摘要:測量(liang)微小流量 的流量(liàng)計在很多行業得(dé)到廣泛應用。如果(guo)某一台✨計量計的(de)示🐅值精度受到懷(huái)疑，就有必要用簡(jiǎn)單易行的方法對(duì)流量計進行現場(chǎng)校準、比對，以消除(chu)疑慮。對特别重要(yào)的測量點，則在正(zheng)式投運前就需進(jin)行這樣的校準、比(bǐ)對🆚。介質爲液體時(shi)，宜将液體從放淨(jing)閥導出，并♈用容器(qi)收集稱重。當介質(zhi)爲蒸汽時，宜将導(dao)出的蒸🍓汽先變成(cheng)凝結水，然後稱重(zhòng)。當介質爲氣體時(shí)，宜用皂膜流量計(ji)、濕式氣體流量計(jì)等進行在線實時(shí)校準、比對。在作零(líng)位校驗時，應排除(chu)小信号切除的幹(gàn)擾。文中還提出了(le)🌍保證校準品質的(de)措施。對于不宜作(zuò)現場校準的測量(liàng)點，則可用基于質(zhi)量守恒定律😘的方(fang)法等作現場驗證(zheng)。
　　内藏孔闆流量計(jì) 、 小孔闆流量計 ，以(yi)其顯著的特點使(shǐ)其在制藥等精細(xi)化工行業、化工小(xiǎo)🛀🏻試驗裝置以及輕(qing)工行業的添加劑(ji)流量測量中，得到(dao)廣泛應用。是标準(zhun)孔闆流量計往微(wēi)小流量方向的延(yan)伸。
　　但因其測量精(jing)度不是由國際标(biāo)準或國家标準保(bao)證的，所☀️以初次使(shi)用者往往有些不(bú)夠放心。好在這種(zhǒng)流量計⁉️的實測流(liú)量一💘般都很小，可(kě)以根據工藝流程(cheng)的特點，例如用流(liu)程中的切斷閥和(hé)放淨閥或自控專(zhuān)業預設的校驗口(kǒu)，實現測量示值精(jing)度的現🌈場校準。
　　在(zai)開展此項工作時(shí)，如果所用的标準(zhun)器測量結果的不(bú)确定度不大于被(bèi)校流量計最大允(yun)許誤差絕對值1/3時(shi)，稱爲校準，否則隻(zhī)能稱比對。在不用(yong)标準器時，屬于驗(yan)證。
　　這種校準的結(jié)果因爲已包含流(liú)體密度、黏度、等熵(shāng)指✔️數等物性🔆與設(shè)計計算時的偏離(li)，也包含了溫度♍、壓(ya)力等工況參數的(de)💃偏離的影響。還包(bāo)含了使用環境偏(piān)離參比條💋件的影(ying)響，以及安裝情況(kuang)對測量誤⭐差的影(yǐng)響🔴，所校準得到的(de)結果更具有實際(jì)意義。
1微小流量的(de)驗證
1.1流量測量結(jie)果驗證的難點
　　在(zài)化工、石化等生産(chǎn)過程中，安裝有大(dà)量的過程變👉量測(cè)量儀表，其中溫度(dù)、壓力、流量、液位測(cè)量儀表數量巨大(da)，種類也極其繁多(duō)。但是它們卻有一(yī)個共同的特點，就(jiù)是測量結果的使(shi)用者對儀表示值(zhi)精度産生懷疑時(shí)，都要想盡辦法予(yu)以驗證，搞清楚關(guan)鍵儀表的測量結(jié)果究競是否正确(què)。所以🛀驗證問題不(bu)⭐隻存在于流♻️量之(zhi)中，在溫度，壓力、液(ye)位的測量中，同樣(yàng)存在，隻是流量之(zhī)外的要容易和簡(jian)單得多。例如溫度(du)測量，對于特别🔴重(zhòng)要的測量點，常選(xuan)用 雙支鉑熱電阻(zu) 、 雙支熱電偶 ，或在(zai)溫度傳感器旁邊(biān)，開設一個可以插(cha)人标準水銀溫度(du)計⛷️的校驗口，增加(jiā)的投資也微不足(zu)道。