簡述大口徑水流量計(jì)實(shí)現(xiàn)在線檢測校準(zhǔn)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(mào)易結(jié)算，諸如外購水，原水的調(diào)配，水處理后的售出階段正常都會(huì)用到大口徑水流量計(jì)。目前，供水行業(yè)常采用的在線流量計(jì)有電磁流量計(jì)、超聲波流量計(jì)、插入式渦輪流量計(jì)、渦街流量計(jì)、孔板流量計(jì)等，由于電磁流量計(jì)測量存在著諸多的優(yōu)點(diǎn)，所以供水行業(yè)中電磁流量計(jì)的使用已經(jīng)非常普遍。便攜式超聲波流量計(jì)因?yàn)槠溆兄w積小、重量輕、拆卸方便、準(zhǔn)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(diǎn)，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(yuǎn)的測點(diǎn)開展檢測工作，在需要靈活變換測量地點(diǎn)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(jì)的在長期的使用過程中，要保證測量結(jié)果的穩(wěn)定，就必須對于流量計(jì)進(jìn)行定期的檢測。不過因?yàn)橐陨纤f的幾種流量計(jì)中，有的體積較大，有的安裝在管道內(nèi)部，如果要進(jìn)行檢定，需要拆卸下來送到國家大流量檢定站，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，非常不方便。并且由于大口徑流量計(jì)所計(jì)量管道很多都是全天候作業(yè)，根本不能夠長時(shí)間停水。倘若真的要實(shí)現(xiàn)送檢，則必須有足夠的備用流量計(jì)以替代被檢流量計(jì)，這對于有大量的處于工作狀態(tài)的流量計(jì)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(jì)，導(dǎo)致供水企業(yè)難以做到按期進(jìn)行周期檢定。因此，大口徑流量計(jì)的在線檢測是供水行業(yè)亟待解決的一個(gè)技術(shù)問題。因?yàn)榇罂趶搅髁坑?jì)又往往是供水行業(yè)用于貿(mào)易結(jié)算的最基本的計(jì)量器具，其測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確程度直接關(guān)系到買賣雙方的經(jīng)濟(jì)利益，所以說大口徑流量計(jì)的在線檢測及校準(zhǔn)對于供水行業(yè)有著極其重要的意義。
一、檢測、校準(zhǔn)在線大口徑水流量計(jì)的方法及原理

清水池容積法
該方法是以清水池作為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)容器，在一定的時(shí)間內(nèi)記錄通過在線流量計(jì)的流量，同步記錄清水池水位的變化情況，并計(jì)算清水池水量的增加量（或減少量），比較通過在線流量計(jì)的流量和清水池水量的變化量，以后者作為標(biāo)準(zhǔn)值，計(jì)算在線流量計(jì)的誤差，進(jìn)而調(diào)整在線流量計(jì)系數(shù)，以達(dá)到檢測、校準(zhǔn)在線流量計(jì)的目的。

標(biāo)準(zhǔn)表比對法
該方法是在在線大口徑流量計(jì)所在管道上安裝一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)表，同步記錄通過在線大口徑流量計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)表的流量，以后者作為標(biāo)準(zhǔn)值，計(jì)算在線流量計(jì)的誤差，進(jìn)而調(diào)整在線流量計(jì)系數(shù)，以達(dá)到檢測、校準(zhǔn)在線流量計(jì)的目的。

清水池容積法準(zhǔn)確可靠，但檢測效率低；相比之下，標(biāo)準(zhǔn)表比對法便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，從而提高檢測效率。目前，除個(gè)別企業(yè)采用清水池容積法外，大部分企業(yè)是采用標(biāo)準(zhǔn)表比對法來實(shí)現(xiàn)在線大口徑流量計(jì)的檢測和校準(zhǔn)的。而在標(biāo)準(zhǔn)表比對法中，供水企業(yè)普遍將便攜式超聲波流量計(jì)作為標(biāo)準(zhǔn)表，因?yàn)楸銛y式超聲波流量計(jì)既是一種外夾式、又是一種便攜式的流量計(jì)量器具，比較適用于大口徑流量計(jì)的在線檢測和校準(zhǔn)。其原理是：將準(zhǔn)確度較高的便攜式超聲波流量計(jì)作為標(biāo)準(zhǔn)器具，安裝在被測管道上進(jìn)行檢測，然后將便攜式超聲波流量計(jì)和被檢流量計(jì)的采集數(shù)據(jù)進(jìn)行同步比對，根據(jù)比對結(jié)果可計(jì)算被檢流量計(jì)的誤差，然后調(diào)整被檢流量計(jì)的系數(shù)，使被檢流量計(jì)與便攜式超聲波流量計(jì)顯示流量數(shù)據(jù)一致，以達(dá)到校準(zhǔn)被檢流量計(jì)的效果。

運(yùn)用便攜式超聲波流量計(jì)實(shí)現(xiàn)在線大口徑流量計(jì)檢測
1、檢測的優(yōu)點(diǎn)
1）可實(shí)現(xiàn)不斷流測量，設(shè)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(dòng)、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(dòng)安裝測量；
4）適用范圍廣，可用于各種類型流量計(jì)的在線檢測；
5）適應(yīng)性強(qiáng)，可用于不同管徑、不同介質(zhì)（高溫、高壓、易爆、高黏度、強(qiáng)腐蝕、放射性高）的檢測；
6）標(biāo)準(zhǔn)表價(jià)格基本與所測管徑無關(guān)，性價(jià)比高。

