摘要：根據(jù)流量計(jì)的使用現(xiàn)狀，介紹了氣體流量計(jì)在線校核的檢測方法。
流量儀表是能源計(jì)量的主要工具之一，其使用狀況直接影響著能源計(jì)量的有效性，如何對使用中的流量儀表進(jìn)行計(jì)量性能評價，是當(dāng)前能源計(jì)量工作中亟待解決的重要課題。蒸汽流量儀表現(xiàn)階段很難做到在線檢定和校準(zhǔn)的工作，國際上普遍沒有較好的解決辦法。通過在線校核的方法，判斷氣體流量計(jì)是否屬于正常使用范圍或需要進(jìn)一步檢定、校準(zhǔn)。使用狀況好的儀表，能滿足設(shè)置要求，為管理人員提供可靠的能源利用數(shù)據(jù)。但如果儀表使用情況不如人意，或者總提供可疑的數(shù)據(jù)則會對企業(yè)產(chǎn)生很大的影響。所以對于流量儀表在使用中如何管理，如何保證其數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠，是一個不可忽視的大問題。１流量儀表的使用現(xiàn)狀流量儀表種類繁多，使用情況千差萬別，我們以較有典型意義的氣體流量計(jì)為對象進(jìn)行探討。如果氣體流量計(jì)的檢定問題解決好，對于其他流量計(jì)就不會有太大的困難。目前蒸汽的檢測手段主要采用差壓式流量計(jì)和渦街流量計(jì)，一般來說都能基本應(yīng)付檢測及計(jì)量的要求。雖然儀表在出廠前經(jīng)過一定程序的檢測校驗(yàn)，一旦安裝到管道上或使用一定時間后，其計(jì)量狀況就難以把握。即使是標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置，在實(shí)際使用上，偏離標(biāo)準(zhǔn)是常態(tài)。雖然對于偏離標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定所引起的測量誤差有些能進(jìn)行修正或估算，但偏離狀況并不容易掌握。所以，流量儀表在使用中提供的數(shù)據(jù)不一定與實(shí)際相符。如果流量儀表用于工況測量，只要其重復(fù)性較好，對工況變化的了解還能做到有一定的把握。因此，變化值是可靠的，絕對數(shù)值是可疑的，如果用于計(jì)量，就有可能造成較大的錯誤。
在實(shí)際應(yīng)用中，對于上述流量計(jì)的周期檢定，大多是對信號轉(zhuǎn)換部分（如差壓變送器）和顯示計(jì)算部分（如顯示積算儀）進(jìn)行檢定或校準(zhǔn)。有很多問題在這一環(huán)節(jié)及時發(fā)現(xiàn)和糾正，從技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀來看，這些部分的發(fā)展相對比較成熟，可靠性比較高，問題比較容易解決。而對于流量信號產(chǎn)生這一關(guān)鍵環(huán)節(jié)，本來更需要加以核實(shí)，但限于生產(chǎn)、運(yùn)輸、標(biāo)準(zhǔn)裝置等條件的制約，往往不能實(shí)現(xiàn)有效的檢測。
孔板流量計(jì)，一般在安裝使用后就很少拆檢，因故拆除時經(jīng)常出現(xiàn)人口直角邊緣磨損現(xiàn)象，甚至發(fā)現(xiàn)整塊孔板凹曲變形，造成孔板流量計(jì)的準(zhǔn)確度降低達(dá)±２０％。而渦街流量計(jì)，由于其儀表系數(shù)與旋渦發(fā)生體及管道的形狀尺寸有關(guān)，設(shè)計(jì)及標(biāo)定時的管道條件與現(xiàn)場管道往往不完全吻合，對儀表系數(shù)的影響量無法估算?