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目前，普遍應(yīng)用的污水流量計(jì)在線檢定手段主要有標(biāo)準(zhǔn)表法和電參數(shù)法。電參數(shù)法是根據(jù)管道式污水流量計(jì)的測(cè)量原理，對(duì)影響在線工作的管道式污水流量計(jì)的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行檢定( 如勵(lì)磁線圈對(duì)地絕緣電阻、電極對(duì)地( 接液) 電阻、勵(lì)磁線圈電阻和流量計(jì)電纜線電阻) ，測(cè)量控制相關(guān)參數(shù)在一定允許的變化范圍內(nèi)與出廠檢定的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行比較溯源，使其保持在出廠時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)確度以內(nèi)，以滿足使用要求。標(biāo)準(zhǔn)表法是以標(biāo)準(zhǔn)表為標(biāo)準(zhǔn)器具，使流體在相同時(shí)間間隔內(nèi)，同時(shí)連續(xù)通過標(biāo)準(zhǔn)表和被校表，比較兩者的輸出流量值的偏差，從而確定被校流量計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)表所示的流量值的關(guān)系。
對(duì)于以上兩種方法孰優(yōu)孰劣，不能斷然判明，但根據(jù)上海貝菲自動(dòng)化儀表有限公司應(yīng)用以上兩種方法的在線檢定過程均能反映測(cè)量性能。
2、電參數(shù)法
*，污水流量計(jì)是根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律來測(cè)量導(dǎo)電液體體積流量的儀表。法拉第電磁感應(yīng)公式如式(1) 所示:
E=K×B×V×D
式中: B為流量計(jì)勵(lì)磁線圈感應(yīng)磁場(chǎng)的強(qiáng)度;V為被測(cè)電液導(dǎo)體的流速; D為管徑;K為儀表系數(shù)。宏觀上把導(dǎo)電液體看成導(dǎo)體。
由式(1) 可知管徑D與系數(shù)K都為固定參數(shù)。在一定流速下，只要保證參數(shù)B的穩(wěn)定，那么感應(yīng)電動(dòng)E也隨之穩(wěn)定，即在進(jìn)行電參數(shù)法在線檢定時(shí)，若參數(shù)B保持在出廠校準(zhǔn)時(shí)的允許范圍內(nèi)時(shí)，就可證明該流量計(jì)目前所測(cè)流量的準(zhǔn)確度仍與出廠時(shí)保持一致。
影響電磁感應(yīng)強(qiáng)度B的因素，就流量計(jì)本身而言，應(yīng)檢驗(yàn)勵(lì)磁線圈電阻( 扣除溫度變化引起的差值)、勵(lì)磁線圈的絕緣以及勵(lì)磁電流的幅值。另外，我們需檢查電極信號(hào)電路絕緣性能是否良好，證明原本微弱的流量信號(hào)有沒有額外大的損失; 測(cè)量電極的接液電阻，評(píng)估電極表面是否被過度氧化、腐蝕、結(jié)垢或損傷而影響正常測(cè)量; 檢查接地電阻等情況并排除雜亂信號(hào)的干擾。同時(shí)，使用高精度的模擬信號(hào)器檢測(cè)轉(zhuǎn)換器的工作狀況。
上海貝菲自動(dòng)化儀表有限公司于2009年8月與昆山市某自來水廠簽定供貨合同，其中大口徑表包括DN2 000 mm流量計(jì)3臺(tái)、DN 1000 mm流量計(jì)4臺(tái)。按標(biāo)書要求，出廠數(shù)據(jù)必須確保當(dāng)流速為0.3 m/s時(shí)達(dá)到士0. 25%示值誤差。在協(xié)助昆該自來水廠進(jìn)行調(diào)試，流量計(jì)正常運(yùn)行投入生產(chǎn)之后，于2010年8月份，根據(jù)措道式污水流量計(jì)在線校準(zhǔn)要求》[]j對(duì)每臺(tái)表的原始數(shù)據(jù)一一記錄，一年之后，我們?cè)俅蝸淼浆F(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行在線檢定。
2. 1電參數(shù)法的檢定過程
在檢定過程中，首先，觀察轉(zhuǎn)換器內(nèi)的各項(xiàng)參數(shù)設(shè)置是否有被改動(dòng)過，要求轉(zhuǎn)換器的各項(xiàng)參數(shù)設(shè)置與污水流量計(jì)出廠銘牌上的一致;然后觀察兩根電纜(勵(lì)磁電纜、信號(hào)電纜)是否有損傷，是否保持原株《管道式污水流量計(jì)在線校準(zhǔn)要求》指出需保證被測(cè)液體電導(dǎo)率符合流速在0. 3~10 m/s的流動(dòng)狀態(tài)下，被測(cè)管道中應(yīng)保持滿管，無氣泡聚集。
