流量测量系统示值准确性现场校验

浅析流量测量系统示值准确性的现场校验摘要：一台流量计安装到使用现场后，往往还要同其他相关联的仪表（如二次表）配套，连同被测对象一起组成流量测量系统，并在特定的使用环境中运行。

一个流量测量系统器具选型不当，量程选择不当，器具之间匹配不合适，安装不合理，环境恶劣使器具不能适应，测量对象对器具测量范围度要求太高等原因，都会造成系统误差太大，因此本文介绍了流量测量系统常用的现场校验方法。

关键词：流量测量系统示值准确性现场校验
在使用现场对流量测量系统进行校验，一般包括零点校验和零点以外的示值校验，通常似乎先进行零点校验，在零点正常以后，如果有条件才进行零点之外其他点的示值校验。

如果零点不正常，一般应先查找原因，经处理使之正常后再进行其他点的示值校验。

（1）流量测量系统零点的校验。

在使用现场对流量测量系统的零点进行校验同在实验室进行校验方法没有什么不同，都是使流过流量计的流量为零，然后读取流量表的示值。

只是使用现场条件没有实验室理想，有较多的不利因素。

经验丰富的工程监理人员或验收人员在流量计启用前对其检查验收时都要检查一下流量计的零点示值，因为此项校验最容易实施，也最为重要。

校零时需注意如下各点。

①保证流过流量计的流体流量确为零。

这是流量计校零的基础。

现场使用一段时间的切断阀关闭后能做到无内泄者不是很多。

所以
校对零时，需确认这一点，才能避免弄巧成拙。

②在流量计测量通道中必须充满被测介质。

这一点对于电磁流量计尤为重要。

因为大多数电磁流量计在空管时都会指向满度值，这是由于测量管空管时，电极之间开路，使示值超过满度。

③小信号切除问题。

对于以模拟信号输出的流量计，由于模拟电路难免有些漂移，导致零点出现微小的偏移。

通常用小信号切除的方法予以解决。

但用该方法时切除点以下的小流量信号也被切除了，所以切除点不能定得太高。

在流量仪表普遍实现可编程后，切除点可根据需要任意设定，为解决这一困难提供了有效的手段。

但应注意，有些变送器（例如差压变送器）由于安装位置有一定的倾斜，或因承受机械应力，导致零点漂移，不能用小信号切除的方法解决，只能用零点校准的方法解决。

涡街流量计测量液体，管中充满着的液体，包围在传感器周围，具有良好的阻尼。

若测量管中充的是气体，由于气体的密度和黏度均比液体小得多，阻尼特性较差、管道或厂房的振动，甚至周围空气较强烈的振动，都会导致仪表示值的”无中生有”。

④振动对涡街流量计零点的影响。

涡街流量计在测量管充满被测介质时，如果零点示值偏高，也即存在“无中生有”的现象，一般都可通过噪声平衡（nb）调整和触发电平调整（tla）使输出回零。

但若安装现场振动较严重，往往无法用仪表调整的方法解决问题，因为将触发电平调得太高，或将放大器增益（gain）调得太小，必将导致提高可测最小流量值，甚至在流量较大时涡街所产生的信
号仍低于触发门槛值，而被当作噪声予以滤除。

这时就得另想办法，例如减小振动，换上耐振性更佳的仪表等。

⑤涡街流量计在零流量时易引入干扰。

涡街流量计校零时容易接受外界干扰的主要原因是因为其传感器前置放大器的变增益特性。

以压电传感器为例，由于传感器的输出幅值同流过测量管的流速的平方成正比，流速越高，传感器的输出幅值悬殊的频率信号放大到幅值近似相等的信号，采用了变增益放大器，即流速高时输入频率高，增益小，流速低时输入频率低，增益大，当然，输入频率为零时，增益最大，这时，各种干扰也一视同仁被放大了流量计的流量为零，比较容易实现。