再比如壓🆚力測(cè)量，在 壓力變送器(qi) 附近增設--個 彈簧(huang)管壓力表 用于對(duì)照，也隻需舉手之(zhi)勞。而液位測量結(jie)果的校對也不困(kùn)🤩難，因爲大多數配(pei)有液位測量儀表(biao)的設備上，大多同(tóng)時配有 玻璃管液(yè)位計 、玻璃闆液位(wei)計或其他原理的(de)液位計。例如在工(gōng)業鍋爐汽包液位(wèi)的測量中，一般都(dōu)裝有3~4套不同原理(li)的液位測量手段(duan)，以便相🥰互對照，确(que)保安全。與此相似(si)的例子在流量測(ce)量中是不多見的(de)。
 
　　圖1所示是冗餘設(she)置的雙檢測器渦(wō)街流量傳感器。美(mei)國🔱洛克威⚽爾公司(si)有一項科研成果(guǒ)，即一台渦輪📞流量(liang)計中配有兩個🌈傾(qīng)角💞不同的渦輪，其(qi)中傾角大的渦輪(lún)🏃🏻轉速高，精度高，但(dàn)壽命⁉️短，而傾角小(xiǎo)的一個渦輪恰巧(qiǎo)相反，取其壽命長(zhang)的😄優點作爲✍️判斷(duan)主渦輪失準的手(shǒu)段。兩個渦輪🏒的電(diàn)磁檢測器輸出的(de)頻率保持一定的(de)比例，并由微電🐕子(zǐ)電路判斷，一旦頻(pín)率差超過🌈設定的(de)區間，即🔅判主渦輪(lún)失準，發出報警信(xìn)号。
　　在大型發電機(ji)組的配套鍋爐上(shang)，進水流量是一個(ge)關鍵參數，往往一(yī)副差壓孔闆上配(pei)有三對取壓口和(he)相互獨💛立的三台(tái)差壓⛱️變送器，其中(zhong)一台用于控制，一(yī)台用于計量，而聯(lian)鎖輸出則由三台(tai)變送器按👣三取二(er)表決結果決定，從(cóng)而确保安全”。
　　這種(zhong)多重冗餘并用三(sān)取二表決的方法(fa)确保流量♈測量🔞結(jié)果安全可靠的做(zuo)法，在大型石化裝(zhuāng)置中也經常采用(yòng)。但要付出相應👉的(de)代價。
1.2流量測量結(jie)果正确性驗證的(de)一般方法
　　闡述了(le)這種驗證的常用(yong)方法:
(1)基于質量守(shǒu)恒定律的方法;
(2)基(ji)于熱量平衡關系(xì)的方法問;
(3)基于設(she)備能力估算的方(fang)法"。
　　其中方法(1)用得(de)最多。在文獻圖中(zhōng)列舉了9個實際例(lì)子。例💔如用于貿易(yì)交接計量的表計(ji)，大多采用一根管(guǎn)道兩套表的配置(zhì)🌈，其中上遊表計歸(gui)供方所有，下遊表(biǎo)計歸需方所有"。
　　在(zai)油庫的油品發貨(huò)計量站，若幹台發(fa)貨用的流量計定(ding)期🐆用精度足夠高(gao)的基地式标準流(liu)量計校準。在天🔞然(rán)氣長輸♉管網的計(jì)量站場，也普遍采(cǎi)用一台标準流量(liang)計對若幹台發貨(huò)計量表計，經閥門(men)切換的方法實現(xiàn)就地校準。這種儀(yí)表配置方法在貿(mào)易交接中廣泛應(yīng)用，但在過程控制(zhi)中卻極少采用，原(yuan)✉️因之一是投資太(tài)高，其次是對🌈精度(dù)的要求也沒有那(nà)麽高。而是采用經(jing)濟而💃且簡單易😘行(háng)的方法。例如各分(fen)表流量示值之和(he)與總表相等的🌈關(guān)🈚系。