一、概述
流量計在出廠之前需按檢定規(guī)程進行檢定。有些種類流量計,如渦街流量計、電磁流量計、渦輪流量計、科氏力質量流量計等還須在流量標準裝置上通入校準流體,對被檢表進行逐臺校準,校準有時也稱對刻度進行標定。但是出廠檢定合格的流量計安裝到使用現(xiàn)場后,一般還得經(jīng)過使用環(huán)節(jié)的實踐考驗,才算真正“合格”,這一環(huán)節(jié)就是交工驗收時對流量計示值準確性的現(xiàn)場驗證。將這項工作稱作“驗證”,是因為它不同于檢定?!皺z定”這個術語在國家標準中的定義是“查明或確認計量器具是否符合法定要求的程序,它包括檢查、加標記和(或)出具檢定證書”。很明顯,對于流量計,檢定是對某臺器具所進行的工作。而一臺流量計安裝到使用現(xiàn)場后,往往還要同其他相關聯(lián)的儀表(如二次表)配套,連同被測對象一起組成流量測量系統(tǒng),并在特定的使用環(huán)境中運行。一個流量測量系統(tǒng)中所包含的各臺計量器具可能全部是合格的,但組成一個流量測量系統(tǒng)卻可能不合格,因為器具選型不當,量程選擇不當,器具之間匹配不合適,安裝不合理,環(huán)境惡劣使器具不能適應,測量對象對器具測量范圍度要求太高等原因,都會造成系統(tǒng)誤差太大。所以,這里所說的驗證是對為一個具體的對象服務的在一個特定的環(huán)境中運行的測量系統(tǒng)而言。一套流量計在某個特定的環(huán)境中運行可能不“合格”,而換一個環(huán)境可能是“合格”的。對這一對象服務可能不“合格”,改作為另一對象服務可能又是“合格”的。因此,驗證不能脫離具體的系統(tǒng)、具體的對象、具體的環(huán)境。
“比對”這個術語在《計量辭典》中的定義是“在規(guī)定條件下,對相同準確度等級的同類基準、標準,或工作用計量器具之間的量值進行比較”??磥碛帽葘泶憩F(xiàn)場的驗證工作也不完全合適,因為現(xiàn)場驗證有些是在相同準確度等級的測量系統(tǒng)之間進行比較,而有的卻不是?!膀炞C”一詞在GB/T 6583-1994中定義為“通過檢查和提供客觀證據(jù)表明規(guī)定要求已經(jīng)滿足的認可”。這雖是質量管理和質量保證標準中的術語,將其借用到測量系統(tǒng)的質量管理,基本上也合用。
下面介紹常用的現(xiàn)場驗證方法。
二、流量測量系統(tǒng)的現(xiàn)場校驗
在使用現(xiàn)場對流量測量系統(tǒng)進行校驗,一般包括零點校驗和零點以外的示值校驗,通常似乎先進行零點校驗,在零點正常后,如果有條件才進行零點之外其他點的示值校驗。如果零點不正常,一般應先查找原因,經(jīng)處理使之正常后再進行其他點的示值校驗。
(1)流量測量系統(tǒng)零點的校驗。
在使用現(xiàn)場對流量測量系統(tǒng)的零點進行校驗同在實驗室中進行校驗方法沒有什么不同,都是使流過流量計的流量為零,然后讀取流量表的示值。只是使用現(xiàn)場條件沒有實驗室理想,有較多不利因素。
經(jīng)驗豐富的工程監(jiān)理人員或驗收人員在流量計啟用前對其檢查驗收時都要檢查一下流量計的零點示值,因為此項校驗最容易實施,也最為重要。
在校驗時流量計既不能無中生有,也不能指向負值。校零時需注意如下各點。
①保證流過流量計的流體流量確實為零。這是流量計校零的基礎?,F(xiàn)場使用一段時間的切斷閥關閉后能做到無內(nèi)泄者不是很多。所以校對零點時,需確認這一點,才能避免弄巧成拙。
②在流量計測量通道中必須充滿被測介質。這一點對于電磁流量計尤為重要。因為大多數(shù)電磁流量計在空管時都會指向滿度值,這是由于測量管空管時,電極之間開路,使示值超過滿度。
③小信號切除問題。對于以模擬信號輸出的流量計,由于模擬電路難免有些漂移,導致零點出現(xiàn)微小的偏移。通常用小信號切除的方法予以解決,這一方法也有缺點,因為切除點以下的小流量信號也一起被切除了,所以切除點不能定得太高。在流量儀表普遍實現(xiàn)可編程后,切除點可根據(jù)需要任意設定,為解決這一困難提供了有效的手段。但應注意,有些變送器(例如差壓變送器)由于安裝位置有一定的傾斜,或因承受機械應力,導致零點漂移,不能用小信號切除的方法解決,只能用零點校準的方法解決。
