摘要:流量(liàng)儀表在有些(xiē)使用場所不(bu)能離線校準(zhǔn)定🈚期檢定,如(ru)大💔型輸水管(guan)不允許停役(yi),爲探知現場(chǎng)使用條件下(xià)流量測量系(xì)統的精度,必(bì)須在現場實(shi)施在線校💘準(zhǔn)、比對♻️或驗證(zhèng)等三個不同(tong)層次的運作(zuo)。簡要回顧了(le)🌈當前實行的(de)這些在線校(xiao)準和在線比(bi)對,着重闡述(shu)了電磁流量(liang)計和超聲流(liú)量計所采用(yòng)的評估驗證(zhèng)流量儀表運(yun)行狀況✉️的方(fāng)法。
0引言
　　電磁(cí)流量計 和 超(chao)聲流量計 的(de)流量量值通(tōng)常在制造廠(chang)流量實驗室(shì)的流量标準(zhǔn)裝置🌈上實流(liú)校準,傳遞量(liàng)值。然而在現(xian)場流動和🚶‍♀️使(shi)用條件偏離(li)🍉校準時的參(cān)比工作條件(jiàn)下,爲探知現(xiàn)場條件也就(jiù)是對測量系(xì)統(包括流💋量(liang)儀表、前後連(lian)接管、介質流(liú)動狀态等)的(de)測量準确率(lü),或者貿易交(jiāo)接計量要💚求(qiú)短間隔周期(qi)檢定,以及不(bú)容許停役管(guan)線離線校🛀準(zhǔn)的場所,需要(yào)在線校準。
　　流(liú)量儀表的在(zài)線校準是在(zài)現場測量條(tiao)件下将流經(jīng)✔️待校☂️準儀表(biǎo)的流體臨時(shi)接入固定式(shi)(或移動式)流(liú)量标準裝置(zhi)或标準計量(liàng)器具進行比(bi)較。除在線校(xiào)準最🐅高層次(ci)外,還有在線(xiàn)比對和在線(xiàn)驗證兩個📱層(ceng)次。
　　流量儀表(biǎo)在線比對的(de)工作方法和(hé)“校準”相似,隻(zhi)是在某些方(fāng)面達不到“校(xiào)準”規定,要求(qiú)相對低些,如(rú)隻✨與精度等(děng)級相近的參(can)比測量計相(xiàng)比。流量儀表(biao)在線驗證是(shi)采用間接檢(jiǎn)查(驗)的方法(fǎ),評🌈估或驗證(zhèng)儀表的流量(liàng)♌測量值等性(xing)能仍保💛持或(huò)超過原校準(zhǔn)性能的範圍(wei),爲是否仍可(kě)繼續使用或(huò)需進一步檢(jian)查🛀提供依據(jù)。
1在線校準和(hé)在線比對
　　流(liu)量儀表的在(zài)線标準,其校(xiào)準條件(即流(liu)體物性、操❗作(zuo)條件、安😍裝和(hé)環境條件)通(tōng)常是在與現(xian)場實際使用(yong)條件充分一(yī)⛹🏻‍♀️緻的情況⭕下(xia)進行的。常用(yòng)方法如圖1所(suǒ)示。