鍋爐發汽流量(liàng)應等于進水流量(liang)與排污流量之差(chà)的關系㊙️。經蒸汽流(liu)量計計量的蒸汽(qi)，全部凝結後應得(dé)到質量相等的凝(ning)結水的關系。在♈用(yong)流量批量控制儀(yí)定量裝車的流程(chéng)中，裝車完♊畢,一般(bān)均需地中衡複測(ce)，這也是一㊙️個計量(liàng)精度驗證的過程(chéng)。便攜式超聲流量(liang)計在液體流量測(ce)量的比對和維修(xiu)中，扮演着重💛要角(jiǎo)色。這種流量計精(jing)度不夠高,談不上(shàng)校準，但如🌈果被懷(huai)疑的💞流量計的确(que)🏃‍♂️誤差較大,用它✊來(lái)比對，還是能夠做(zuo)出結論的。
2微小流(liú)量測量儀表的現(xian)場校準
　　微小流量(liang)測量儀表的精度(du)校準、驗證的特點(diǎn)在于“微小”，像1~10kg/h測量(liang)範圍的内藏孔闆(pǎn)流量計，隻要--個量(liang)筒就能實現驗證(zheng)❗。一支微型浮子式(shi)氣體流量計，用幾(ji)☁️十元錢一支的皂(zào)膜流量計就能實(shí)現🏃🏻校準。而适用💜于(yú)大流量🌂測量儀表(biao)驗證的方🏃法或設(she)備🌈，在微小流量中(zhong)，有時卻不合用。
2.1液(ye)體微小流量測量(liàng)儀表的現場驗證(zhèng)
　　液體微小流量測(cè)量儀表的精度大(da)多可用稱重法進(jìn)行驗證🆚。典型的例(li)子如圖2所示。
 
　　有時(shí)流量計并不安裝(zhuang)在調節回路中，這(zhè)時就需在☁️流量計(ji)💋下遊🤩管道上找到(dao)切斷閥和放淨閥(fa)或專門💔設置的校(xiao)驗口💜，如圖3所示。
 
　　在(zài)圖3中，将切斷閥V關(guan)斷，就可對流量計(ji)零位進行檢✂️查，打(dǎ)開放淨閥V2就可将(jiāng)液體導出放入容(rong)器稱重。通☁️常可改(gai)變V2開度使FIQ的瞬時(shi)流量qm爲常用值，并(bìng)經軟管導人容器(qi)，而且🌍要注意軟管(guan)中液體滞留量對(dui)校準、比對結果的(de)影響。
　　用這種方法(fǎ)實施校準、比對，不(bú)僅适用于内藏孔(kǒng)闆流量計、小孔闆(pan)流量計，也适用于(yu) 微小口徑電磁流(liú)量計 、 渦輪流量計(ji) 及 浮子流量計 等(děng)。
2.2流量零位的檢查(chá)與校驗
　　關斷切斷(duàn)閥對流量零位示(shi)值進行檢查和校(xiào)驗是流⭐量示值驗(yàn)證的首要任務。這(zhè)是因爲流量計零(ling)位如果不準，将對(duì)量程範圍内的各(gè)點示值都産生影(yǐng)響。在作零位檢查(cha)和校驗時應🙇🏻注意(yi)以下事項。
(1)确認測(cè)量管内的流體已(yi)停止流動，而且儀(yi)表處于正常測量(liang)狀态。當然确保安(ān)全萬無一失是首(shǒu)要的。
(2)排除小信号(hao)切除對校零I作的(de)幹擾。
