液體流量?jī)x表在線校準(zhǔn)措施

張 淞

（廣西壯族自治區(qū)計(jì)量檢測(cè)研究院，廣西壯族自治區(qū) 南寧 530007）

液體流量?jī)x表是當(dāng)今流體計(jì)量領(lǐng)域中最為常用的一種檢測(cè)儀表，此類儀表的合理應(yīng)用對(duì)于被測(cè)液體的生產(chǎn)效率提升、產(chǎn)品質(zhì)量保障等都具有直接影響。而在此類儀表的具體應(yīng)用中，在線校準(zhǔn)是一個(gè)不可或缺的技術(shù)流程?；诖?，相關(guān)單位與工作人員一定要采取合理的措施做好在線校準(zhǔn)工作。通過(guò)這樣的方式，才可以確保液體流量?jī)x表的在線校準(zhǔn)效果，提升其測(cè)量精度。

1 液體流量?jī)x表概述

液體流量?jī)x表是對(duì)液體流量進(jìn)行計(jì)量的主要儀表，通過(guò)此類儀表的合理應(yīng)用，可對(duì)桶裝、灌裝液體、裝車(chē)液體、卸車(chē)液體和車(chē)間內(nèi)的液體等做出準(zhǔn)確計(jì)量。目前，液體流量?jī)x表已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到了很多領(lǐng)域的計(jì)量工作中，比如農(nóng)藥計(jì)量、酒精計(jì)量、潤(rùn)滑劑計(jì)量、石油計(jì)量、飲料計(jì)量、釀酒計(jì)量、藥劑計(jì)量、化工腐蝕性液體計(jì)量以及食用油罐裝計(jì)量等，并成為了當(dāng)今液體計(jì)量工作中的一種新型高科技計(jì)量設(shè)備。

2 液體流量?jī)x表的主要在線校準(zhǔn)方法

就目前的液體流量?jī)x表而言，其主要的在線校準(zhǔn)方法有三種：標(biāo)準(zhǔn)容積法、標(biāo)準(zhǔn)表法和質(zhì)量法。以下是對(duì)這三種主要在線校準(zhǔn)方法應(yīng)用措施進(jìn)行的介紹。

2.1 標(biāo)準(zhǔn)容積法

在對(duì)液體流量?jī)x表進(jìn)行在線校準(zhǔn)時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)容積法是一種常用的校準(zhǔn)方法。具體校準(zhǔn)時(shí)，技術(shù)人員需采取以下應(yīng)用策略：①調(diào)節(jié)好液體流量?jī)x表的流量，使其能夠?qū)α髁啃?zhǔn)點(diǎn)做到精確控制。②將液體流量?jī)x表的截止閥關(guān)閉，通過(guò)軟管或活接頭將標(biāo)準(zhǔn)金屬量器連接在液體流量?jī)x表下游出口位置或下游預(yù)留口位置的注液口上。再將液體流量計(jì)截止閥開(kāi)啟，將液體灌入標(biāo)準(zhǔn)金屬量器，液面升至標(biāo)準(zhǔn)金屬量器計(jì)量頸，之后再將截止閥關(guān)閉。③將待校準(zhǔn)的液體流量?jī)x表測(cè)量出的液體流量累計(jì)值和標(biāo)準(zhǔn)金屬量器示值對(duì)比，最終便可對(duì)液體流量?jī)x表具體的誤差值做到精準(zhǔn)明確。對(duì)于誤差超過(guò)允許范圍的液體流量?jī)x表，工作人員只需按測(cè)量出的誤差做好校準(zhǔn)即可。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)表法