1.1流量标準裝(zhuang)置法
　　本方法(fǎ)首先在能源(yuan)工業探索實(shí)踐,當前已在(zai)原油和天燃(rán)氣的貿易交(jiao)接計量中普(pu)遍應用,例如(rú)原油交接計(jì)量❄️基本上實(shí)現在現場用(yòng)基地式或移(yi)動式标準體(tǐ)♍積管校準;天(tiān)然氣交接🧑🏾‍🤝‍🧑🏼計(ji)量采用臨界(jie)流文丘裏噴(pen)嘴(音速噴嘴(zuǐ))在線校準,實(shi)例請參閱文(wen)獻[1]。
　　流量儀表(biao)在線比對所(suǒ)采用的方法(fa),大體上和流(liu)量标準裝✊置(zhì)法在線校準(zhun)相似,有容器(qi)衡器比對法(fǎ)、參比流量計(ji)比對法和⁉️外(wai)夾裝換能器(qì)超聲流量計(ji)比對法等,文(wen)獻[1]也❓有扼要(yào)說明。
1.2示蹤法(fa)
　　示蹤法在線(xian)校準流量儀(yí)表技術在國(guó)際上已相當(dang)成熟,早在上(shàng)世紀70年代就(jiu)頒發了國際(jì)标準ISO2975—(1～7)《封閉管(guǎn)道中水流量(liang)測量———示蹤法(fa)🌈》和ISO4053—(1、4)《封閉管道(dào)中氣體流量(liàng)測量———示蹤法(fǎ)》,其工作原理(li)有兩類:一是(shi)恒速注入法(fa)(也稱稀釋法(fa));二是瞬時注(zhù)入示蹤劑的(de)傳輸時間法(fa)。傳輸時間示(shì)☎️蹤法也可使(shi)⭕用在明渠流(liú)、非滿管流或(huò)👈疑有沉澱物(wù)滿管流的流(liu)量校準。傳輸(shu)法測量滿管(guan)流液體,在⛱️良(liáng)好條🍉件下有(you)望得到0.5%的測(cè)量精度,測量(liang)氣🌈體爲0.7%。
1.3速度(du)面積法
　　也是(shì)在線校準的(de)經典方法,亦(yi)有國際标準(zhun)可咨遵循,有(yǒu)ISO3354《封閉管道中(zhōng)清潔水流量(liàng)測量———在滿道(dao)中和規則流(liú)動條件下采(cai)用😍流速計的(de)速度面積法(fa)》和ISO3966《封閉管道(dao)中流體流量(liàng)測量———采用皮(pi)❓托靜壓管的(de)速度-面💋積法(fǎ)》。
上世紀60年代(dài)日本就曾在(zài)水電站現場(chǎng)用流速儀13個(ge)測💃量點,校準(zhun)DN1000大管徑電磁(cí)流量計。日本(ben)當時還沒有(yǒu)✍️具備符合要(yao)求的大型水(shui)流量标準裝(zhuāng)置。
　　泵站曾按(àn)ISO标準規定位(wèi)置布置26台流(liu)速計,測量大(da)型☀️水泵3.5m×1.5m矩形(xing)出水流道平(ping)均流速,以校(xiào)準用差壓法(fa)測量泵進水(shuǐ)🏃‍♂️道差壓的流(liú)出系數,測量(liang)流速在1.2～1.3m/s之間(jiān)。期間還用食(shí)鹽濃度法校(xiào)準流速計面(miàn)積法,在實驗(yàn)過程中再用(yong)🐅食鹽濃度📞法(fa)複核流速計(jì)面積法的數(shu)據🌍[3]。量值傳遞(di)流程如圖2所(suo)示。

2在線驗證(zhèng)
　　當在線校準(zhun)和比對兩種(zhong)方法都不能(neng)實施時,隻能(néng)退而采❌用在(zài)線驗證,其方(fāng)法大體上有(yǒu):物料平衡法(fǎ)、熱量平衡法(fa)、設備能力估(gū)算法和其他(ta)參量評估法(fǎ)📧等。
2.1物料平衡(héng)法
　　利用測量(liàng)系統中流入(rù)系統各流量(liang)計所測流量(liang)值的總和📞與(yǔ)流出系統各(ge)流量計測量(liàng)值的總和相(xiang)等🔞,或其差值(zhi)在合理範🚶圍(wei)内。例如應用(yong)于工程交工(gōng)驗收時驗證(zhèng)相關流量計(ji)測量結果,水(shui)廠出水總管(guan)流量和各輸(shū)🚩送分管總和(he)之間的驗證(zheng)。
2.2熱量平衡法(fa)
　　将與被測流(liú)量相關聯的(de)數據代入熱(rè)量平衡方程(chéng)式🤩,計算出流(liu)量理論值,以(yi)驗證流量測(ce)量值。例如鍋(guo)爐除氧器🧡蒸(zhēng)汽消耗量以(yi)進水流量和(he)水升高溫度(dù),以熱量平衡(heng)計算驗之♋[6]。
2.3設(shè)備能力估算(suan)法
　　根據相關(guan)設備能力估(gu)算流量的一(yi)種方法。例如(ru)供水企業測(ce)✌️量輸水泵揚(yang)程,按泵的揚(yang)程-流量(h-q)特征(zheng)估算輸水量(liang)。
2.4其他參量評(píng)估法
　　檢驗流(liú)量計流量信(xin)号以外其他(ta)流量測量要(yào)素的參量,是(shi)👄否仍保持在(zai)原校準流量(liang)時的允許範(fàn)圍内,評估驗(yàn)證所測流量(liàng)🚶的正🧡确率。如(rú)下文兩節所(suǒ)述檢驗電磁(ci)流量計的磁(cí)場🈚強度和測(cè)量超聲流量(liang)計的聲速。
3電(diàn)磁流量計在(zai)線驗證
　　電磁(ci)流量計是根(gen)據法拉第電(diàn)磁感應定律(lü)測量導電流(liu)體流量的儀(yi)表,感應電動(dòng)勢E即流量信(xìn)号正比于磁(cí)感應強度B和(hé)被♊測平均流(liú)速V,
即E=KBDV(1)
式中:K爲(wei)系數;D爲測量(liang)管内徑,均爲(wèi)常值。
　　若能證(zhèng)明測量要素(sù)B仍保持在原(yuán)校準流量時(shi)的允差範圍(wéi)内,且證明沒(méi)有影響流量(liang)信号的其他(ta)不利因素(如(rú)信💯号回路絕(jue)緣電🌐阻下降(jiang)),就可确認所(suǒ)測流量值仍(réng)保持原有性(xing)能的值。爲💰證(zheng)明B維持原值(zhí),應檢🔞驗勵磁(cí)線🛀圈電阻/絕(jue)緣以及勵磁(cí)電流,評估B;檢(jian)查電♈極信号(hào)電路絕緣良(liang)好,證明流量(liang)信号沒有被(bèi)分流;測量電(dian)極接液♋電阻(zǔ),評估電極表(biǎo)面狀況是否(fou)妨礙正常測(ce)量;檢查測量(liàng)各部件絕緣(yuan)電阻以判斷(duan)零部件劣化(huà)程度;再以模(mó)拟信号器及(jí)其他通用儀(yi)器檢查轉換(huan)器完好性。這(zhè)些檢查項目(mu)如表1所示,文(wén)獻[7]有📞詳細的(de)論述。

