[導(dǎo)讀] 摘要：介紹了采用CONTROLOTRON1010P便攜式超聲波流量計(jì)對在線流量計(jì)進(jìn)行比對測試過程中測量點(diǎn)的選擇、管道參數(shù)的測量、探頭的安裝方式和安裝距離、管道的表面處理及比對測試的方法等，并針對比對測試中易出現(xiàn)的問題及對策進(jìn)行了探討。
各種流量計(jì)在實(shí)際應(yīng)用過程中是否正常運(yùn)行直接關(guān)系到流量計(jì)量的準(zhǔn)確性和精度，所以應(yīng)定期對在線流量計(jì)進(jìn)行檢測。如果斷流取表外送檢驗(yàn)，操作起來難度很大，有時個別流量計(jì)甚至無法拆卸下來，從而難以進(jìn)行周期檢定。但是，各單位應(yīng)根據(jù)測量管理體系的要求，必須對作為計(jì)量儀表的流量計(jì)進(jìn)行定期檢驗(yàn)。為解決這一問題，近幾年，梅鋼公司采用美國CONTROLOTRON1010P便攜式超聲波流量計(jì)對在線流量計(jì)進(jìn)行了比對測試，取得了較好的效果。采用該超聲波流量計(jì)作為標(biāo)準(zhǔn)表對梅鋼公司在線安裝的南京亞楠公司生產(chǎn)的超聲波流量計(jì)、上海光華愛而美特公司生產(chǎn)的電磁流量計(jì)等流量儀表進(jìn)行了在線比對測試，都取得了較為滿意的結(jié)果。
CONTROLOTRON1010P便攜式超聲波流量計(jì)，體積小，功能齊全，操作簡便，用于測試在線流量計(jì)確實(shí)比較方便。其測量精度在0.3%～0.5%，其標(biāo)準(zhǔn)型傳感器適用大多數(shù)金屬管等，適用管徑范圍寬為6.35—9 144 mm。為了降低在線檢測比對的誤差，應(yīng)精心操作，嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程，盡量減少人為因素造成的測量誤差。
1 在線比對測試中的關(guān)鍵技術(shù)
1.1 測量點(diǎn)的選擇與管道參數(shù)的測量
正確選擇測量點(diǎn)，準(zhǔn)確地測量管道參數(shù)，是減少附加的比對測試誤差的前提條件。為此必須做到以下兩點(diǎn)：一是測量點(diǎn)應(yīng)選擇在管道上游10倍以上、下游5倍以上管徑長度的直管段上，測量點(diǎn)處應(yīng)無焊縫、無振動及無電磁干擾源等;二是管道直徑和管壁厚度要用卡尺和測厚儀分別多點(diǎn)測量后取其平均值，因?yàn)楣艿纼?nèi)徑誤差1%就會引起測量值產(chǎn)生3%的誤差，所以必須準(zhǔn)確測量。
1.2 探頭安裝方式的確定
超聲波流量計(jì)一般有兩種探頭安裝方式，即z法安裝和V法安裝。一般情況下：管徑D>200
mm時選用Z法，管徑D<200 mm時選用V法。
但是，當(dāng)D<200 mm而現(xiàn)場情況為下列條件之一者，也可以采用Z法安裝：
1)當(dāng)被測量流體濁度高，用V法測量收不到信號或信號很弱時;
2)當(dāng)管道內(nèi)壁有襯里時;
3)當(dāng)管道使用年限太長且內(nèi)壁結(jié)垢嚴(yán)重時。對于管道條件較好者，即使D稍大于200mm，為了提高測量精度，也可采用V法安裝。
1.3 安裝距離與探頭位置的確定
1)將管道參數(shù)輸入儀表，選擇探頭安裝方式，得到安裝距離。
2)在水平管道上，一般應(yīng)選擇管道的中部，避開頂部和底部(頂部可能含有氣泡，底部可能有沉淀)。
3)V法安裝時先確定一個點(diǎn)，按安裝距離在水平位置量出另一個點(diǎn)。