；谏鲜霈F(xiàn)狀，對部分在用流量計(jì)進(jìn)行在線校核成為很有必要的問題，特別是使用時間較長、或者使用者一直對計(jì)量值存疑的流量計(jì)更是如此。２在線檢測流量的方法校核與通常所指的檢定、校準(zhǔn)具有完全不同的意義。其目的在于用某種可能的方式在線檢測實(shí)際流量，提供一些參考數(shù)據(jù)，從而可以對在用流量計(jì)的測量值進(jìn)行對比分析。雖然校核所用的流量計(jì)標(biāo)稱準(zhǔn)確度不一定比在用的流量計(jì)高，但由于它可以經(jīng)常在標(biāo)準(zhǔn)流量裝置上進(jìn)行校準(zhǔn)，因此在某種意義上說，它提供的數(shù)據(jù)具有更高的可靠性。
要實(shí)現(xiàn)在線測量流量，一般有線外和線內(nèi)兩種方式ａ前者以外夾式超聲波流量計(jì)為代表，后者由于現(xiàn)場條件的限制，以各種插人式流量計(jì)為代表。
從檢測方法來說，可以在適當(dāng)?shù)奈恢眉尤肆髁坑?jì)，好好在待檢流量計(jì)后且具有充分發(fā)展管流處，采取校核儀表測量值與在線儀表測量值相比較的方法，即直接比較法。如果現(xiàn)場流量計(jì)具有補(bǔ)償參數(shù)（溫度、壓力）測量儀表，可加以校對后采用其數(shù)據(jù)，否則應(yīng)加裝測量補(bǔ)償參數(shù)的儀表。
由于聲能傳遞的衰減程度與介質(zhì)密度相關(guān)，要使發(fā)射的超聲波信號穿過管壁，穿過流體，再穿過管壁到達(dá)接收器還能保持足夠的強(qiáng)度和信噪比。所以挑選合適的位置，正確安裝校核用的夾裝式超聲波氣體傳感器是相當(dāng)重要的。
３超聲波氣體流量計(jì)量裝置
３．１裝置介紹裝置包括主機(jī)、夾裝式超聲波氣體傳感器和打印機(jī)等。它采用時差法的測量原理，并有多種可選功能及附件以滿足用戶各種氣體流量測量需求。超聲波氣體流量計(jì)可用于測量幾乎任何一種氣體，由于無需在管線上開孔，因此大大節(jié)省了固定安裝的費(fèi)用。系統(tǒng)能夠提供精確、無漂移的超聲流量測量，對氣體流動無阻礙。流量計(jì)面板上能顯示流量、溫度、累計(jì)流量等參數(shù)ｓＰＴ８７８ＧＣ流量計(jì)如圖１所示，夾裝式超聲波氣體傳感器如圖２所示。
３．２工作原理及過程
選擇表面平整光潔的管道，好好在待檢流量計(jì)后且具有良好檢測條件的直管段處。檢測人員在傳感器上涂上流量計(jì)配備的耦合劑，使傳感器和管道壁上空隙間的微量空氣不影響超聲的穿透，同時使傳感器與管道壁的聲阻抗差減小，從而減小超聲能量在此界面的反射損失。然后在選定的管道上按照管徑的大小在適當(dāng)?shù)木嚯x安裝夾裝式超聲波氣體傳感器。把傳感器接人主機(jī)，并且在系統(tǒng)上設(shè)定現(xiàn)場管道環(huán)境等參數(shù)（包括管徑、壓力等）后便開始進(jìn)行蒸汽流量的檢測工作＾整個過程不需要蒸汽斷流，也不需要在管道上開孔。
３．３超聲波氣體流量計(jì)準(zhǔn)確度
ＰＴ８７８ＧＣ可測流速范圍和管徑范圍*寬，對于ＤＮ１００￣ＤＮ３００的管道，如果蒸汽溫度不高于２５０１，密度在４ｋｇ／ｍ３以上，能達(dá)到較好的效果。管徑＞１５０ｍｍ時，測量流速的準(zhǔn)確度可達(dá)讀數(shù)的±１％￣±２％；管徑矣１５０ｍｍ時，為讀數(shù)的±２％￣±５％，而重復(fù)性則可達(dá)讀數(shù)的±０．２％￣±０．５％。
４用標(biāo)準(zhǔn)裝置檢定ＰＴ８７８ＧＣ
根據(jù)１０３０-２００７《超聲流量計(jì)檢定規(guī)程》和ＪＪＦ１０５９-２０１２《測量不確定度評定與表示》對ＰＴ８７８ＧＣ流量計(jì)量系統(tǒng)進(jìn)行檢定。