4超聲流(liu)量計的在線(xian)驗證
　　超聲流(liu)量計是利用(yong)向流動的流(liu)體發射超聲(sheng)波,傳播😍時承(chéng)載上流體流(liú)速的信息,予(yu)以接收并檢(jiǎn)測流體流速(sù)的儀表。應用(yong)于石油和天(tiān)然氣業儲運(yun)交接的超聲(sheng)流量計是以(yi)超🚶‍♀️聲波在流(liu)體内順逆兩(liǎng)個方向傳播(bō),利♌用傳播速(sù)度差與流體(ti)流速之👉間的(de)關系🐇,求取流(liu)體流量。如何(hé)在線🆚判定運(yun)行中超聲流(liu)量計❌的測量(liàng)正确率,在天(tiān)然氣應用🤩中(zhong)人們利用實(shi)測聲速這一(yi)參量與從測(cè)量氣體或成(cheng)分計算所得(dé)聲速🌐(即從超(chao)聲流量計外(wài)獲得的參比(bi)量)進行比較(jiào),驗證超聲流(liú)量計;在海上(shàng)FPSO(floatingproductionstorageandoffloading)平🤟台上利用(yòng)兩台串接超(chāo)聲流量計,分(fen)析所測流⭐量(liàng)和聲🌂速的統(tong)計數據,判析(xi)儀表的運行(hang)狀況。
4.1計算聲(sheng)速和實測聲(shēng)速比較、驗證(zhèng)[8]
　　自1998年美國燃(ran)氣協會提出(chu)AGA第9号報告《多(duō)聲道超聲流(liu)🈲量✌️計🚶測🌈量燃(rán)氣》以來,多聲(sheng)道超聲流量(liang)計應用于天(tian)然氣交接計(jì)量⛹🏻‍♀️日益增加(jia)。交接計量要(yào)求經常檢查(chá)測量正确率(lü)。
　　Daniel多聲道超聲(sheng)流量計的用(yòng)戶超聲接口(kou)CUI(customerultrasonicinterface)軟件對儀表(biǎo)作内部📞診斷(duan)⛹🏻‍♀️,保證運行良(liang)好。然而這些(xie)檢查診斷還(hái)沒有與外界(jiè)任🏃🏻‍♂️何一個參(cān)比量比較;還(hái)不能判斷是(shi)否測量準确(què),還需要一♻️個(gè)外界🌈參比量(liàng)。超聲在流體(tǐ)中傳播時間(jian)是儀表求取(qǔ)流速的原始(shǐ)測量,傳播時(shi)間和儀表輸(shu)出以及所測(cè)聲速也不準(zhun)确,因此周期(qi)🎯性地用外界(jie)獨🌐立的參比(bi)聲速與超聲(shēng)流量聲速比(bi)🧡較,以檢驗超(chao)聲流量計性(xìng)能。
　　這一參比(bǐ)聲速是以氣(qi)相色譜儀所(suo)測天然氣成(chéng)分和實時壓(ya)力/溫度按AGA第(dì)10号報告《天然(ran)氣和其他相(xiàng)關氣相烴的(de)聲速》經流量(liàng)計算機計算(suan)獲得,與超聲(shēng)測量計所測(cè)聲速連續地(di)比較。
　　圖3所示(shì)是由流量計(jì)算機分别計(ji)算每隔10min實測(cè)聲速和計算(suàn)聲速平均值(zhi)的記錄例。若(ruò)兩者偏差超(chao)過設定值将(jiāng)發出信号,以(yǐ)引起😄注視。

