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论大口径流量计的在线检测
2011-11-18 09:27:11 来源：
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一、前言
目前，供水行业在线使用的大口径流量计大多由于不能停止供水及不方便拆卸等原因难以做到按期进行周期检定。而大口径流量计又往往是供水行业用于贸易结算的计量器具，它们属于国家列入强检目录的计量器具，其准确性直接关系到供求双方的经济利益。因此大口径流量计的在线检测是供水行业亟待解决的一个技术问题。
超声波流量计根据其测量原理和安装方式的不同有多种形式。按原理分类常见的有传播速度差法和多普勒法两种，供水行业绝大多数选用传播速度差法；按安装形式分类常见的有外夹式、插入式和管段式；外夹式按使用情况又分为便携式和固定式两种。
采用超声波流量计测量流量的方法在发达国家已得到了广泛的应用。我国从２０世纪６０年代开始超声波流量计的研究工作，到８０年代取得实质性成果，技术上也已经成熟。外夹便携式超声波流量计是目前最适合用于大口径流量计在线检测的流量仪表。
二、论大口径流量计的在线检测 选用超声波流量计实现大口径流量计在线检测
选用性能较好的外夹便携式超声波流量计作为大口径流量计的在线检测仪表，有着其它流量仪表所无法比拟的优点：（１）可实现不断流测量，设备便于携带，安装方便；（２）外卡式探头，不干扰流场，无压力损失；（３）仪表无可动及易损部件，稳定性好；（４）适用范围广，可用于各种类型流量计的在线检测；（５）适应性强，可用于不同管径的检测；（６）标准表价格基本与所测管径无关，性价比高。
然而超声波流量计测流也存在不少缺点：（１）要求准确知道管道参数，而现场实际情况又难以确定；（２）做为标准表要求有较理想的管道安装条件；（３）人为因素对测量的影响较大，对操作人员要求很高；（４）现场流量不易调控，很难实现全量程测试。
根据我们的经验，选用外夹便携式超声波流量计作为大口径流量计的在线检测仪表时，须严格控制以下几点以保证其在线检测时的准确度。
１．在线检测前的准备工作
１ 现场工况条件的了解
超声波流量计在线检测的准确与否与使用者对现场工况的了解有着非常密切的关系，检测人员开始检测前，应首先确定以下信息：标准表的安装是否能满足其前、后直管段的要求，一般情况下至少为前１０Ｄ后５Ｄ，具体要以前方及后方阻力件的形式与状态为主要考虑因素；被检管线的材质、管外径、管壁厚、管内衬里的材质及厚度、管内介质、介质温度等相关量的准确数值，要求在检测现场测量核实以确保测量准确度；现场工况的常用流量点，以便针对用户常用流量点进行检测，提高在线检测的准确性。
２ 标准表的准备工作
选用超声波流量计进行在线检测的基本原理为标准表比对法，因此超声波流量计应首先在国家法定计量检定机构进行检定，并取得有效的检定证书。
２．在线检测工作
这是个技术性和经验性要求都很强的工作，特别要求工作人员要本着科学的态度去进行在线检测工作。
简单地讲就是要根据现场工况条件科学地确定标准表的安装位置，不能图省事勉强凑合。将经过现场测量核实的工况参数输入流量计并检查信号接收情况，确认工作正常后，方可开始检测；检测时根据现场工况条件确定不同的流量点，并分别同时采集标准表和被检流量计的流量示值从而确定被检流量计的示值误差。换能器无论采用哪种安装方式，都应采用科学的安装技术确保传感器的安装精度，尽可能减少使用环境和安装对其测量准确度的影响。
三、目前大口径流量计在线检测工作的开展情况
国家水大流量计量站作为国家级法定计量检定机构，负责水大流量计量器具的检定，开展水大流量计量检测手段和检定方法的研究，负责水大流量计量的技术仲裁。