　　在模拟輸出(chu)的流量計中，一般(ban)均有小信号切除(chú)功能。這是因🙇🏻爲模(mo)拟電路總會有一(yi)定幅值的漂移。這(zhe)🈲種漂移往往導🔴緻(zhi)實際上流體已停(tíng)止流動，儀表卻㊙️有(yǒu)小.流量指示，爲了(le)避‼️免這種🙇🏻令人不(bu)快的事情出現，于(yú)是就設計了小信(xìn)号切除功能"，例如(ru)電磁流量✨計，一般(bān)取滿量程流量的(de)2%爲切除點，即在實(shi)際流量⁉️小于2%FS時,儀(yi)表統統顯示零流(liú)量。于是問題得到(dao)解決。但是又産生(shēng)新的問題，即在實(shi)際流🍓量小于2%FS甚至(zhì)存在🍉反向流動時(shi)，儀表一概顯示零(ling)流量，從而産生一(yi)個假象。所以在校(xiào)零時,應将小信号(hao)切除功能暫時⚽撒(sā)銷。
　　差壓式流量計(ji) 都避不開開平方(fāng)運算這一環節。這(zhe)一運算人們喜歡(huan)交由差壓變送器(qì)去完成。這樣，相對(dui)流量較小時能獲(huò)得較💚大的電流輸(shu)出，從而使得将差(chà)壓信号傳送到後(hou)🔴續儀表🈲必不可少(shao)的DIA轉換和A/D轉換引(yǐn)入的誤差予以削(xue)弱。
　　在差壓式流量(liang)計中，小信号切除(chu)的作用更加突出(chū)，因👅爲開平方運算(suan)的關系，使得流量(liàng)在零點附近，運算(suàn)模塊具👈有非常大(dà)的增益。例如差壓(yā)有+0.04%FS的漂移，開平方(fāng)之後就有2%FS的輸出(chū)。所以小流量信号(hao)切除點一般定得(de)比較高。橫河公司(sī)的EJA110E型差壓變送器(qì)出廠設置定在滿(man)量程差壓的1%,對應(yīng)滿量程流💞量的10%。這(zhe)樣--來使流量顯示(shì)的死區變得更大(dà)。如果小信号切除(chu)模式指定爲“切到(dao)0”，則流量小于10.0%FS的所(suo)有各點，儀表都顯(xiǎn)🐪示零。以至在調零(líng)操作時，外部調零(líng)螺釘順時針或反(fǎn)時針旋轉很多圈(quān)，輸出都無動于衷(zhōng)。“切到線性”的功能(néng)，從而使死區不死(si)，即流量小于指定(ding)值後，輸出與輸人(ren)之間呈線性關系(xi)📧，甚💁至在差壓.爲負(fu)值時，仍有對應的(de)變化值，從而使📐調(diào)整更方便。這樣信(xin)号切除的關系如(ru)圖4所示。
 
(3)流量零點(dian)與差壓零點的差(chà)異
　　差壓式流量計(jì)在做校零操作時(shí)，習慣性動作是将(jiāng) 三閥組 中的負壓(yā)閥關閉，然後打開(kai)平衡閥，如果變送(sòng)器輸📐出不爲4mA,則作(zuò)相應調整。調校完(wán)畢将流量計投人(ren)運行，這時如果将(jiāng)與流量計🏃串聯的(de)切斷閥關斷，流體(ti)😄停止流動，有時會(hui)發現流量示🚶值并(bing)不爲零，甚至會有(yǒu)負的差壓顯示。這(zhè)多半是因儀表的(de)安裝有缺陷，流動(dòng)雖已停止，節流件(jiàn)前後差壓已爲零(ling),但因差壓信号傳(chuán)遞失真，使得變送(song)器接❗收到的差壓(ya)信⚽号并不爲零。因(yīn)此， 差壓變送器 零(ling)點正确并不等于(yu)流量零點正确。需(xū)要在變送器完成(chéng)校零後，關斷切斷(duan)閥，流量示值仍爲(wèi)零。因此需排除安(ān)裝缺陷。
2.3流量示值(zhí)現場驗證的操作(zuo)
　　流量計示值正确(que)性的驗證，由于現(xiàn)場條件所限，一般(bān)不能采取實驗室(shì)校準所用的方法(fa)。按照計量檢定規(guī)程,流量計在作實(shi)流👉校準時,在規定(ding)的時間間隔内，同(tóng)時讀取被校表🔞示(shì)值和标準表示值(zhi)N次，然後取平均值(zhi)并計算該校驗點(dian)本次校驗示值誤(wù)差。
 