4.2分析統(tong)計數據
　　巴西(xī)IPT技術研究所(suo)發表文章,報(bào)道分析串接(jie)在FPSO平台上兩(liang)台相同型号(hào)DN600五聲道超聲(shēng)流量計發送(song)石油的流量(liang)和聲速統計(jì)數據,以驗證(zheng)交接計量的(de)運行狀況[9]。
　　兩(liǎng)台儀表中一(yi)台日常貿易(yì)交接計量儀(yi)表由另一台(tái)💃參比表(mastermeter)核查(chá)和校驗。圖4所(suo)示是貿易計(jì)量儀表流👣量(liang)在4000～5500m3/h時的校驗(yan)記錄,變化在(zai)原校準儀表(biǎo)系數的±0.180%範圍(wéi)内,最大變化(hua)爲0.090%,标準偏差(cha)爲0.045%。

用(yong)兩台相同型(xíng)号超聲流量(liang)計核查校驗(yàn),結果顯示🔞儀(yí)表系數💰在🎯1.000附(fù)近變化很小(xiǎo),可解釋爲兩(liǎng)種可能性:
①計(jì)量儀表和參(can)比表兩者均(jun1)沒有漂移,這(zhè)是大多數的(de)可能事件📐;
②計(ji)量儀表和參(can)比表以相同(tong)方式和相同(tong)方向漂移,這(zhè)👈在測量系㊙️統(tǒng)短時工作儀(yi)表系數變化(huà)0.090%的條件下,是(shì)小概率事件(jiàn),或視爲不可(kě)能事件。
　　再從(cóng)計量儀表與(yu)參比表五個(ge)聲道的各聲(sheng)道間,求取聲(sheng)速🈲比值考察(chá)儀表的穩定(ding)性,表2摘錄流(liu)量在5500m3/h時的聲(sheng)😍速比,五個聲(shēng)道♻️兩儀表聲(shēng)速比變化最(zuì)大爲0.006%。
　　從上述(shu)統計數據分(fen)析說明,在2025年(nián)12月16日到2025年12月(yuè)16日期間兩台(tai)儀⛱️表運行是(shi)十分穩定的(de),重複性和再(zai)現性也沒有(yǒu)明顯變化。

4.3國(guo)家檢定規程(cheng)中的規定
　　我(wo)國正在制訂(dìng)《超聲流量計(ji)檢定規程》的(de)“附錄D超聲流(liú)量計的使用(yong)中檢測”也規(guī)定用聲速複(fú)核和驗證在(zài)線使用中的(de)儀表,規定每(mei)次實驗流量(liàng)點每條聲道(dào)的計算值與(yǔ)📱前一次計算(suàn)一緻,偏差不(bú)得大于3%。
5結束(shu)語
　　流量儀表(biao)可以行之有(yǒu)效地實行在(zài)線校準比對(dui),電磁流量計(jì)和超聲流量(liàng)計的實踐說(shuo)明,流量儀表(biǎo)還可以通過(guo)檢查流量信(xìn)号🈲以外的相(xiang)關參量,評估(gū)或驗證在檢(jian)定周期間的(de)運行狀況,或(huò)據此延長儀(yí)表的檢定周(zhou)期。國外已🌈有(you)若幹企業專(zhuān)業爲☎️客戶在(zài)線✊校準或驗(yan)證🌈流量儀表(biao);國内也有若(ruò)幹單位正在(zài)開展這類業(yè)務,我們相信(xìn)此業務今後(hòu)将會得到更(gèng)好⭕的發展。

以(yǐ)上内容來源(yuan)于網絡，如有(yǒu)侵權請聯系(xi)即删除!