在對(duì)該自來水廠進(jìn)行檢定觀察時(shí)，全部的流量計(jì)都在穩(wěn)定有序地運(yùn)行，無數(shù)據(jù)波動(dòng)等狀況出現(xiàn)。因此，可以判定以上條件均符合，并在此基礎(chǔ)上對(duì)流量計(jì)的一系列參數(shù)作了檢測(cè)。
由于在第二次來到自來水廠時(shí)，該流量計(jì)處于運(yùn)行狀態(tài)，因此，為不妨礙水廠的正常工作，我們對(duì)每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)只進(jìn)行了兩次數(shù)據(jù)測(cè)量。
2.1.1轉(zhuǎn)換器的校準(zhǔn)
①瞬時(shí)流量的示值誤差及重復(fù)性檢定
先關(guān)閉轉(zhuǎn)換器的供電電源，并將轉(zhuǎn)換器連接傳感器的電纜拆卸下來，使用自主開發(fā)的模擬信號(hào)發(fā)生器(精度為±0.1%)，為轉(zhuǎn)換器提供模擬信號(hào)，代替實(shí)際使用過程中污水流量計(jì)傳感器提供的流量信號(hào)。然后通電預(yù)熱片刻之后，分別選定高、中、低3個(gè)流速點(diǎn)，且采用上行程和下行程的力一式對(duì)每個(gè)點(diǎn)都測(cè)試3遍，對(duì)轉(zhuǎn)換器的示值做出記錄，并將所記錄的值按照要求所記錄的公式進(jìn)行處理，zui后根據(jù)計(jì)算得到示值誤差和重復(fù)性。
②轉(zhuǎn)換器零點(diǎn)檢查與校準(zhǔn)
將污水流量計(jì)模擬信號(hào)發(fā)生器的開關(guān)撥到‘`0”位置，用模擬信號(hào)發(fā)生器的零位進(jìn)行調(diào)零，直到轉(zhuǎn)換器瞬時(shí)流量顯示為‘`0. 000 m3 /h"
③污水流量計(jì)零點(diǎn)漂移的檢查
斷開轉(zhuǎn)換器與傳感器之問勵(lì)磁線圈的連接電纜(貝菲產(chǎn)品的勵(lì)磁線圈連接電纜編號(hào)為‘`7 , 8”電纜線)，保持信號(hào)線“1,2,3”的聯(lián)通，經(jīng)過十幾分鐘左右的預(yù)熱(當(dāng)然，在這預(yù)熱過程中可對(duì)其他表進(jìn)行其他項(xiàng)口的檢查)，恢復(fù)轉(zhuǎn)換器的各項(xiàng)參數(shù)設(shè)置，每5 min記錄一次轉(zhuǎn)換器讀數(shù)情況，持續(xù)3次并記錄轉(zhuǎn)換器每次的顯示值。取值z(mì)ui大的值與污水流量計(jì)量程相比較，得到零點(diǎn)漂移值。
④轉(zhuǎn)換器輸出頻率及輸出電流校準(zhǔn)
以污水流量計(jì)模擬信號(hào)發(fā)生器為校準(zhǔn)信號(hào)源，采集3個(gè)流速測(cè)量點(diǎn)的頻率計(jì)電流輸出信號(hào)，按照公式計(jì)算兩者的示值誤差。
應(yīng)該注意的是，轉(zhuǎn)換器輸出頻率、電流的zui大允許示值誤差應(yīng)不超過出廠準(zhǔn)確度的要求。
2.1.2傳感器的校準(zhǔn)
①勵(lì)磁線圈電阻的測(cè)量
以數(shù)字萬用表為測(cè)量工具，兩個(gè)表筆分別搭在勵(lì)磁線圈的兩個(gè)端子上，測(cè)量勵(lì)磁線圈的電阻值，將測(cè)量結(jié)果與以往的記錄值進(jìn)行比對(duì)。
②勵(lì)磁線圈對(duì)地絕緣電阻的測(cè)量
以500 V兆歐表為測(cè)量工具，將兆歐表的兩端分別夾在勵(lì)磁線圈一端和接地線上，操作兆歐表待顯示穩(wěn)定后讀數(shù)，要求絕緣電阻大于100Ω
③傳感器接地電阻的測(cè)量
用數(shù)字式萬用表測(cè)量信號(hào)屏蔽線和接地線之問的電阻，要求對(duì)地電阻小于10Ω
④電極對(duì)地(接液)電阻值的測(cè)量
以指針式萬用表為測(cè)量工具(測(cè)量時(shí)會(huì)出現(xiàn)短暫的允放電現(xiàn)象)，讀取指針偏轉(zhuǎn)zui大值時(shí)的值作為記錄值。電極的接地電阻值不能有較大的偏差率，否則視為不可控。
應(yīng)注意的是，測(cè)量應(yīng)該以*次測(cè)量的zui大值為準(zhǔn)，若要再次測(cè)量，應(yīng)消除電極上可能出現(xiàn)的極化現(xiàn)象，避免造成對(duì)測(cè)量準(zhǔn)確性的影響;同時(shí)，要求測(cè)量偏差率≤20 %。
污水流量計(jì)出廠時(shí)以及經(jīng)過一年的使用之后，再次對(duì)同一臺(tái)污水流量計(jì)進(jìn)行在線檢定，數(shù)據(jù)記錄及處理結(jié)果如表1、表2所示。其中，原始在線檢定數(shù)據(jù)的環(huán)境溫度為29 0C、相對(duì)濕度為70% RH}zui大示值誤差為D. 25 %;運(yùn)行一年后檢定數(shù)據(jù)的環(huán)境溫度為30℃、相對(duì)濕度為70% RH。經(jīng)第三力一檢測(cè)的原始數(shù)據(jù)如表3所示。
