孔口流量計(jì)校準(zhǔn)裝置及其校準(zhǔn)方法

通過標(biāo)準(zhǔn)表法氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的研制，對孔口流量計(jì)的流量和壓力修正項(xiàng)之間的關(guān)系進(jìn)行線性擬合，得到流量計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)曲線并評價(jià)其準(zhǔn)確度等級。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明了校準(zhǔn)方法的可行性和可靠性。

0.引言

新疆范圍內(nèi)石油、化工企業(yè)眾多，大大小小近百家熱電廠遍布全疆各地州。長期以來，新疆的大氣環(huán)境都承受著巨大的壓力。隨著西部大開發(fā)進(jìn)程的深入和大氣環(huán)境綜合治理的加強(qiáng)，用于檢測總懸浮顆粒物的大氣環(huán)境采樣器越來越多，而其中所使用的標(biāo)準(zhǔn)器孔口流量計(jì)的計(jì)量校準(zhǔn)需求也日益增加。對此，新疆計(jì)量測試研究院建立了標(biāo)準(zhǔn)表法氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置，用于對孔口流量計(jì)的校準(zhǔn)工作 。

1.標(biāo)準(zhǔn)裝置

1.1構(gòu)成

標(biāo)準(zhǔn)表法氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置采用重復(fù)性好的羅茨流量計(jì)和渦輪流量計(jì)作為主標(biāo)準(zhǔn)器，與被?？卓诹髁坑?jì)串聯(lián)在管路中，配備兩臺差壓變送器和兩臺溫度變送器，根據(jù)測量范圍選擇不同的管路 。計(jì)算機(jī)同時(shí)采集被檢表和標(biāo)準(zhǔn)表輸出的流量信號，并分別利用壓力和溫度值對流量進(jìn)行修正，得到相應(yīng)的標(biāo)況流量，再進(jìn)行比較，得到被檢表指示流量值的示值誤差及儀表系數(shù)，通過多次測量得到被檢表的重復(fù)性。

1.2  技術(shù)參數(shù)

測量范圍：2 ～ 200 m3·h-1；裝置的擴(kuò)展不確定度：U =0.5%，k =2。

2.校準(zhǔn)方法

1）在規(guī)定的環(huán)境條件下，按 HJ/T 368-2007 《標(biāo)定總懸浮顆粒物采樣器用的孔口流量計(jì)》技術(shù)要求及檢測方法 ，將孔口流量計(jì)安裝在標(biāo)準(zhǔn)表法氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置上。以空氣為校準(zhǔn)介質(zhì)進(jìn)行漏氣檢查。用橡皮墊堵住孔口流量計(jì)的孔口，開啟抽氣泵，20 s內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)應(yīng)無讀數(shù)變化，否則，需檢查漏氣位置,排除漏氣故障，直至標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)無讀數(shù)變化。取下橡皮墊，對孔口流量計(jì)進(jìn)行校準(zhǔn)。

2）在孔口流量計(jì)使用流量范圍內(nèi)，均勻選取七個(gè)流量點(diǎn)。啟動(dòng)抽氣泵，調(diào)節(jié)流量至每一選取點(diǎn)附近維持流量不變。待羅茨流量計(jì)讀數(shù)為一整數(shù)值時(shí)開始計(jì)時(shí)，并記錄羅茨流量計(jì)初始讀數(shù) Vi，讀取并記錄羅茨流量計(jì)壓差值p（Pa）和孔口流量計(jì)孔口的壓差值H （Pa），待羅茨流量計(jì)讀數(shù)至少增加 1 m3后終止計(jì)時(shí)，記錄羅茨流量計(jì)終止讀數(shù) Vf 和測定時(shí)間 t（min）。重復(fù)上述步驟，逐一校準(zhǔn)所選七個(gè)流量點(diǎn)。

3）計(jì)算每一校準(zhǔn)點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)狀況流量。先由羅茨流量計(jì)讀數(shù)計(jì)算孔口流量計(jì)被校點(diǎn)通過的計(jì)量體積 Vm：

4）計(jì)算每一標(biāo)定點(diǎn)孔口流量計(jì)壓差修正項(xiàng) Y：

如果任何一標(biāo)定點(diǎn)的 pL 值超過 ±2%，則需按上述規(guī)定操作，重做該點(diǎn)數(shù)據(jù)，直至滿足要求為止。不能滿足要求者，為不合格品。

