簡述大口徑水流量計實現(xiàn)在線檢測校準的最佳方案

城市自來水公司及廣大的供水行業(yè)在水資源的商業(yè)貿易結算，諸如外購水，原水的調配，水處理后的售出階段正常都會用到大口徑水流量計。目前，供水行業(yè)常采用的在線流量計有電磁流量計、超聲波流量計、插入式渦輪流量計、渦街流量計、孔板流量計等，由于電磁流量計測量存在著諸多的優(yōu)點，所以供水行業(yè)中電磁流量計的使用已經(jīng)非常普遍。便攜式超聲波流量計因為其有著體積小、重量輕、拆卸方便、準確度高、測量范圍大（管道外徑可測13～6000mm、最大流速為32m/s、流體溫度在-40℃～200℃）等優(yōu)點，尤其是有充電功能，可以在野外工作，方便了對距離電源較遠的測點開展檢測工作，在需要靈活變換測量地點的工作環(huán)境中非常的方便，也受到廣大用戶的喜愛。

流量計的在長期的使用過程中，要保證測量結果的穩(wěn)定，就必須對于流量計進行定期的檢測。不過因為以上所說的幾種流量計中，有的體積較大，有的安裝在管道內部，如果要進行檢定，需要拆卸下來送到國家大流量檢定站，費時費力，非常不方便。并且由于大口徑流量計所計量管道很多都是全天候作業(yè)，根本不能夠長時間停水。倘若真的要實現(xiàn)送檢，則必須有足夠的備用流量計以替代被檢流量計，這對于有大量的處于工作狀態(tài)的流量計的供水企業(yè)來說，需要拿出大量的資金來購買備用流量計，導致供水企業(yè)難以做到按期進行周期檢定。因此，大口徑流量計的在線檢測是供水行業(yè)亟待解決的一個技術問題。因為大口徑流量計又往往是供水行業(yè)用于貿易結算的最基本的計量器具，其測量數(shù)據(jù)的準確程度直接關系到買賣雙方的經(jīng)濟利益，所以說大口徑流量計的在線檢測及校準對于供水行業(yè)有著極其重要的意義。
一、檢測、校準在線大口徑水流量計的方法及原理

清水池容積法
該方法是以清水池作為一個標準容器，在一定的時間內記錄通過在線流量計的流量，同步記錄清水池水位的變化情況，并計算清水池水量的增加量（或減少量），比較通過在線流量計的流量和清水池水量的變化量，以后者作為標準值，計算在線流量計的誤差，進而調整在線流量計系數(shù)，以達到檢測、校準在線流量計的目的。

標準表比對法
該方法是在在線大口徑流量計所在管道上安裝一個標準表，同步記錄通過在線大口徑流量計和標準表的流量，以后者作為標準值，計算在線流量計的誤差，進而調整在線流量計系數(shù)，以達到檢測、校準在線流量計的目的。

清水池容積法準確可靠，但檢測效率低；相比之下，標準表比對法便于實現(xiàn)自動化，從而提高檢測效率。目前，除個別企業(yè)采用清水池容積法外，大部分企業(yè)是采用標準表比對法來實現(xiàn)在線大口徑流量計的檢測和校準的。而在標準表比對法中，供水企業(yè)普遍將便攜式超聲波流量計作為標準表，因為便攜式超聲波流量計既是一種外夾式、又是一種便攜式的流量計量器具，比較適用于大口徑流量計的在線檢測和校準。其原理是：將準確度較高的便攜式超聲波流量計作為標準器具，安裝在被測管道上進行檢測，然后將便攜式超聲波流量計和被檢流量計的采集數(shù)據(jù)進行同步比對，根據(jù)比對結果可計算被檢流量計的誤差，然后調整被檢流量計的系數(shù)，使被檢流量計與便攜式超聲波流量計顯示流量數(shù)據(jù)一致，以達到校準被檢流量計的效果。

運用便攜式超聲波流量計實現(xiàn)在線大口徑流量計檢測
1、檢測的優(yōu)點
1）可實現(xiàn)不斷流測量，設備便于攜帶，安裝方便；
2）不干擾流場，無壓力損失，儀表無可動、易損部件，穩(wěn)定性好；
3）外夾式探頭，可以根據(jù)管道現(xiàn)場情況移動安裝測量；
4）適用范圍廣，可用于各種類型流量計的在線檢測；
5）適應性強，可用于不同管徑、不同介質（高溫、高壓、易爆、高黏度、強腐蝕、放射性高）的檢測；
6）標準表價格基本與所測管徑無關，性價比高。

2、檢測的缺點
1）要求準確知道管道參數(shù)，而現(xiàn)場實際情況又難以確定；
2）作為標準表要求有較理想的管道安裝條件；
3）人為因素對測量的影響較大，對操作人員要求很高；
4）現(xiàn)場流量不易調控，很難實現(xiàn)全量程測試。