對(duì)于液體流量?jī)x表，在具體的在線校準(zhǔn)過(guò)程中，標(biāo)準(zhǔn)表法也十分常用。標(biāo)準(zhǔn)表法主要有以便攜式超聲波流量計(jì)作為標(biāo)準(zhǔn)表和以管道式流量計(jì)作為標(biāo)準(zhǔn)表兩種。其中，以便攜式超聲波流量計(jì)作為標(biāo)準(zhǔn)表的方法因操作簡(jiǎn)單、無(wú)需拆卸被檢流量計(jì)更為常見(jiàn)。在通過(guò)以便攜式超聲波流量計(jì)作為標(biāo)準(zhǔn)表的方法實(shí)施在線校準(zhǔn)時(shí)，主要的應(yīng)用策略包括以下幾項(xiàng)：①將超聲波流量計(jì)串聯(lián)安裝到待校準(zhǔn)液體流量?jī)x表的下游側(cè)或上游側(cè)，并將量具等角分布在臨近外夾形式的超聲波流量計(jì)換能器的同一個(gè)截面上，從而實(shí)現(xiàn)其對(duì)外直徑的準(zhǔn)確測(cè)量。②在安裝外夾形式的超聲波流量計(jì)前，需對(duì)管道厚度做出準(zhǔn)確測(cè)量。對(duì)于無(wú)法測(cè)量出參數(shù)的部分，則應(yīng)按既有的技術(shù)資料結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)的方式來(lái)補(bǔ)全參數(shù)。③將測(cè)量出的管道參數(shù)輸入外夾形式的超聲波流量計(jì)里，以此來(lái)科學(xué)獲取具體的安裝位置，并標(biāo)注好定位線，從而為后續(xù)的安裝工作提供足夠便利。④對(duì)于已經(jīng)完成安裝的位置，工作人員需要做好管壁清理工作，使管道材質(zhì)完全暴露出來(lái)，并做好相應(yīng)的管材打磨處理。在完成上述處理之后，需要將合適的耦合劑涂抹到管材表面，然后在換能器上標(biāo)志出相應(yīng)的對(duì)準(zhǔn)安裝位置。通過(guò)這樣的方式，便可讓超聲波發(fā)射面和超聲波接收面同時(shí)接觸到管壁。⑤通過(guò)緊固件做好換能器固定處理，并按照實(shí)際的應(yīng)用需求做好換能器信號(hào)調(diào)試。通過(guò)外加超聲波流量計(jì)測(cè)量示值和待校準(zhǔn)液體流量計(jì)測(cè)量示值的對(duì)比，便可對(duì)其誤差做出精準(zhǔn)明確，根據(jù)誤差進(jìn)行校準(zhǔn)，便可確保液體流量?jī)x表的檢測(cè)精度。

2.3 質(zhì)量法

在當(dāng)前的液體流量?jī)x表在線校準(zhǔn)中，質(zhì)量法是近十年來(lái)使用越發(fā)廣泛的一種在線校準(zhǔn)方法。質(zhì)量法校準(zhǔn)流程與容積法類似，主要差別在用工作容器、電子秤和密度計(jì)的組合取代了容積法中的標(biāo)準(zhǔn)金屬量器。容積法每次檢測(cè)必須液體灌至標(biāo)準(zhǔn)金屬量器計(jì)量頸才能讀數(shù)，用時(shí)較長(zhǎng)。質(zhì)量法的優(yōu)點(diǎn)是不再受標(biāo)準(zhǔn)金屬量器體積的限制，可以相對(duì)自由的控制單次校準(zhǔn)時(shí)長(zhǎng)，達(dá)到提高檢測(cè)效率的效果。具體校準(zhǔn)時(shí)，技術(shù)人員需要采取以下應(yīng)用策略：①將待校準(zhǔn)的液體流量計(jì)與電子秤上方的工作容器連接，使流量計(jì)中流過(guò)的液體全部進(jìn)入到電子秤上方的工作容器中進(jìn)行質(zhì)量測(cè)量。②待調(diào)試好流量后，將工作容器清空，電子秤去皮，開(kāi)始校準(zhǔn)。③運(yùn)行超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備規(guī)定的單次校準(zhǔn)時(shí)長(zhǎng)后根據(jù)實(shí)際需要停止進(jìn)水。④通過(guò)電子秤測(cè)量出的液體質(zhì)量和密度計(jì)測(cè)量出的液體密度計(jì)算得出液體體積。再將液體流量?jī)x表測(cè)量出的參數(shù)與測(cè)量計(jì)算得到的液體體積進(jìn)行對(duì)比，以此來(lái)計(jì)算液體流量?jī)x表的測(cè)量誤差。⑤看計(jì)算出的誤差是否超出了液體流量?jī)x表的誤差允許范圍，若超出允許范圍，就需要根據(jù)實(shí)際情況做好校準(zhǔn)工作。