4)Z法安裝時先確定一個點(diǎn)，按安裝距離在水平位置量出另一個點(diǎn)，然后測出此點(diǎn)在管道另一側(cè)的對稱點(diǎn)。
1.4 管道表面的處理
確定探頭位置之后，在兩安裝點(diǎn)±100 him范圍內(nèi)，使用銼、砂紙等工具將管道打磨至光亮平滑無蝕坑，要做到光澤均勻，無起伏不平，手感光滑圓潤。需要特別注意的是，打磨點(diǎn)要求與原管道有同樣的弧度，切忌將安裝點(diǎn)打磨成平面，再用酒精或汽油等將此范圍擦凈，以利于探頭粘接。
1.5 探頭的調(diào)試與測量
1)傳感器安裝完畢后，觀察信號接收強(qiáng)度值，輕微調(diào)整傳感器的安裝位置與距離，使其出現(xiàn)穩(wěn)定的測量值。
2)檢查被測在線流量計(jì)的管道參數(shù)輸入是否準(zhǔn)確，安裝位置及直管段長度等是否符合該流量計(jì)的技術(shù)要求，符合要求才可進(jìn)行比對測試。
3)同時記錄兩臺流量計(jì)的瞬時流量和累計(jì)流量，測試時間不應(yīng)小于0.5 min，對流量變化較大的管道，應(yīng)按流速范圍分檔測試。
2 在線比對測試中易出現(xiàn)的問題及其對策
2.1 同一流量計(jì)多次檢測存在誤差
在周期性比對測試中，每次測得的相對誤差值都不一樣，在排除每次測試時管道流量變化較大的情況下，多為測量點(diǎn)不固定所引起的。如果因?yàn)楣艿绤?shù)測量有誤而引起誤差，應(yīng)嚴(yán)格測量管道參數(shù)，正確安裝傳感器。相對誤差在準(zhǔn)許范圍內(nèi)的測量點(diǎn)應(yīng)作為永久性測量點(diǎn)。在比對測試完成后，可在傳感器周圍涂刷防腐漆，取下傳感器后，在其位置上抹上黃油并貼上一塊塑料布，擦掉黃油再用手錘擊打測量點(diǎn)，將新結(jié)的水垢震掉，按防腐漆所留下的標(biāo)記裝上傳感器即可測量，既方便又準(zhǔn)確。
2.2 聲波信號接收很弱或時有時無
在管內(nèi)充滿水的情況下，造成這一現(xiàn)象的原因，一種可能是管壁內(nèi)結(jié)垢太厚，另一種可能是管內(nèi)含有大量氣體，使聲波經(jīng)常被阻斷。可先用手錘擊打測量點(diǎn)，如果接收的信號強(qiáng)度值不斷上升，則說明是管壁內(nèi)結(jié)垢引起的，可繼續(xù)擊打測量點(diǎn)的管壁，使接收信號達(dá)到要求為止。如果擊打測量點(diǎn)無效，則多為管內(nèi)含有大量氣體所致，排除氣體即可接收到符合要求的穩(wěn)定強(qiáng)度的信號。
3 結(jié)語
流量計(jì)按其使用場合不同分為強(qiáng)制檢定與非強(qiáng)制檢定兩種。目前在線使用的流量計(jì)有些其準(zhǔn)確度為0.5級，按量傳原則是無法用超聲波流量計(jì)進(jìn)行在線校準(zhǔn)或檢定的。流量計(jì)最重要的是看其產(chǎn)品可靠性與正確使用的條件能否滿足，盲目追求名義上的“高精度”而忽視使用效果是不科學(xué)的。使用CONTROLOTRON1010P外夾便攜式超聲波流量計(jì)進(jìn)行流量計(jì)在線檢測是較為可行的方法。
CONTROLOTRON1010P外夾便攜式超聲波流量計(jì)在理想條件下，其準(zhǔn)確度可以達(dá)到0.5%，考慮到現(xiàn)場管道參數(shù)的不確定因素，現(xiàn)場測量的準(zhǔn)確度基本可以達(dá)到1.0%。這樣，從技術(shù)和量傳角度上講，用性能較好的CONTROLOTRONIOIOP外夾便攜式超聲波流量計(jì)就可以對1.5級以下的在線流量計(jì)進(jìn)行校準(zhǔn)或檢定。