對在線大口徑流量計進行檢測、校準時的步驟
1、了解現(xiàn)場工況條件并盡量使其滿足檢測條件
1）了解現(xiàn)場工況條件，包括被檢管線的材質、管外徑、管壁厚、管內襯里的材質及厚度、管內介質、介質溫度等相關量的準確數(shù)值，要求在檢測現(xiàn)場測量核實（可以用測厚儀測量壁厚、用軟尺測量管徑），以確保測量準確度。
2）標準表的安裝必須滿足直管段要求，一般情況下至少為上游10倍管徑的距離，下游5倍管徑的距離，而且在30倍管徑的距離內無干擾流體狀態(tài)的因素，如泵、閥等，必要時應考慮加裝整流器。
3）測量時標準表不能安裝在管內含有氣體的位置（比如，不能安裝在高于水管的位置），因為氣泡會使超聲波信號衰減，
從而影響測量準確度。
4）選擇測量點必須保證通過其測量段的最小流速不低于0.5m/s，如果流速低于0.5m/s，應考慮在被檢流量計安裝點的前10倍、后5倍管徑的范圍內安裝變徑管（小于原管徑），以提高流速。
5）便攜式超聲波流量計是把現(xiàn)場的管道參數(shù)納入流量計測量系統(tǒng)之內的儀表，所以除了要求其探頭的安裝位置精確，還要充分考慮管道參數(shù)如直徑、材質、壁厚、襯里和積垢、銹蝕等因素對測量準確度的影響。
6）為便于以后用其他流量計對其流量測量準確度的在線檢查，最好在被檢流量計的前、后分別加裝一段能形成對稱流場的不銹鋼管段。

2、標準表的準備工作
選用超聲波流量計進行在線檢測的基本原理為標準表比對法，因此超聲波流量計應在國家法定計量檢定機構進行檢定，并取得有效的檢定證書。檢測前，應提前做好檢測準備，檢查標準表、換能器及電源線是否完好。在實踐中，我們發(fā)現(xiàn)在冬季氣溫特別低時會發(fā)生電源線脆斷、液晶屏幕不顯示等現(xiàn)象。另外，如果檢測點周圍沒有電源，需要提前充電，以保證標準表能夠在檢測過程中正常工作。

3、　在線檢測工作
首先要根據(jù)現(xiàn)場工況條件科學地確定標準表的安裝位置，以便安裝換能器。換能器無論采用哪種安裝方式，都應采用科學的安裝技術，確保傳感器的安裝精度，盡可能減少使用環(huán)境和安裝對其測量準確度的影響。第二，將經(jīng)過現(xiàn)場測量核實的工況參數(shù)輸入流量計，并檢查信號接收情況，確認工作正常后，方可開始檢測。第三，檢測時根據(jù)現(xiàn)場工況條件確定不同的流量點，并分別同時采集標準表和被檢流量計的流量示值，從而確定被檢流量計的示值誤差。最后，調整被檢流量計的系數(shù)，使被檢流量計與便攜式超聲波流量計顯示流量數(shù)據(jù)一致，達到校準被檢流量計的目的。
在實際中，企業(yè)都會遇到原有的舊管線達不到上述檢測條件的情況。一般地，可以在被測管線上選取一段條件較好、滿足超聲波流量計使用條件的測量點安裝標準表，如果條件太差，就需要對現(xiàn)有管線進行改造，尤其要滿足前后直管段的要求，保證液體充滿測量管道，最小流速不低于0.5m/s等條件，從而保證計量檢測的準確性。另外，計量檢測人員既要掌握過硬的技術，又要積累豐富的實踐經(jīng)驗。在檢測過程中，要求計量檢測人員本著科學的態(tài)度開展在線檢測工作，才能夠保證檢測的準確性和校準效果。

綜上所述，運用便攜式超聲波流量計開展在線大口徑流量計的檢測、校準工作是較為可行的方法，這種方法極大地方便了供水企業(yè)的計量工作，同時也有效降低了企業(yè)在計量方面的資金消耗。檢測工作中，計量人員要認真總結經(jīng)驗，為供水行業(yè)今后有效開展計量工作提供切實可行的依據(jù)。值得注意的是：流量計屬于國家計量法制管理的計量器具，按其使用場合可以分為強制檢定和非強制檢定兩種，供水行業(yè)用于貿易結算的流量計屬強制檢定的計量器具，其檢定應按照國際相關的計量檢定規(guī)程由法定計量檢定機構實施；供水行業(yè)用于內部核算的流量計屬非強制檢定的計量器具，使用者只須按照量傳原則進行科學的校準即可。