針對生產(chǎn)企業(yè)小口徑液體流量計(jì)實(shí)際安裝使用情況及溯源方式，介紹了質(zhì)量法小口徑液體流量計(jì)在線溯源技術(shù)的應(yīng)用，對其關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了分析與探討，并通過試驗(yàn)驗(yàn)證其準(zhǔn)確性。通過對小口徑流量計(jì)進(jìn)行在線溯源，避免流量計(jì)的拆卸送檢問題以及在拆送、安裝過程中對其計(jì)量性能造成影響，以減少時(shí)間成本、提高企業(yè)生產(chǎn)效率，保證流量計(jì)測量準(zhǔn)確可靠及貿(mào)易公平公正。

0.引言

在工業(yè)生產(chǎn)過程中，流量計(jì)量起著至關(guān)重要的作用。由于流量是一個(gè)動(dòng)態(tài)量，因而流量計(jì)量是一項(xiàng)復(fù)雜的技術(shù)。對于流量計(jì)量儀表，為保證流量計(jì)量的準(zhǔn)確性，一般要求拆送至有資質(zhì)的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行檢定（校準(zhǔn)），因拆卸送檢及后續(xù)安裝需要較長時(shí)間，使得企業(yè)的日常生產(chǎn)受到較大影響，因此現(xiàn)場校準(zhǔn)技術(shù)越來越被廣大客戶所接受。

利用外夾式超聲波流量計(jì)可以實(shí)現(xiàn)液體流量計(jì)的現(xiàn)場校準(zhǔn)，國內(nèi)外不少學(xué)者對現(xiàn)場校準(zhǔn)的可行性及方法作了相關(guān)的研究。但由于液體流量計(jì)現(xiàn)場安裝條件所限，導(dǎo)致現(xiàn)場條件無法滿足外夾式超聲波流量計(jì)的設(shè)計(jì)、使用、安裝要求。根據(jù)各類生產(chǎn)企業(yè)的實(shí)際工作情況分析，一般對于直徑DN≥50mm的液體流量計(jì)可以采用外夾式超聲波流量計(jì)進(jìn)行現(xiàn)場校準(zhǔn)，但對于DN<50mm的小口徑液體流量計(jì)，因其流量及管道內(nèi)徑較小的原因，常常采用質(zhì)量法。

1 .原理及組成

1.1在線校準(zhǔn)裝置

質(zhì)量法液體流量計(jì)在線校準(zhǔn)的工作原理為：流體介質(zhì)連續(xù)流過被檢的液體流量計(jì)（以下正文中稱“被檢表”），后經(jīng)管道旁路流入質(zhì)量法校準(zhǔn)裝置，經(jīng)過一定時(shí)間后，通過對比被檢表儀表示值與電子稱稱重值，計(jì)算出其示值誤差，從而達(dá)到校準(zhǔn)被檢表的目的。質(zhì)量法液體流量計(jì)在線校準(zhǔn)裝置如圖1所示。

1.2校準(zhǔn)配套儀器

校準(zhǔn)所用配套儀器如表1所示。

常見的液體流量計(jì)準(zhǔn)確度等級(jí)一般有0.2、0.5、1.0、1.5、2.0級(jí)，采用準(zhǔn)確度為○Ⅲ級(jí)的電子稱作為標(biāo)準(zhǔn)器，可以滿足一般的液體流量計(jì)的校準(zhǔn)精度要求，工作容器的容量大小，則根據(jù)被檢表校準(zhǔn)流量大小決定；采用溫度計(jì)測量環(huán)境溫度、介質(zhì)溫度，采用濕度計(jì)和氣壓

表分別測量環(huán)境濕度、當(dāng)?shù)卮髿鈮?，記錄并作后續(xù)計(jì)算使用；當(dāng)被檢表計(jì)量單位為體積單位時(shí)，還應(yīng)使用密度計(jì)測量流經(jīng)被檢表的介質(zhì)密度。

2.校準(zhǔn)操作流程

2.1校準(zhǔn)前準(zhǔn)備工作

在開始校準(zhǔn)前，應(yīng)做好以下幾項(xiàng)準(zhǔn)備工作：

1）觀察被檢表銘牌，了解被檢表工作電壓、測量介質(zhì)、測量范圍等基本信息；2）觀察被檢表工作情況，查看當(dāng)前流場是否平穩(wěn)，瞬時(shí)流量變化幅度是否合理；3）觀察被檢表前、后和旁路閥門是否能夠正常開啟、關(guān)閉并無明顯阻滯現(xiàn)象；4）觀察管道及各連接處有無漏液現(xiàn)象。

2.2校準(zhǔn)操作步驟

校準(zhǔn)前測漏和預(yù)熱，斷開被檢表工作電源并關(guān)閉表前閥門，將質(zhì)量法在線校準(zhǔn)裝置進(jìn)行安置并確保電子稱處于水平狀態(tài)。關(guān)閉旁路、表后閥門后打開表前閥門，確認(rèn)各連接處無滲漏；保持其他閥門不變，打開表后閥門，對被檢表通電預(yù)熱10min。