近年来，我站一直致力于大口径流量计在线检测技术的研究，采用标准表比对法进行大口径流量计在线检测取得了一定的进展。已接受过全国数十家单位的委托开展大口径流量计的在线检测，一些单位已按周期进行了多次测试，取得了很好的效果。
１９９９年１月受四川自贡质量技术监督局的委托，我站采用超声波流量计作为标准表经试验室检定后对自贡市供水事务管理处的一台电磁流量计进行了在线检定，协助用户在现场建立了公正计量站。
２０００年３月，我站受大庆石油管理局供水公司委托，采用超声波流量计作为标准表，经试验室检定后对其在现场使用无法拆除的两台电磁流量计进行了在线检定，取得了令双方都较为满意的结果。
２０００年１０月，我站受浙江省仙居县质量技术监督局的委托，对浙江省仙居县供水公司与自来水厂用于结算的一台ＤＮ８００电磁流量计采用超声波流量计作为标准表进行了在线检定，与浙江省仙居县质量技术监督局一起协助供水公司与水厂建立了对该流量计施行双方共管的制度，解决了供水公司与水厂的矛盾纠纷。
２００２年３月，我站受深圳市龙岗区水务局的委托，采用超声波流量计作为标准表经试验室检定后对深圳市龙岗区龙口水库管理处的两台电磁流量计进行了现场测试，协助用户完成了结算双方对该流量计施行双方共管的工作。
２００４年３月，我站受成都热电厂和都江堰管理局的委托，对成都热电厂取水泵站的取水量按双方协商的运行方式采用超声波流量计进行了现场测试，为用户带来了良好的的经济效益。
四、论大口径流量计的在线检测 结论
试验结果表明：外夹便携式超声波流量计在理想条件下，其试验室实流标定准确度可以达到０．５％，考虑到现场管道参数的不确定因素，现场测流的准确度基本可以达到１．０％，这样从技术和量传角度上讲，用性能较好的外夹便携式超声波流量计就可以对２．０级以下的在线流量计进行校准或检定。
目前在线使用的大口径流量计大多为电磁流量计，其准确度一般都可达０．５级，按量值传递的原则是无法用超声波流量计进行在线校准或检定的。我们建议大家用“名义降级”的方法来解决这一难题，因为绝大多数按２．０级进行校准或检定合格的０．５级大口径电磁流量计并不因为“名义降级”而失去其原有的计量性能，只不过受现场检测条件的制约，校准或检定的不确定度大了一些。比起花费大量的人力物力拆表送检可谓利大于弊，而且在线检测还可以验证现场管道条件对流量计的影响，这是送检无法解决的一个问题。正所谓退一步海阔天空。
流量计最重要的是看其产品可*性与正确使用的条件能否满足，盲目追求名义上的“高精度”而忽视使用效果是不科学不经济的。
根据我们开展在线检测的经验，我们建议新建大口径管线应在系统设计时配置标准测量管段以利于以后对大口径流量计实现在线检测。标准测量管段的安装应以满足超声波流量计对前后直管段的要求为前提，注意应保证液体充满测量管道。
对原有的旧管线，可在被测管线上选取一段条件较好满足超声波流量计使用条件的测量点安装标准表。使用经国家授权的计量站检定的超声波流量计作为标准表进行在线比对，从而确定被测流量计的计量准确性。
使用外夹便携式超声波流量计进行大口径流量计在线检测是较为可行的方法，大家应该注意的是：流量计是国家实行法制管理的计量器具，按其使用场合不同分为强制检定和非强制检定两种，供水行业用于贸易结算的流量计属强制检定的计量器具，其检定应按照国家相关的计量检定规程由法定计量检定机构实施；供水行业用于内部核算的流量计属非强制检定的计量器具，使用者只须按照量传原则进行科学的校准即可。
目前我国尚没有明确的可用于指导大口径流量计在线检定的计量法规，新的超声波流量计检定规程正在制订过程中，有望在新的检定规程中为大口径流量计在线检定开拓出一个可供借鉴与参考的有效途径..!
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