3.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理

對青島某公司生產(chǎn)的穩(wěn)定性良好的孔口流量計(jì)進(jìn)行校準(zhǔn)，流量范圍： 80 ～ 130 L·min-1，準(zhǔn)確度等級：1 級。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見表 1。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場大氣壓p1 =93 500 Pa，環(huán)境溫度 T1 =293.65 K。將根據(jù)公式計(jì)算得到的修正項(xiàng) Y 和標(biāo)態(tài)流量 QN在 Excel 軟件中進(jìn)行線性回歸擬合，得到零點(diǎn) A=2.229 9增益 B=0.253 7，相關(guān)系數(shù) R2=0.998 3，即擬合函數(shù)為：Ycal=0.253 7QN + 2.2299，如圖 2 所示。進(jìn)而對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，結(jié)果見表 2。

由表 2 可以看出，7 個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)的 pL 值均未超過±1%，校準(zhǔn)結(jié)果良好。

4.結(jié)語

孔口流量計(jì)校準(zhǔn)裝置的建立，為總懸浮顆粒物采樣器用的孔口流量計(jì)校準(zhǔn)提供了技術(shù)手段，其檢測方法和技術(shù)指標(biāo)滿足環(huán)境保護(hù)總局 HJ/T 368-2007 《標(biāo)定總懸浮顆粒物采樣器用的孔口流量計(jì)》的要求。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明了該標(biāo)準(zhǔn)裝置和校準(zhǔn)方法的可行性和可靠性。

    蒸汽流量計(jì)作為工業(yè)測量中一種經(jīng)常使用的測量儀表，其使用頻率非常高。如何正確計(jì)量呢，下面就來講一講。
一、蒸汽的密度補(bǔ)償要科學(xué)準(zhǔn)確
為了正確計(jì)量蒸汽的質(zhì)量流量，必須考慮蒸汽壓力和溫度的變化，通過流量積算儀對蒸汽密度進(jìn)行補(bǔ)償。測量蒸汽溫度的鉑電阻一定要規(guī)范安裝：測溫鉑熱電阻插入管道中心位置、鉑熱電阻安裝在流量計(jì)下游的5倍管徑處、安裝鉑熱電阻的管道位置采取保溫措施等，確保測得的溫度數(shù)值準(zhǔn)確。在蒸汽壓力的測量中一定要注意，如果采用引壓管引壓，必須進(jìn)行零點(diǎn)遷移(因?yàn)橐龎汗軆?nèi)冷凝水的重力作用會(huì)使壓力變送器測量到的壓力與實(shí)際壓力之間出現(xiàn)一定的差值，引起密度補(bǔ)償?shù)恼`差)，也可在流量積算儀內(nèi)進(jìn)行修正。壓力變送器安裝在蒸汽流量計(jì)下游的4倍管徑處，壓力變送器前的閥門、密封墊應(yīng)完好暢通，以保證蒸汽壓力的準(zhǔn)確測量。如果采用設(shè)定壓力、溫度進(jìn)行補(bǔ)償，所設(shè)定的數(shù)值應(yīng)力求接近實(shí)際，否則誤差很大，一般不建議采用。
在流量積算儀中要正確設(shè)定蒸汽流量計(jì)的運(yùn)行狀態(tài)，這對蒸汽費(fèi)用的正確計(jì)算至關(guān)重要。對于蒸汽狀態(tài)不好明確判斷的使用場合，建議采用智能型流量積算儀，配合鉑電阻、壓力變送器進(jìn)行溫度、壓力補(bǔ)償，這樣所計(jì)量的蒸汽質(zhì)量流量zui準(zhǔn)確。
二、現(xiàn)場存在的振動(dòng)和電磁干擾應(yīng)避免
蒸汽計(jì)量中應(yīng)用zui多的渦街流量計(jì)受設(shè)計(jì)原理的影響，對機(jī)械振動(dòng)比較敏感，計(jì)量結(jié)果易受振動(dòng)干擾，應(yīng)對蒸汽流量計(jì)前后管段作可靠的支撐設(shè)計(jì)，加裝振動(dòng)緩沖部件，如管道振動(dòng)不可避免，應(yīng)選用抗干擾能力相對強(qiáng)的蒸汽流量計(jì)(如氣體超聲波流量計(jì)、智能式渦街流量計(jì)、差壓式流量計(jì)等)。如果蒸汽流量計(jì)現(xiàn)場存在振動(dòng)干擾，就會(huì)對在用的渦街蒸汽流量 計(jì)產(chǎn)生低頻率的脈沖信號影響，蒸汽流量計(jì)就會(huì)將這些脈沖作為流量信號傳遞給流量積算儀，形成累計(jì)流量，導(dǎo)致部分渦街蒸汽流量計(jì)在一段時(shí)間不用蒸汽的情況下仍然會(huì)有一定量的數(shù)值累計(jì)。這就是“不用汽而流量計(jì)走字”的原因，因此蒸汽用戶在不用蒸汽的情況下，也要與供汽單位共同記好表底，防止蒸汽流量計(jì)“空跑”。
三、蒸汽流量計(jì)的量程比要合理
量程比是指一個(gè)流量計(jì)在能確保給定的準(zhǔn)確度范圍內(nèi)，所能測量的zui大流量和zui小流量之比。用戶要根據(jù)自己的實(shí)際使用量選擇流量計(jì)，理論上待選蒸汽流量計(jì)的量程要完全覆蓋用戶的使用量程。超過流量上限和低于流量下限使用都會(huì)造成蒸汽流量計(jì)計(jì)量的嚴(yán)重不準(zhǔn)。比如：實(shí)際平均流量為5t/h的渦街蒸汽流量計(jì)，一般應(yīng)選擇口徑為150mm的渦街流量計(jì)，但是當(dāng)流量降低到0.3t/h或超過15t/h時(shí)，流量計(jì)就會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重計(jì)量失準(zhǔn)。
四、蒸汽流量計(jì)上下游直管段的正確安裝
對于傳統(tǒng)的渦街流量計(jì)，其前后安裝直管段要求分別為20倍管徑和5倍管徑(這是流量計(jì)的前面無閥門等障礙物的技術(shù)要求;有障礙物還要增加直管段，具體見廠家的說明書)。如果上下游直管段不夠，就會(huì)導(dǎo)致管道內(nèi)蒸汽流動(dòng)未充分發(fā)展，在流速分布剖面發(fā)生畸變。用戶可通過在蒸汽流量計(jì)前安裝流動(dòng)調(diào)整器或增加直管段來調(diào)整管道的流速分布，使蒸汽流量計(jì)處的流體為充分發(fā)展?fàn)顟B(tài)。對于一些大口徑蒸汽流量計(jì)，滿足上下游直管段的安裝要求更為重要。 