操作步驟：1）調(diào)節(jié)表前閥門開度，觀察被檢表流量，達(dá)到指定的流量點(diǎn)后關(guān)閉表后閥門；2）待被檢表累積量靜止后，記錄被檢表累積量qi，電子稱讀數(shù)mi；3）平穩(wěn)快速打開旁路閥門后并計(jì)時(shí)，一定時(shí)間后平穩(wěn)快速關(guān)閉旁路閥門，靜待60s后記錄被檢表累積量q'i，電子稱讀數(shù)m'i，并分別計(jì)算儀表與標(biāo)準(zhǔn)器的變化量，其中Qi =q'i -qi，Mi =m'i -mi；4）測量工作容器內(nèi)液體密度 及該次大氣壓Pi、室溫Ti和相對濕度y，計(jì)算該次空氣密度；5）重復(fù)步驟2～4，對當(dāng)前流量點(diǎn)進(jìn)行校準(zhǔn)三次。

3 .測量數(shù)據(jù)處理

考慮質(zhì)量法相關(guān)特性，衡器讀數(shù)值 應(yīng)進(jìn)行浮力修正，因此每次校準(zhǔn)完成后，電子稱讀數(shù)應(yīng)按式（1）進(jìn)行修正：

（1）

式中：

Msi為校準(zhǔn)裝置質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)值，kg;

Mi為電子稱前后讀數(shù)變化量，kg; ra為空氣密度，kg/m3 ; rm為檢定用標(biāo)準(zhǔn)砝碼密度，kg/m3。

因電子秤得到的是流經(jīng)被檢表介質(zhì)質(zhì)量，當(dāng)被檢表累積量為體積單位時(shí)，累積流量變化值需考慮介質(zhì)密度大小造成的影響，因而被檢表誤差式（2）進(jìn)行計(jì)算：

（2）

當(dāng)被檢表累積量為質(zhì)量單位時(shí)，則不考慮密度帶來的影響，被檢表誤差按式（3）進(jìn)行計(jì)算：

（3）

4.校準(zhǔn)數(shù)據(jù)分析

為更好理解及介紹質(zhì)量法小口徑液體流量計(jì)在線校準(zhǔn)工作原理和計(jì)算方法，現(xiàn)舉例進(jìn)行說明：

例1.對某企業(yè)一臺(tái)DN10口徑的電磁流量計(jì)進(jìn)行在線校準(zhǔn)，其型號(hào)為SE115MM，編號(hào)為SE1602140，要求校準(zhǔn)0.6、1.1、1.3 m3/h三個(gè)流量點(diǎn)。根據(jù)流量大小，選用準(zhǔn)確度為○Ⅲ級(jí)，測量范圍為（0～30）kg的電子稱和30L工作容器。每個(gè)流量點(diǎn)測量三次，實(shí)測數(shù)據(jù)及計(jì)算處理如表2所示。

例2. 某企業(yè)委托在線校準(zhǔn)一臺(tái)DN25口徑的質(zhì)量流量計(jì)，型號(hào)為F025S115CQBZMZZZZ，編號(hào)為14158550，要求校準(zhǔn)850、1600、2200 kg/h三個(gè)流量點(diǎn)。

根據(jù)流量大小，選用準(zhǔn)確度為○Ⅲ級(jí)，測量范圍為（0～50）kg的電子稱和50 L工作容器。每個(gè)流量點(diǎn)測量三次，測得結(jié)果如表3所示。

查閱此被檢表近期檢定證書，表2、表3中校準(zhǔn)結(jié)果與實(shí)驗(yàn)室檢定結(jié)果***大偏差在±0.20%范圍內(nèi)，由此可知，質(zhì)量法在線校準(zhǔn)液體流量計(jì)結(jié)果準(zhǔn)確可信。

5.現(xiàn)場校準(zhǔn)注意事項(xiàng)

在現(xiàn)場進(jìn)行校準(zhǔn)作業(yè)時(shí)，要注意以下幾點(diǎn)情況并做好防護(hù)措施：

1）高空作業(yè)，當(dāng)現(xiàn)場作業(yè)需高空作業(yè)時(shí)，必須使用腳手架、安全繩等有效安全器具；

2）嚴(yán)禁帶電操作，當(dāng)需要對被檢表進(jìn)行開蓋、接線等操作時(shí)，必須關(guān)閉被檢表電源，提防觸電及短路；3）當(dāng)液體介質(zhì)為可燃物質(zhì)時(shí)，質(zhì)量法校準(zhǔn)裝置及工具必須符合相關(guān)防爆等級(jí)，做好防爆措施方能進(jìn)行作業(yè)，操作人員著裝也應(yīng)滿足相關(guān)制度要求。

6.結(jié)束語

本文介紹了質(zhì)量法小口徑液體流量計(jì)在線校準(zhǔn)的工作原理及操作方法，其結(jié)果準(zhǔn)確可靠，重復(fù)性好。在保證校準(zhǔn)質(zhì)量的同時(shí)，使企業(yè)擺脫了因流量計(jì)拆送檢而影響生產(chǎn)的困境，對企業(yè)而言，提高了生產(chǎn)的效率，節(jié)約了生產(chǎn)成本。因此質(zhì)量法在線校準(zhǔn)技術(shù)有著廣闊的發(fā)展前景。