[導(dǎo)讀] 摘要：介紹了采用CONTROLOTRON1010P便攜式超聲波流量計(jì)對(duì)在線流量計(jì)進(jìn)行比對(duì)測(cè)試過(guò)程中測(cè)量點(diǎn)的選擇、管道參數(shù)的測(cè)量、探頭的安裝方式和安裝距離、管道的表面處理及比對(duì)測(cè)試的方法等，并針對(duì)比對(duì)測(cè)試中易出現(xiàn)的問(wèn)題及對(duì)策進(jìn)行了探討。
各種流量計(jì)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)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(duì)在線流量計(jì)進(jìn)行檢測(cè)。如果斷流取表外送檢驗(yàn)，操作起來(lái)難度很大，有時(shí)個(gè)別流量計(jì)甚至無(wú)法拆卸下來(lái)，從而難以進(jìn)行周期檢定。但是，各單位應(yīng)根據(jù)測(cè)量管理體系的要求，必須對(duì)作為計(jì)量?jī)x表的流量計(jì)進(jìn)行定期檢驗(yàn)。為解決這一問(wèn)題，近幾年，梅鋼公司采用美國(guó)CONTROLOTRON1010P便攜式超聲波流量計(jì)對(duì)在線流量計(jì)進(jìn)行了比對(duì)測(cè)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(duì)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(ài)而美特公司生產(chǎn)的電磁流量計(jì)等流量?jī)x表進(jìn)行了在線比對(duì)測(cè)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(jiǎn)便，用于測(cè)試在線流量計(jì)確實(shí)比較方便。其測(cè)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(cè)比對(duì)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(cè)量誤差。
1 在線比對(duì)測(cè)試中的關(guān)鍵技術(shù)
1.1 測(cè)量點(diǎn)的選擇與管道參數(shù)的測(cè)量
正確選擇測(cè)量點(diǎn)，準(zhǔn)確地測(cè)量管道參數(shù)，是減少附加的比對(duì)測(cè)試誤差的前提條件。為此必須做到以下兩點(diǎn)：一是測(cè)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(zhǎng)度的直管段上，測(cè)量點(diǎn)處應(yīng)無(wú)焊縫、無(wú)振動(dòng)及無(wú)電磁干擾源等;二是管道直徑和管壁厚度要用卡尺和測(cè)厚儀分別多點(diǎn)測(cè)量后取其平均值，因?yàn)楣艿纼?nèi)徑誤差1%就會(huì)引起測(cè)量值產(chǎn)生3%的誤差，所以必須準(zhǔn)確測(cè)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(shí)選用Z法，管徑D<200 mm時(shí)選用V法。
但是，當(dāng)D<200 mm而現(xiàn)場(chǎng)情況為下列條件之一者，也可以采用Z法安裝：
1)當(dāng)被測(cè)量流體濁度高，用V法測(cè)量收不到信號(hào)或信號(hào)很弱時(shí);
2)當(dāng)管道內(nèi)壁有襯里時(shí);
3)當(dāng)管道使用年限太長(zhǎng)且內(nèi)壁結(jié)垢嚴(yán)重時(shí)。對(duì)于管道條件較好者，即使D稍大于200mm，為了提高測(cè)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(kāi)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(shí)先確定一個(gè)點(diǎn)，按安裝距離在水平位置量出另一個(gè)點(diǎn)。
4)Z法安裝時(shí)先確定一個(gè)點(diǎn)，按安裝距離在水平位置量出另一個(gè)點(diǎn)，然后測(cè)出此點(diǎn)在管道另一側(cè)的對(duì)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(wú)蝕坑，要做到光澤均勻，無(wú)起伏不平，手感光滑圓潤(rùn)。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(cè)量
1)傳感器安裝完畢后，觀察信號(hào)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(cè)量值。
2)檢查被測(cè)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(zhǎng)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(duì)測(cè)試。
3)同時(shí)記錄兩臺(tái)流量計(jì)的瞬時(shí)流量和累計(jì)流量，測(cè)試時(shí)間不應(yīng)小于0.5 min，對(duì)流量變化較大的管道，應(yīng)按流速范圍分檔測(cè)試。
2 在線比對(duì)測(cè)試中易出現(xiàn)的問(wèn)題及其對(duì)策
2.1 同一流量計(jì)多次檢測(cè)存在誤差
在周期性比對(duì)測(cè)試中，每次測(cè)得的相對(duì)誤差值都不一樣，在排除每次測(cè)試時(shí)管道流量變化較大的情況下，多為測(cè)量點(diǎn)不固定所引起的。如果因?yàn)楣艿绤?shù)測(cè)量有誤而引起誤差，應(yīng)嚴(yán)格測(cè)量管道參數(shù)，正確安裝傳感器。相對(duì)誤差在準(zhǔn)許范圍內(nèi)的測(cè)量點(diǎn)應(yīng)作為永久性測(cè)量點(diǎn)。在比對(duì)測(cè)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(cè)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(cè)量，既方便又準(zhǔn)確。
2.2 聲波信號(hào)接收很弱或時(shí)有時(shí)無(wú)
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(cè)量點(diǎn)，如果接收的信號(hào)強(qiáng)度值不斷上升，則說(shuō)明是管壁內(nèi)結(jié)垢引起的，可繼續(xù)擊打測(cè)量點(diǎn)的管壁，使接收信號(hào)達(dá)到要求為止。如果擊打測(cè)量點(diǎn)無(wú)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(hào)。
3 結(jié)語(yǔ)
流量計(jì)按其使用場(chǎng)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(jí)，按量傳原則是無(wú)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(cè)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(chǎng)管道參數(shù)的不確定因素，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)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(duì)1.5級(jí)以下的在線流量計(jì)進(jìn)行校準(zhǔn)或檢定。