3 基于質(zhì)量法的液體流量?jī)x表在線校準(zhǔn)方法應(yīng)用措施

在通過(guò)在線校準(zhǔn)法進(jìn)行液體流量?jī)x表的校準(zhǔn)過(guò)程中，相關(guān)單位與工作人員首先應(yīng)明確所選校準(zhǔn)方法的主要原理，然后再以此為依據(jù)，做好相應(yīng)的準(zhǔn)備工作，并嚴(yán)格按既定的流程來(lái)實(shí)施在線校準(zhǔn)操作，最后再對(duì)在線校準(zhǔn)獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)分析。通過(guò)這樣的方式，便可使液體流量?jī)x表得到有效的在線校準(zhǔn)，在確保其測(cè)量精度的同時(shí)滿足此類儀表在當(dāng)今時(shí)代中的實(shí)際應(yīng)用及其發(fā)展需求。

3.1 主要工作原理

在通過(guò)質(zhì)量法對(duì)液體流量?jī)x表進(jìn)行在線校準(zhǔn)時(shí)，其主要的工作原理是讓待校準(zhǔn)液體流量?jī)x表中通過(guò)的液體直接從管道旁路進(jìn)入質(zhì)量法檢測(cè)裝置，在等待了一段時(shí)間之后，便可對(duì)質(zhì)量法檢測(cè)裝置和液體流量?jī)x表的檢測(cè)參數(shù)進(jìn)行對(duì)比，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的誤差計(jì)算。將具體的誤差計(jì)算結(jié)果作為依據(jù)，便可對(duì)液體流量?jī)x表進(jìn)行合理校準(zhǔn)，以此來(lái)滿足其實(shí)際的測(cè)量精度需求。圖1為基于質(zhì)量法的液體流量?jī)x表在線校準(zhǔn)工作原理示意圖。

圖1 基于質(zhì)量法的液體流量?jī)x表在線校準(zhǔn)工作原理示意圖

3.2 主要準(zhǔn)備工作

在此種校準(zhǔn)模式下，相關(guān)單位與工作人員需要做好以下的幾項(xiàng)準(zhǔn)備工作：①觀察需要校準(zhǔn)的液體流量?jī)x表銘牌，對(duì)其測(cè)量介質(zhì)、測(cè)量范圍和工作電壓等基本參數(shù)做到充分掌握。②在觀察此類儀表的實(shí)際工作環(huán)境時(shí)，工作人員需要對(duì)其流量的瞬時(shí)變化幅度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，看其是否處于規(guī)定的變化范圍，以此來(lái)確定當(dāng)前流場(chǎng)的穩(wěn)定性。③檢查待校準(zhǔn)儀表閥門(mén)的開(kāi)啟和關(guān)閉能否正常進(jìn)行，避免阻滯問(wèn)題的產(chǎn)生。④檢查各個(gè)管道與連接位置，防止出現(xiàn)漏液?jiǎn)栴}。在完成了上述準(zhǔn)備工作之后，才可以正式進(jìn)行液體流量?jī)x表的校準(zhǔn)工作。

3.3 主要校準(zhǔn)流程

在正式開(kāi)展液體流量?jī)x表的在線校準(zhǔn)工作之前，首先需要做好檢漏與預(yù)熱工作，將待校準(zhǔn)的液體流量?jī)x表工作電源直接斷開(kāi)，關(guān)閉好表前閥門(mén)，然后在規(guī)劃好的位置上安裝基于質(zhì)量法的在線校準(zhǔn)裝置（即電子秤）。將電子秤保持在水平狀態(tài)，關(guān)閉表后閥門(mén)以及旁路閥門(mén)。將表前閥門(mén)開(kāi)啟，檢查好每一個(gè)連接位置的實(shí)際情況，避免漏液?jiǎn)栴}產(chǎn)生。讓其他所有閥門(mén)保持不變，之后將表后閥門(mén)開(kāi)啟，對(duì)待校準(zhǔn)的液體流量?jī)x表進(jìn)行預(yù)熱處理，預(yù)熱時(shí)間一般控制為10 min。