（2）流量测量系统的示值校验。

流量测量系统的零点示值校验实施起来比较容易，因为使流过流量计的流量为零，比较容易实现。

本文所述的校验是零点之外其他点示值的校验。

①校验前的准备工作。

要对流量测量系统示值进行现场校验需具备必要条件。

要预留校验口和切断阀，在仪表安装时就已设置好。

如果只设置出料校验口，则只能用流量计实际被测流体校验；如果既装设了出料校验口又装设了进料校验口，就也可用其他合适的流体校验。

②用容积法进行校验。

用容积法对被校表进行校验。

适用于液体流量校验，流量校验点一般取被校流量计常用流量，可在不影响生产操作的情况下实施校验。

标准容器的容量不应小于1min的输送量。

用标准容器在现场现成对被校表进行校验，校验点（瞬时流量值）要做到高是困难的，达到60m3/h的例子已不多见。

因为流量越大，困难越多，如动力、标准容器的搬移、场地、操作以及校准液的回收等。

当流量更大时，可利用现场现成的水池、槽、罐等代替标准容器，用一段时间内容器中液位的变化计算容积值，然后同流过流量计的总量进行比较。

但是计算时，容积值的计算不能以竣工图数据为准，须实测，容器上人孔、法兰口、内件的影响都要扣除，阀门不能泄露，旁路管道流出流入的量要特别注意。

③用称量法进行校验。

用称量法对被校表进行现场校验。

称量法在现场校验中比容积法用得多，原因是标准秤比标准容器容易得到，灵活性也更大。

④用标准表法进行校验。

上面所述的容积法和称量法只能用液体进行校验，而标准表法既适用于液体又适用于气体。

标准表法的选择灵活性很大，主要取决于交工单位和验收单位的资源情况，在不得已的情况下，有时也使用精确度达不到规程要求的流量计作标准表。

对于液体，选精确度优于0.2级涡轮流量计是适宜的；对于气体，流量不大时选用煤气表，流量较大时，选用临界流流量计。

当被测流体为气体时，情况要复杂一些。

因为气体温度膨胀系数大，又容易被压缩，当其状态偏离标准状态较远时，还需进行压缩系数修正。

被校表的类型有多种，标准表的类型也可以有多种，
对于直接式质量流量计，其示值不受流体状态影响，而其他类型仪表必须进行流体温度、压力、压缩系数补偿。

测压点的位置要求也有很大差异，例如，涡轮流量计要求装在流量传感器下游数倍管径的管道上；孔管流量计要求装在节流装置正端取压口处；其他原理流量计大多数要求装在流量计上游管道上。

运用标准表法时应注意的事项。

在用标准表法对现场流量计进行校验时，由于被校流量计和标准流量计安装在同一根管道上，而且相隔距离又很近，两台表很容易相互影响引起误差增大，甚至无法工作。

例如，在用科氏力质量流量计进行校验时，两台仪表都应用支架固定牢固，如果两台表的振动相互干扰难以消除，可在两台表之间用一段挠性管连接。

在用旋转式容积流量计作标准表对涡街流量计等进行校验时，应注意旋转式容积流量计工作时可能引发的流动脉动对被校表的影响。

容积流量计中的椭圆齿轮式、腰轮式、旋转活塞式等，由于其工作原理的特性，工作时会引发一定幅值的流动脉动。

角速度的变化引发流动脉动，作用在涡街流量计等流动脉动非常敏感的仪表上，导致其示值明显偏高。

解决这一问题的方法一是避免采用容易引发流动脉动的标准表，二是在两台表之间增设阻尼器。

⑤用夹装式超声流量计进行校验。

用超声流量计对流量计进行现场校验，从方法来分类仍属标准表法，但是超声流量计得实际准确度多半达不到规程要求，例如单声道时差法超声流量计，流速精
确度为读数值的0.5%～1%，再计入流通截面积求取的误差、传感器安装距离误差等，不确定性很大，所引起的流量误差更大，所以也只能成为比对或验证。

总之，对流量测量系统示值准确性进行现场校验是一项十分细致的工作。

它是用系统的方法对已经装设的流量测量系统是否准确可靠并满足使用要求进行的校验。

在设计条件确定、仪表选型及工程设计、仪表制造及安装、开表投运和系统调试中的每一个环节，都会导致合格仪表得不到满意的数据。

参与文献：
[1]纪纲、纪波峰流量测量系统远程诊断集锦化学工业出版社
[2] 纪纲流量测量仪表应用技艺化学工业出版社。