污水流量計(jì)電參數(shù)在線檢定法主要用來對(duì)直接影響污水流量計(jì)測(cè)量準(zhǔn)確度的勵(lì)磁線圈的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行測(cè)量。
通過兩次數(shù)據(jù)的對(duì)比，可以很直觀地了解到這-臺(tái)污水流量計(jì)的各項(xiàng)電參數(shù)在經(jīng)過一年的現(xiàn)場(chǎng)使用之后仍然能夠與原始數(shù)據(jù)很好地溯源。
2. 2標(biāo)準(zhǔn)表法的檢定過程
標(biāo)準(zhǔn)表法是在管道上再安裝一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)表，同步記錄兩臺(tái)流量計(jì)的輸出流量。在標(biāo)準(zhǔn)表的選擇力一面，口前國(guó)內(nèi)外大部分企業(yè)機(jī)構(gòu)都是選用便攜式超聲波流量計(jì)作為標(biāo)準(zhǔn)表進(jìn)行在線檢定。
以長(zhǎng)春某熱力公司中一臺(tái)DN 1 200 mm流量計(jì)為例，對(duì)運(yùn)用便攜式超聲波流量計(jì)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)鑒定的過程做一簡(jiǎn)單的陳述。
該熱力公司于每年10月初開始對(duì)供暖設(shè)施進(jìn)行加壓試運(yùn)行，檢查設(shè)備是否正常可靠。口前，我們公司有上百臺(tái)大口徑的流量計(jì)在該企業(yè)的熱力供給線上運(yùn)行，在2010年10月份試運(yùn)行過程中，發(fā)現(xiàn)其中一臺(tái)DN 1 200 mm的大口徑流量計(jì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)波動(dòng)，提議需對(duì)該表運(yùn)行的準(zhǔn)確度進(jìn)行檢測(cè)Ce -}7。使用兩臺(tái)精度為士0.5%,重復(fù)性為士0.巧%的便攜式超聲波流量計(jì)對(duì)該流量計(jì)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢查。DN 1 200 mm的大口徑流量計(jì)第三力一檢定數(shù)據(jù)如表4所示。由表4可以看出，zui大示值誤差為0. 18%zui大重復(fù)性為0.06%
操作人員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，首先對(duì)污水流量計(jì)的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集記錄，發(fā)現(xiàn)流量計(jì)的顯示數(shù)據(jù)確實(shí)存在波動(dòng)。
隨后，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況及超聲波流量計(jì)的安裝要求，對(duì)管道外壁的污垢進(jìn)行擦除，以保證超聲波流量計(jì)的可靠應(yīng)用，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工作人員對(duì)管道內(nèi)壁的襯里描述，采用‘`V”形安裝力一法對(duì)參數(shù)進(jìn)行一設(shè)置Ca-io7。 值得說明的是，由于超聲波流量計(jì)對(duì)使用環(huán)境和安裝的要求較高，且在較寬的流速范圍之下，較難保證超聲波流量計(jì)在全流速范圍內(nèi)一直保持一個(gè)較高的精度。為此，分別選用高、低流速的兩臺(tái)超聲波流量計(jì)，分別對(duì)管道內(nèi)流體的高低流速進(jìn)行測(cè)量，這在一定程度上可以實(shí)現(xiàn)測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。
經(jīng)分段檢定，超聲波流量計(jì)數(shù)據(jù)記錄如表5所示。對(duì)比發(fā)現(xiàn)，超聲波流量計(jì)數(shù)據(jù)顯示及波動(dòng)情況與污水流量計(jì)所反映的情況一致。
在線檢定后，發(fā)現(xiàn)流量計(jì)顯示的波動(dòng)幅度越來越小。對(duì)此，我們判斷是因?yàn)楣艿涝谀陜?nèi)通水及水溫差異等原因，使得管道內(nèi)存在大量氣泡，造成數(shù)據(jù)波動(dòng)。經(jīng)建議，長(zhǎng)春熱電在污水流量計(jì)的前直管段上安裝了排氣閥，污水流量計(jì)隨即正常工作。
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