超聲波流量計的計量校準
***、校準方法
1. 標準表法(***常用方法)
· 基本原理:以標準流量計為標準器,使流體在相同時間間隔內連續通過標準表和被校流量計,比較兩者的輸出流量值,確定被校流量計的計量性能。
· 操作流程:
o 將標準流量計與被校流量計串聯在同***管道上
o 在穩定流量條件下同時記錄標準表和被校表的讀數
o 計算示值誤差: Eij=qi?(qs)ij(qs)ij×***Eij=(qs)ijqi?(qs)ij×***
其中, qiqi 為被校表示值, (qs)ij(qs)ij 為標準表示值
o 每個流量點至少測量3次,取平均值作為結果
2. 零點校準
· 目的:消除零點漂移,確保無流量時顯示為零
· 操作步驟:
o 在管道內無流體流動的條件下進行
o 通過自動調零功能或手動設置零點偏差
o 對于高精度測量,關閉自動調零功能,手動設置零點偏差值
o 校準后,儀器會自動輸出減去零偏差后的測量值
3. 誤差調整
· 方法:通過調整流量計內部參數或更換齒輪來校正誤差
· 操作要點:
o 若流量計顯示正誤差,可通過更換齒輪調整誤差曲線
o 通過調整量程系數使測量值與已知流速相匹配
o 選擇不同的工作流量點進行校正,獲取更準確的校正曲線
二、校準條件與設備要求
1. 環境條件
· 溫度:液體介質校準時,溫度變化應不超過0.5℃;氣體介質校準時,準確度等***≥1.0***的流量計溫度變化應不超過0.5℃,低于1.0***的應不超過1℃
· 壓力:氣體流量計校準時,壓力波動應不超過0.5%
· 流體狀態:液體中應不夾雜氣體,確保滿管流動
· 大氣環境:環境溫度(5-45)℃,相對濕度35%-95%,大氣壓力(86-106)kPa1
2. 標準設備要求
· 標準流量計:
o 適用口徑范圍:DN(15-3500)mm
o 重復性應不大于0.10%
o 測量結果的擴展不確定度應不大于被校流量計流量傳感器允許誤差值的1/3
· 配套設備:
o 測厚儀:測量范圍0-50mm,MPE:±0.1mm
o 鋼卷尺:0-30m,不低于Ⅰ***
o 秒表:測量范圍大于999s,分辨力不低于0.1s
3. 管道條件
· 直管段要求:上游需≥10倍管徑(10D),下游≥5倍管徑(5D),否則可能因湍流導致±5%以上誤差
· 管道材質:金屬管(如碳鋼、不銹鋼)聲阻抗高,信號穿透強;塑料管(如PVC、PE)需選擇低頻傳感器(50kHz以下)
· 管道壁厚:若內襯過厚(如水泥襯層>5mm),需通過實測校準或選擇"穿透襯層"模式
三、校準步驟詳解
1. 校準前準備
· 環境確認:檢查溫度、濕度、壓力等環境條件是否符合要求
· 設備檢查:確認流量計及配件完好無損,無物理損傷或連接不良
· 參數核對:檢查管道外徑、壁厚、材質等參數輸入是否準確
· 清潔工作:清潔傳感器表面和管道安裝位置,去除銹跡、油漆、油污等
2. 標準設備安裝
· 安裝位置:選擇水平管道或上升管道作為標準管段安裝位置
· 安裝方式:
o V法安裝:兩傳感器呈135°-180°夾角對射,適用于管徑≤400mm
o Z法安裝:同側反射式,適用于管徑>400mm或流體含雜質
· 耦合劑選擇:
o 普通環境:硅脂耦合劑(耐溫-50℃至+200℃)
o 潮濕環境:防水型耦合劑
o 高溫環境:專用耐高溫耦合劑(如氧化鋅基)
3. 校準過程實施
· 流量點選擇:在流量計測量范圍內選擇至少3個流量點,盡量接近實際工況條件
· 數據采集:
o 每個流量點穩定后,同時記錄標準器和被檢流量計的初始值
o 運行***段時間后,同時停止標準器和流量計,記錄值
o 計算累積流量或瞬時流量的差值
· 信號質量檢查:
o 信號強度應≥70%
o 信號質量應≥85%
o 時間傳輸比應在97%-103%之間
4. 數據分析與調整
· 誤差計算:計算每個流量點的示值誤差和重復性
· 誤差評估:不同準確度等***的流量計允許誤差不同,0.2***為±0.2%,0.5***為±0.5%,1.0***為±1.0%
· 參數調整:根據誤差情況調整流量計內部參數,如量程系數、零點偏差等
· 驗證測試:調整后重新進行測量驗證,確保誤差在允許范圍內
四、校準周期與維護建議
1. 校準周期
· 常規情況:建議每年校準***次
· 特殊工況:
o 測量介質變化(如從水切換為油品)時需立即校準
o 大修后需立即校準
o 若測量值發生突變,需及時進行現場核校
2. 日常維護要點
· 傳感器清潔:定期清潔傳感器表面,去除沉積的雜質、水垢等
· 耦合劑更新:每月檢查耦合劑狀態,若出現干裂、氣泡需重新涂抹
· 夾具檢查:每季度使用扭矩扳手確認夾具緊固度,避免傳感器移位
· 環境監測:記錄安裝點溫度、濕度變化,若超出設備允許范圍需采取措施
3. 現場核校建議
· 便攜式設備:建議配備***臺同種類型的便攜式超聲波流量計,用于現場核校
· 核校時機:
o 新裝流量計安裝調試時
o 在線運行的流量計發生流量突變時
o 定期(如每季度)進行核校
· 核校方法:將便攜式流量計安裝在被校流量計附近,比較兩者讀數,誤差應≤±1%(液體)或±2%(氣體)
五、校準結果評估與處理
1. 結果評估標準
· 示值誤差:應符合流量計標稱的準確度等***要求
· 重復性:應不大于流量計允許誤差值的1/3
· 穩定性:標準流量計修正系數穩定性(前后校準差值)應滿足要求
2. 結果處理
· 合格判定:若所有校準點的示值誤差和重復性均符合要求,則判定為合格
· 調整建議:若誤差超出允許范圍,需調整流量計參數或進行維修
· 校準證書:應出具正式校準證書,記錄校準日期、有效期、校準結果等信息
3. 典型問題處理
· 信號強度<70%:檢查耦合劑是否充足、傳感器是否移位、管道是否銹蝕
· 數據波動>±5%:檢查流體是否含氣泡、直管段是否不足、是否存在振動干擾
· 累計流量偏差大:檢查傳感器安裝角度是否偏差、參數設置是否錯誤
超聲波流量計的計量校準是確保其長期穩定運行和測量準確性的關鍵環節。通過規范的校準流程、合適的校準方法和定期的維護檢查,可以有效保證流量計的測量精度,為工業生產、環境監測和貿易結算等提供可靠的計量數據。對于防爆型流量計,在校準過程中還需特別注意安全操作規范,確保在危險環境中的安全使用。
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