４ 檢定的過程*先在測試管段上按照管道的大小在適當(dāng)?shù)木嚯x安裝夾裝式超聲波氣體傳感器（如圖３）。把被測試管段與音速噴嘴流量裝置對接好，在檢定系統(tǒng)的電腦上設(shè)置好環(huán)境溫度、濕度和壓力（一般為一個大氣壓）等參數(shù)。一切準(zhǔn)備就緒后打開氣閥，選擇檢定的流量點(diǎn)。對于ＰＴ８７８ＧＣ流量計(jì)量系統(tǒng)，應(yīng)選擇６，３０，１２２，３０１ｍＶｈ的流量點(diǎn)，對比被測設(shè)備與標(biāo)準(zhǔn)音速噴嘴流暈裝置各流量點(diǎn)的示值誤差。根據(jù)檢定規(guī)程和**計(jì)量技術(shù)規(guī)范，計(jì)算出ＰＴ８７８ＧＣ流量計(jì)量系統(tǒng)的誤差和本次檢定的不確定度，好后出具檢定**。
４．２檢定過程中應(yīng)該注意的兩個問題
１）在檢定過程中，應(yīng)該注意傳感器探頭的安裝位置及間距。按照ＰＴ８７８ＧＣ流量計(jì)量系統(tǒng)推薦的探頭安裝間距，在實(shí)測點(diǎn)標(biāo)示出兩個探頭安裝點(diǎn)進(jìn)行安裝３如果位置或間距有誤，可能導(dǎo)致偏差。
２）檢定時，管道中充人空氣的氣流要平穩(wěn)，這樣才能確保計(jì)量準(zhǔn)確。
５現(xiàn)場在線校核實(shí)例
一服裝洗染公司由于生產(chǎn)成本上升，每月蒸汽使用量增加了幾千噸。因此對其威爾巴氣體流量計(jì)進(jìn)行現(xiàn)場在線校核工作。
*先對公司的二次儀表（包括流量演算器、差壓變送器及壓力變送器）進(jìn)行在線校準(zhǔn)，校準(zhǔn)后沒有發(fā)現(xiàn)任何問題。由于拆裝不易或工藝要求，一次儀表（氣體流量計(jì)）無法送到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行檢定或校準(zhǔn)。因此我們使用ＰＴ８７８ＧＣ流量計(jì)量系統(tǒng)對該氣體流量計(jì)在線校核，然后對比分析。如果在用流量計(jì)的測量值在允許誤差范圍內(nèi)，則表明該流量計(jì)運(yùn)行正常。若超出允許誤差范圍，則建議企業(yè)拆送到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)一步檢定或校準(zhǔn)。根據(jù)上述校核方法，對該公司蒸汽分氣缸前的由ＥＣＥＦａｓｔ公司生產(chǎn)的威爾巴氣體流量計(jì)進(jìn)行了在線校核工作，對其編號為ＩＰＡ－１０６的流量計(jì)的校核數(shù)據(jù)如表１所示。
校核的示值誤差在儀表標(biāo)明的準(zhǔn)確度１．５％范圍之內(nèi)，相對擴(kuò)展不確定度符合要求，證明該公司的威爾巴氣體流量計(jì)不存在計(jì)量超差的問題，生產(chǎn)成本上升與蒸汽量上升沒有直接關(guān)聯(lián)。
經(jīng)過進(jìn)一步分析，發(fā)現(xiàn)該公司蒸汽量上升的同期產(chǎn)量也明顯提高，而生產(chǎn)成本上升主要是由于其成品（牛仔褲）單價下降而造成的。
６結(jié)論
氣體流量計(jì)在線校核的方法經(jīng)過逐漸的認(rèn)識和推廣，已經(jīng)獲得了越來越多的企業(yè)和機(jī)構(gòu)認(rèn)可。鑒于國內(nèi)暫時沒有成熟的在線檢定或校準(zhǔn)氣體流量計(jì)的方法，所以在保證儀器性能、提高經(jīng)濟(jì)效益方面，在線校核氣體流量計(jì)的方法可以發(fā)揮重要的作用。