2、檢測的缺點(diǎn)
1）要求準(zhǔn)確知道管道參數(shù)，而現(xiàn)場實(shí)際情況又難以確定；
2）作為標(biāo)準(zhǔn)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(diào)控，很難實(shí)現(xiàn)全量程測試。

對在線大口徑流量計(jì)進(jìn)行檢測、校準(zhǔn)時(shí)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(zhì)、管外徑、管壁厚、管內(nèi)襯里的材質(zhì)及厚度、管內(nèi)介質(zhì)、介質(zhì)溫度等相關(guān)量的準(zhǔn)確數(shù)值，要求在檢測現(xiàn)場測量核實(shí)（可以用測厚儀測量壁厚、用軟尺測量管徑），以確保測量準(zhǔn)確度。
2）標(biāo)準(zhǔn)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(nèi)無干擾流體狀態(tài)的因素，如泵、閥等，必要時(shí)應(yīng)考慮加裝整流器。
3）測量時(shí)標(biāo)準(zhǔn)表不能安裝在管內(nèi)含有氣體的位置（比如，不能安裝在高于水管的位置），因?yàn)闅馀輹?huì)使超聲波信號衰減，
從而影響測量準(zhǔn)確度。
4）選擇測量點(diǎn)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(yīng)考慮在被檢流量計(jì)安裝點(diǎn)的前10倍、后5倍管徑的范圍內(nèi)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(jì)是把現(xiàn)場的管道參數(shù)納入流量計(jì)測量系統(tǒng)之內(nèi)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(zhì)、壁厚、襯里和積垢、銹蝕等因素對測量準(zhǔn)確度的影響。
6）為便于以后用其他流量計(jì)對其流量測量準(zhǔn)確度的在線檢查，最好在被檢流量計(jì)的前、后分別加裝一段能形成對稱流場的不銹鋼管段。

2、標(biāo)準(zhǔn)表的準(zhǔn)備工作
選用超聲波流量計(jì)進(jìn)行在線檢測的基本原理為標(biāo)準(zhǔn)表比對法，因此超聲波流量計(jì)應(yīng)在國家法定計(jì)量檢定機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢定，并取得有效的檢定證書。檢測前，應(yīng)提前做好檢測準(zhǔn)備，檢查標(biāo)準(zhǔn)表、換能器及電源線是否完好。在實(shí)踐中，我們發(fā)現(xiàn)在冬季氣溫特別低時(shí)會(huì)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(diǎn)周圍沒有電源，需要提前充電，以保證標(biāo)準(zhǔn)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(xué)地確定標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)采用科學(xué)的安裝技術(shù)，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(zhǔn)確度的影響。第二，將經(jīng)過現(xiàn)場測量核實(shí)的工況參數(shù)輸入流量計(jì)，并檢查信號接收情況，確認(rèn)工作正常后，方可開始檢測。第三，檢測時(shí)根據(jù)現(xiàn)場工況條件確定不同的流量點(diǎn)，并分別同時(shí)采集標(biāo)準(zhǔn)表和被檢流量計(jì)的流量示值，從而確定被檢流量計(jì)的示值誤差。最后，調(diào)整被檢流量計(jì)的系數(shù)，使被檢流量計(jì)與便攜式超聲波流量計(jì)顯示流量數(shù)據(jù)一致，達(dá)到校準(zhǔn)被檢流量計(jì)的目的。
在實(shí)際中，企業(yè)都會(huì)遇到原有的舊管線達(dá)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(jì)使用條件的測量點(diǎn)安裝標(biāo)準(zhǔn)表，如果條件太差，就需要對現(xiàn)有管線進(jìn)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(jì)量檢測的準(zhǔn)確性。另外，計(jì)量檢測人員既要掌握過硬的技術(shù)，又要積累豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。在檢測過程中，要求計(jì)量檢測人員本著科學(xué)的態(tài)度開展在線檢測工作，才能夠保證檢測的準(zhǔn)確性和校準(zhǔn)效果。

綜上所述，運(yùn)用便攜式超聲波流量計(jì)開展在線大口徑流量計(jì)的檢測、校準(zhǔn)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(jì)量工作，同時(shí)也有效降低了企業(yè)在計(jì)量方面的資金消耗。檢測工作中，計(jì)量人員要認(rèn)真總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，為供水行業(yè)今后有效開展計(jì)量工作提供切實(shí)可行的依據(jù)。值得注意的是：流量計(jì)屬于國家計(jì)量法制管理的計(jì)量器具，按其使用場合可以分為強(qiáng)制檢定和非強(qiáng)制檢定兩種，供水行業(yè)用于貿(mào)易結(jié)算的流量計(jì)屬強(qiáng)制檢定的計(jì)量器具，其檢定應(yīng)按照國際相關(guān)的計(jì)量檢定規(guī)程由法定計(jì)量檢定機(jī)構(gòu)實(shí)施；供水行業(yè)用于內(nèi)部核算的流量計(jì)屬非強(qiáng)制檢定的計(jì)量器具，使用者只須按照量傳原則進(jìn)行科學(xué)的校準(zhǔn)即可。