網(wǎng)輸水效率。超聲流量計(jì)還具有準(zhǔn)確測(cè)量、在線標(biāo)定、現(xiàn)場(chǎng)安裝、大口徑等特點(diǎn)。
　　
一、在線檢定事項(xiàng)及正確的步驟
　　1.1 正確安裝流量計(jì)
　　在實(shí)際安裝過(guò)程中，由于現(xiàn)場(chǎng)條件的限制，常會(huì)遇到管道口和流量計(jì)口徑不符、泵、彎頭、閥門(mén)距離流量計(jì)太近、直管段長(zhǎng)度不夠等問(wèn)題，因此就容易導(dǎo)致誤差的產(chǎn)生。與實(shí)驗(yàn)室標(biāo)定誤差相比，檢定中被檢流量計(jì)實(shí)際誤差要大，就是這個(gè)原因所致。因此，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)流標(biāo)定是非常重要的。在此，介紹正確安裝標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)位置，在進(jìn)行安裝時(shí)，應(yīng)避開(kāi)有害漩渦，與下游、上游擾動(dòng)源保持一定距離，上游擾動(dòng)源有如閥、支管、異形管、彎頭等各類(lèi)阻流關(guān)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(dòng)源會(huì)引發(fā)旋轉(zhuǎn)流和流速分布畸變。如彎管閥門(mén)等因素形成的下游擾動(dòng)會(huì)引發(fā)上溯傳播。而當(dāng)閥、泵等設(shè)備存在于上游時(shí)，建議設(shè)置直管段長(zhǎng)度30D為宜。
　　1.2 管道測(cè)量參數(shù)的正確設(shè)置
　　若未正確設(shè)置管道參數(shù)，則會(huì)使被檢流量計(jì)產(chǎn)生極大誤差?，F(xiàn)場(chǎng)管道外徑可采用外徑尺進(jìn)行實(shí)測(cè)，并將正確的管道參數(shù)輸入，±1毫米是允許范圍內(nèi)的測(cè)量誤差。管道壁厚采用超聲波測(cè)厚儀進(jìn)行實(shí)測(cè)，±0.1毫米是允許范圍內(nèi)的測(cè)量誤差。留意管道內(nèi)是否存在結(jié)垢或里襯的現(xiàn)象，若有，應(yīng)將里襯參數(shù)正確輸入，注意對(duì)輸入正確管道材料的選擇。對(duì)被測(cè)流量計(jì)的參數(shù)進(jìn)行檢查，若發(fā)生實(shí)際測(cè)量參數(shù)與原管道參數(shù)不相符的情況時(shí)，為了預(yù)防誤差的產(chǎn)生，應(yīng)將實(shí)測(cè)參數(shù)正確輸入。
　　1.3 檢查信號(hào)值及聲速顯示值
　　若實(shí)際水溫聲速與聲速顯示值相差較大，原因?yàn)閷?shí)際管道參數(shù)與管道參數(shù)設(shè)置不符所致，應(yīng)重新檢查管道參數(shù)的設(shè)置。如果產(chǎn)生異常信號(hào)，應(yīng)盡量避開(kāi)振動(dòng)干擾和強(qiáng)磁場(chǎng)，并對(duì)其周?chē)欠翊嬖诟蓴_源進(jìn)行檢查。若信號(hào)值偏弱，應(yīng)對(duì)換能器安裝正確與否進(jìn)行重新檢查。
　　1.4 去除零點(diǎn)漂移
　　為將零點(diǎn)漂移消除，換能器的耦合劑可采用聲學(xué)性能較好的凡士林或黃油代替；采用動(dòng)態(tài)調(diào)零或靜態(tài)調(diào)零作為標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)對(duì)流量信號(hào)進(jìn)行測(cè)量。
　　


二、在線檢定方法優(yōu)劣比較
　　在自來(lái)水公司供水及水庫(kù)供水中，口徑超過(guò)DN300大口徑水流量計(jì)為最常使用的流量計(jì)。因多數(shù)大口徑水流量計(jì)為插入式超聲波流量計(jì)或者電磁流量計(jì)，因此，插入管道或者法蘭連接等方式的連接為儀表的結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)的儀表送檢、運(yùn)輸、以及拆裝過(guò)程較為繁瑣，且僅在停流時(shí)，才能夠拆卸。除此之外，該流量計(jì)的實(shí)驗(yàn)室校驗(yàn)的工作條件間與現(xiàn)場(chǎng)工作條件相差較大，因此無(wú)法確定流量計(jì)準(zhǔn)確度偏離。采用溶劑法對(duì)大口徑水流量計(jì)進(jìn)行檢定是不現(xiàn)實(shí)的，因此大口徑水流量計(jì)的測(cè)量流量相當(dāng)大，當(dāng)然，現(xiàn)象具備標(biāo)定好的水池除外。所以，可采用直接比較法來(lái)檢定被檢流量計(jì)，且標(biāo)準(zhǔn)表法是最好的在線檢定方法。
　　在整體檢定過(guò)程中，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)在線檢定的標(biāo)準(zhǔn)、要求，標(biāo)準(zhǔn)表的選型是非常重要的，要根據(jù)安裝盡量簡(jiǎn)便、不用破管、寬量程、穩(wěn)定性好、準(zhǔn)確度高等特點(diǎn)，來(lái)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)表的選用。流量計(jì)的類(lèi)型多種多樣，安裝便攜式超聲波流量計(jì)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(jì)不同，該換能器僅需安裝與已設(shè)管道外部即可。與其他流量計(jì)相比，該換能器為在線檢定大口徑水流量計(jì)奠定了基礎(chǔ)。超聲流量計(jì)在確保測(cè)量準(zhǔn)確度的基礎(chǔ)上，有效提升了管網(wǎng)輸水效率。超聲流量計(jì)還具有準(zhǔn)確測(cè)量、在線標(biāo)定、現(xiàn)場(chǎng)安裝、大口徑等特點(diǎn)。隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷推進(jìn)，也促進(jìn)了超聲波技術(shù)的發(fā)展，具備了無(wú)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(zhǔn)確度高等特點(diǎn)的超聲波便攜式流量計(jì)作為標(biāo)準(zhǔn)表的可能。因此，在對(duì)大口徑水流量計(jì)進(jìn)行量值傳遞時(shí)應(yīng)用超聲流量計(jì)為最佳選擇。
　　
三、 超聲波流量計(jì)在生產(chǎn)中的作用
與電磁流量計(jì)一樣，超聲流量計(jì)屬于無(wú)阻礙流量計(jì)，因其儀表流通通道中不存在任何阻礙件，該類(lèi)流量計(jì)適用于解決測(cè)量流量困難等問(wèn)題，尤其在測(cè)量大口徑流量方面具有十分突出的優(yōu)勢(shì)。作為標(biāo)準(zhǔn)表傳遞量值可采用超聲波流量計(jì)，不僅合理、科學(xué)地保護(hù)水資源、極大程度上量化水資源有償使用，同時(shí)也保護(hù)了用取水雙方的利益，減輕了企業(yè)送檢費(fèi)用，從而使周期檢定大口徑水流量計(jì)成為現(xiàn)實(shí)。