具體校準(zhǔn)中，主要的操作步驟包括以下幾個(gè)：①合理調(diào)節(jié)表前閥門(mén)的開(kāi)度，觀察待校準(zhǔn)液體流量?jī)x表中的液體流量，在達(dá)到了指定流量點(diǎn)后，便可關(guān)閉后閥門(mén)。②在檢表累積量到達(dá)靜止之后，工作人員需要對(duì)其累積量做好記錄。③快速、平穩(wěn)地打開(kāi)待校準(zhǔn)液體流量?jī)x表的旁路閥門(mén)，并立即進(jìn)行液體流量計(jì)量，在經(jīng)過(guò)了一段時(shí)間的計(jì)量之后，再關(guān)閉旁路閥門(mén)，并使其保持60 s的靜止時(shí)間。靜止結(jié)束后，工作人員需要對(duì)待校準(zhǔn)的液體流量表做好累積量記錄，并對(duì)記錄下的累積量和標(biāo)準(zhǔn)器具體的變化量做出科學(xué)計(jì)算。④準(zhǔn)確測(cè)量待校準(zhǔn)液體流量?jī)x表工作容量范圍內(nèi)的液體溫度、液體密度、大氣壓以及相對(duì)濕度，并以此為依據(jù)，對(duì)空氣密度做出合理計(jì)算。⑤將上述第②至第④個(gè)操作步驟重復(fù)三次，并對(duì)流量點(diǎn)進(jìn)行校準(zhǔn)處理。通過(guò)這樣的方式，便可使液體流量計(jì)得到有效校準(zhǔn)，從而盡最大限度確保其液體測(cè)量精度，滿足相關(guān)單位的實(shí)際測(cè)量需求。

3.4 校準(zhǔn)數(shù)據(jù)分析

在基于質(zhì)量法的液體流量?jī)x表校準(zhǔn)過(guò)程中，為了使其校準(zhǔn)工作更加符合具體的工作原理，并實(shí)現(xiàn)各個(gè)操作步驟的順利實(shí)施，從而盡最大限度確保儀表的校準(zhǔn)精度，本次研究中，特將某公司的一臺(tái)液體電磁流量計(jì)實(shí)際校準(zhǔn)工作作為實(shí)例，對(duì)基于質(zhì)量法的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。本次校準(zhǔn)項(xiàng)目中，選擇的是上海某公司的DN32液體電磁流量計(jì)，精度為0.5級(jí)，采用質(zhì)量法對(duì)其實(shí)施在線校準(zhǔn)。具體校準(zhǔn)中，根據(jù)實(shí)際要求，共設(shè)置了三個(gè)校準(zhǔn)流量點(diǎn)，分別是12.0 m3/h、9.0 m3/h和3.0 m3/h。將上述的三個(gè)流量值作為基礎(chǔ)，將容量是0.6 m3的工作容器和量程是0～600.0 kg的電子秤作為實(shí)際的流量測(cè)量范圍，采取上述的質(zhì)量法對(duì)每一個(gè)流量點(diǎn)都測(cè)量三次。表1為本次基于質(zhì)量法的液體電磁流量計(jì)在線校準(zhǔn)參數(shù)情況。

表1 本次基于質(zhì)量法的液體電磁流量計(jì)在線校準(zhǔn)參數(shù)情況

其中，12.0 m3/h流量點(diǎn)的測(cè)量重復(fù)性是0.02%；9.0 m3/h流量點(diǎn)的測(cè)量重復(fù)性是0.04%；3.0 m3/h流量點(diǎn)的測(cè)量重復(fù)性是0.08%。根據(jù)JJG1033-2007《電磁流量計(jì)》檢定規(guī)程的相關(guān)規(guī)定，電磁流量計(jì)的重復(fù)性不得超過(guò)相應(yīng)準(zhǔn)確度等級(jí)規(guī)定的最大允許誤差絕對(duì)值的1/3，故該電磁流量計(jì)的測(cè)量重復(fù)性控制在0.167%以內(nèi)即可達(dá)到要求。由此可見(jiàn)，在本次基于質(zhì)量法的液體流量計(jì)在線校準(zhǔn)中，其校準(zhǔn)精度完全符合該流量?jī)x表的實(shí)際應(yīng)用需求，校準(zhǔn)效果十分良好。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，液體流量?jī)x表是當(dāng)前很多領(lǐng)域液體測(cè)量工作中的重要儀器設(shè)備。為滿足此類儀表的實(shí)際應(yīng)用需求，實(shí)現(xiàn)測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確獲取，相關(guān)單位與工作人員就需要做好其在線校準(zhǔn)工作。在此過(guò)程中，技術(shù)人員需根據(jù)實(shí)際情況與實(shí)際需求，采取合理的校準(zhǔn)方法來(lái)實(shí)施此類儀表的在線校準(zhǔn)，并做好校準(zhǔn)之后的數(shù)據(jù)分析工作。通過(guò)這樣的方式，才可以進(jìn)一步提升其在線校準(zhǔn)效果，使其在具體的流量測(cè)量中獲取到足夠精確的檢測(cè)結(jié)果，從而為相關(guān)單位的流量計(jì)量工作提供有力支持。