現(xiàn)代工業(yè)中一般采用智能型渦街流量計(jì)測量蒸汽介質(zhì)。那么如何更好的在使用中保護(hù)好渦街流量計(jì)使其有更長的使用壽命呢？  談起渦街流量計(jì)，相信大家都不會(huì)陌生，渦街流量計(jì)作為工業(yè)測量中一種經(jīng)常使用的測量儀表，其使用頻率是非常高的。在現(xiàn)在工業(yè)快速發(fā)展的今天，渦街流量計(jì)作為工業(yè)測量中常用的測量儀表，在長時(shí)間和高頻率的使用情況下，使用中對渦街流量計(jì)內(nèi)部測量構(gòu)件的損耗對于他的使用壽命是有一定影響的。如何減少對儀表的損害呢？
1、渦街流量計(jì)由于在渦流的客場很重的是在K系數(shù)確定，K系數(shù)的準(zhǔn)確與否直接影響循環(huán)的準(zhǔn)確性，更換儀表零件磨損和工藝管道，可以影響系數(shù)。很多化工廠的手段和校準(zhǔn)的缺乏，只有通過校準(zhǔn)，操作過程的影響，將發(fā)送到較好尊時(shí)間的漩渦。
2、渦街流量計(jì)定期檢查和屏蔽，消除了外界干擾，有時(shí)候問題的由于干擾。
3、渦街流量計(jì)應(yīng)探討定時(shí)清洗，發(fā)現(xiàn)檢查，個(gè)別探針檢測孔被污物甚至包裹在塑料中，影響了正常的測量。
4、渦街流量計(jì)安裝探頭在潮濕的環(huán)境中時(shí)，應(yīng)定期干燥或固化時(shí)間。因?yàn)樘綔y器本身做防潮處理，受潮后的操作。
5、渦街流量計(jì)數(shù)據(jù)管理應(yīng)引起足夠的重視，渦街流量計(jì)以便于將來的工作。
常州市良邦儀器儀表作為流量儀表、溫度儀表、壓力儀表、物位儀表專業(yè)廠家，一直堅(jiān)持研發(fā)新技術(shù)，研發(fā)新產(chǎn)品，發(fā)展技術(shù)優(yōu)勢，總結(jié)十多年來生產(chǎn)實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)，努力開發(fā)各種流量計(jì)量產(chǎn)品，形成規(guī)?；?、系統(tǒng)化、多樣化的生產(chǎn)格局。堅(jiān)持“科技創(chuàng)新，品質(zhì)*”的治廠方針，貫徹GB/T19001-2000質(zhì)量管理體系要求，確保產(chǎn)品質(zhì)量長期穩(wěn)定并不斷提高，為用戶提供的產(chǎn)品及完善的服務(wù)。