渦街流量計測量液體,管中充滿著的液體,包圍在傳感器周圍,具有良好的阻尼。若測量管中充的是氣體,由于氣體的密度和黏度均比液體小得多,阻尼特性較差,管道或廠房的振動,甚至周圍空氣較強烈的振動,都會導致儀表示值的“無中生有”。
④振動對渦街流量計零點的影響。渦街流量計在測量管充滿被測介質時,如果零點示值偏高,也即存在“無中生有”的現(xiàn)象,一般都可通過噪聲平衡調(diào)整和觸發(fā)電平調(diào)整使輸出回零。但若安裝現(xiàn)場振動較嚴重,往往無法用儀表調(diào)整的方法解決問題,因為將觸發(fā)電平調(diào)得太高,或將放大器增益調(diào)得太小,必將導致提高可測最小流量值,甚至在流量較大時渦街所產(chǎn)生的信號仍低于觸發(fā)門檻值,而被當作噪聲予以濾除。這時就得另想辦法,例如減小振動,換上耐振性更佳的儀表等。
⑤渦街流量計在零流量時易引入干擾。渦街流量計校零時容易接受外界干擾的主要原因是因為其傳感器前置放大器的變增益特性。以壓電傳感器為例,由于傳感器的輸出幅值同流過測量管的流速的平方成正比,流速越高,傳感器的輸出幅值越大;反之,輸出幅值就小。微弱的信號送入渦街流量計的前置放大器,該放大器為了將幅值懸殊的頻率信號放大到幅值近似相等的信號,采用了變增益放大器,即流速高時輸入頻率高,增益小,流速低時輸入頻率低,增益大,當然,輸入頻率為零時,增益最大,這時,各種干擾也一視同仁被放大了很多倍數(shù),而高于觸發(fā)器的門檻值,最終被當作信號送到輸出端。
(2)流量測量系統(tǒng)的示值校驗、流量測量系統(tǒng)的零點示值校驗實施起來較容易,因為使流過流量計的流量為零,比較容易實現(xiàn)。本節(jié)所述的校驗是零點之外其他點示值的校驗。
①校驗前的準備工作。要對流量測量系統(tǒng)示值進行現(xiàn)場校驗需具備必要的條件。如圖6.17所示,要預留校驗口和切斷閥,在儀表安裝時就已設置好。如果只設置出料校驗口,則只能用流量計實際被測流體校驗;如果既裝設了出料校驗口又裝設了進料校驗口,就也可用其他合適的流體校驗。

②用容積法進行校驗。用容積法對被校表進行校驗,其管道連接如圖6.17所示。適用于液體流量校驗,流量校驗點一般取被校流量計常用流量,可在不影響生產(chǎn)操作的情況下實施校驗。標準容器的容量不應小于1min的輸送量。
流量計的誤差按下式計算,即:
上面的算式是檢定規(guī)程中規(guī)定的完整公式,由于現(xiàn)場校驗受條件的限制,標準器和操作要全面達到規(guī)程的要求還有困難,因此,溫度和壓力的修正也往往被簡化了。
用標準容器在現(xiàn)場對被校表進行校驗,校驗點(瞬時流量值)要做到高是困難的,達到60m3/h的例子已不多見。因為流量越大,困難越多,如動力、標準容器的搬移、場地、操作以及校準液的回收等。
當流量更大時,可利用現(xiàn)場現(xiàn)成的水池、槽、罐等代替標準容器,用一段時間內(nèi)容器中液位的變化計算容積值,然后同流過流量計的總量進行比較。但是計算時,容積值的計算不能以竣工圖數(shù)據(jù)為準,須實測,容器上入孔、法蘭口、內(nèi)件的影響都要扣除,閥門不能泄漏,旁路管道流出流入的量要特別注意。
還要說明一點,這里所說的槽、罐等容器可能已作量值傳遞,并取得“容量計量檢定證書”,可具有明確的精確度;但若這些計量容器不符合規(guī)程規(guī)定的要求,未能作法定檢定,就不能作為流量儀表高一級的標準容器,或容器精確度不夠(如作標準容器用的水池精確度低),因此不能稱作校驗,更談不上校準或檢定,只能稱“比對”或“驗證”。即使圖6.17所示的標準容器是已經(jīng)取得檢定證書的精確度很高的標準容器,由于現(xiàn)場使用的切換機構和計時系統(tǒng)不夠完善,難以獲得較高的系統(tǒng)精確度,所以這樣的操作也只能稱得上“比對”或“驗證”。
③用稱量法進行校驗。用稱量法對被校表進行現(xiàn)場校驗,其管路連接如圖6.18所示。


稱量法在現(xiàn)場校驗中比容積法用得多,原因是標準秤比標準容器容易得到,靈活性也更大。
④用標準表法進行校驗。上面所述的容積法和稱量法只能用液體進行校驗,而標準表法既適用于液體又適用于氣體。用標準表法進行現(xiàn)場校驗,流程如圖6.19所示。
