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质量法小口径液体流量计在线校准技术研究


文章日期:2017-06-17|阅读数:


针对生产企业小口径液体流量计实际安装使用情况及溯源方式,介绍了质量法小口径液体流量计在线溯源技术的应用,对其关键技术进行了分析与探讨,并通过试验验证其准确性。通过对小口径流量计进行在线溯源,避免流量计的拆卸送检问题以及在拆送、安装过程中对其计量性能造成影响,以减少时间成本、提高企业生产效率,保证流量计测量准确可靠及贸易公平公正。

0.引言

在工业生产过程中,流量计量起着至关重要的作用。由于流量是一个动态量,因而流量计量是一项复杂的技术。对于流量计量仪表,为保证流量计量的准确性,一般要求拆送至有资质的实验室进行检定(校准),因拆卸送检及后续安装需要较长时间,使得企业的日常生产受到较大影响,因此现场校准技术越来越被广大客户所接受。

 

利用外夹式超声波流量计可以实现液体流量计的现场校准,国内外不少学者对现场校准的可行性及方法作了相关的研究。但由于液体流量计现场安装条件所限,导致现场条件无法满足外夹式超声波流量计的设计、使用、安装要求。根据各类生产企业的实际工作情况分析,一般对于直径DN≥50mm的液体流量计可以采用外夹式超声波流量计进行现场校准,但对于DN<50mm的小口径液体流量计,因其流量及管道内径较小的原因,常常采用质量法。

 

1 .原理及组成

1.1在线校准装置

 

质量法液体流量计在线校准的工作原理为:流体介质连续流过被检的液体流量计(以下正文中称“被检表”),后经管道旁路流入质量法校准装置,经过一定时间后,通过对比被检表仪表示值与电子称称重值,计算出其示值误差,从而达到校准被检表的目的。质量法液体流量计在线校准装置如图1所示。

液体1.jpg

1.2校准配套仪器

 液体2.jpg

校准所用配套仪器如表1所示。

常见的液体流量计准确度等级一般有0.2、0.5、1.0、1.5、2.0级,采用准确度为○Ⅲ级的电子称作为标准器,可以满足一般的液体流量计的校准精度要求,工作容器的容量大小,则根据被检表校准流量大小决定;采用温度计测量环境温度、介质温度,采用湿度计和气压

表分别测量环境湿度、当地大气压,记录并作后续计算使用;当被检表计量单位为体积单位时,还应使用密度计测量流经被检表的介质密度。

 

2.校准操作流程

2.1校准前准备工作

 

在开始校准前,应做好以下几项准备工作:

1)观察被检表铭牌,了解被检表工作电压、测量介质、测量范围等基本信息;2)观察被检表工作情况,查看当前流场是否平稳,瞬时流量变化幅度是否合理;3)观察被检表前、后和旁路阀门是否能够正常开启、关闭并无明显阻滞现象;4)观察管道及各连接处有无漏液现象。

2.2校准操作步骤

 

校准前测漏和预热,断开被检表工作电源并关闭表前阀门,将质量法在线校准装置进行安置并确保电子称处于水平状态。关闭旁路、表后阀门后打开表前阀门,确认各连接处无渗漏;保持其他阀门不变,打开表后阀门,对被检表通电预热10min。

 

操作步骤:1)调节表前阀门开度,观察被检表流量,达到指定的流量点后关闭表后阀门;2)待被检表累积量静止后,记录被检表累积量qi,电子称读数mi;3)平稳快速打开旁路阀门后并计时,一定时间后平稳快速关闭旁路阀门,静待60s后记录被检表累积量q'i,电子称读数m'i,并分别计算仪表与标准器的变化量,其中Qi =q'i -qi,Mi =m'i -mi;4)测量工作容器内液体密度 及该次大气压Pi、室温Ti和相对湿度y,计算该次空气密度;5)重复步骤2~4,对当前流量点进行校准三次。

 

3 .测量数据处理

 

考虑质量法相关特性,衡器读数值 应进行浮力修正,因此每次校准完成后,电子称读数应按式(1)进行修正:

 液体3.jpg

(1)

 

式中:

Msi为校准装置质量标准值,kg;

Mi为电子称前后读数变化量,kg; ra为空气密度,kg/m3 ; rm为检定用标准砝码密度,kg/m3。

 

因电子秤得到的是流经被检表介质质量,当被检表累积量为体积单位时,累积流量变化值需考虑介质密度大小造成的影响,因而被检表误差式(2)进行计算:

 

(2)液体4.jpg

 

当被检表累积量为质量单位时,则不考虑密度带来的影响,被检表误差按式(3)进行计算:

 

(3)液体5.jpg

 

4.校准数据分析

 

为更好理解及介绍质量法小口径液体流量计在线校准工作原理和计算方法,现举例进行说明:

 

例1.对某企业一台DN10口径的电磁流量计进行在线校准,其型号为SE115MM,编号为SE1602140,要求校准0.6、1.1、1.3 m3/h三个流量点。根据流量大小,选用准确度为○Ⅲ级,测量范围为(0~30)kg的电子称和30L工作容器。每个流量点测量三次,实测数据及计算处理如表2所示。

 液体6.jpg

例2. 某企业委托在线校准一台DN25口径的质量流量计,型号为F025S115CQBZMZZZZ,编号为14158550,要求校准850、1600、2200 kg/h三个流量点。

根据流量大小,选用准确度为○Ⅲ级,测量范围为(0~50)kg的电子称和50 L工作容器。每个流量点测量三次,测得结果如表3所示。

查阅此被检表近期检定证书,表2、表3中校准结果与实验室检定结果***大偏差在±0.20%范围内,由此可知,质量法在线校准液体流量计结果准确可信。

5.现场校准注意事项

 

在现场进行校准作业时,要注意以下几点情况并做好防护措施:

 

1)高空作业,当现场作业需高空作业时,必须使用脚手架、安全绳等有效安全器具;

2)严禁带电操作,当需要对被检表进行开盖、接线等操作时,必须关闭被检表电源,提防触电及短路;3)当液体介质为可燃物质时,质量法校准装置及工具必须符合相关防爆等级,做好防爆措施方能进行作业,操作人员着装也应满足相关制度要求。

6.结束语

本文介绍了质量法小口径液体流量计在线校准的工作原理及操作方法,其结果准确可靠,重复性好。在保证校准质量的同时,使企业摆脱了因流量计拆送检而影响生产的困境,对企业而言,提高了生产的效率,节约了生产成本。因此质量法在线校准技术有着广阔的发展前景。

 

 



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