　　一個校驗點相(xiàng)同的校驗進行三(sān)次，得到三個誤差(cha)值，然後計算該校(xiao)驗點平均誤差和(hé)重複性。
　　現場校準(zhǔn)所用的方法，從原(yuán)理來看與式(1)是相(xiàng)同的，但操💋作🎯方法(fǎ)有明顯的差異。現(xiàn)場校準、比對中，式(shì)(1)中的qm用累積值的(de)🌍增量Qm代替，qsi用稱量(liàng)結果代替,校準點(dian)爲常用流量。因此(cǐ)要簡🈲單得多。
2.4精餾(liú)塔各路流量的驗(yan)證
　　液相進料頂底(dǐ)采出的精餾塔在(zai)制藥廠“用得很多(duo)，而且多配有⭐流量(liang)計，由于精餾塔塔(tǎ)頂采出量D、塔底采(cai)出量B與進料量F之(zhī)間有下面的關系(xi)
F=D+B(2)
　　所以可用這個關(guān)系對相關的三路(lu)流量進行分析判(pàn)斷。
2.5氣體微小流量(liang)測量儀表的現場(chǎng)驗證
　　氣體微小流(liú)量測量儀表的現(xian)場校準、比對，同 液(ye)體流量計 不同，因(yīn)爲從流程中導出(chu)的氣體無法被收(shou)集并用☁️稱🈚重的🐪方(fang)法得到其質量，隻(zhi)能用另一台流量(liàng)計對其進行測量(liang)。
　　在石化、化工行業(ye)的分析室，分析人(rén)員用皂膜流量💃🏻計(ji)對氣☁️相色譜儀上(shàng)的微型浮子流量(liang)計 進行标定。類似(si)的情況，這種标準(zhǔn)流量計也可用來(lai)對🔆流程中的微小(xiǎo)氣體流量計進行(hang)校準，在這種流🍓量(liàng)計中，不同規格的(de)玻璃管對應的流(liu)量範圍也不同，最(zui)大可測量60L/min的流量(liang)，精度可達1.0%，其外形(xíng)如圖5所示。
 
　　濕式氣(qi)體流量計是一種(zhǒng)典型的容積式流(liú)量計，不确定⁉️度可(ke)達0.5%，也适合作爲标(biao)準器，流量測量上(shang)限可達3000L/h，其工作原(yuán)理如圖6所示.
 
　　上述(shù)兩種可作标準表(biao)使用的氣體流量(liang)計，顯示的都是🍉當(dang)🎯時當地大氣壓力(li)條件下當時氣體(tǐ)溫度條件下🔞的體(ti)積流量，如果要得(dé)到标準狀态體積(jī)流量，則需用✏️式(3)進(jìn)行☂️換算.
 
　　如果要得(dé)到質量流量，則需(xu)再乘上氣體的标(biao)準狀态密度Pn。
　　當需(xu)要校準的流量值(zhí)更大時，則可選用(yong)玻璃浮子流量計(jì) ，隻是精度較低，隻(zhī)能用作比對。有些(xie)被校對象氣體靜(jìng)壓較高，而且現場(chang)有容積已知的容(róng)器，也可應用PVTt法實(shí)現校準、比對或驗(yàn)證。
2.6蒸汽微小流量(liang)測量儀表的現場(chang)驗證
　　上述用于驗(yàn)證氣體流量計的(de)三種标準表都不(bú)适合測量蒸汽流(liu)量，但仍可用稱重(zhòng)法予以校準，例如(ru)從校驗口導出的(de)微小流量蒸汽，可(ke)以經軟管送到裝(zhuāng)有冰屑與水的混(hùn)合物的容‼️器底部(bu)😘，将其變成凝結水(shui)，然後稱重，再計✊算(suan)示值誤差。
2.7保證校(xiao)準品質的措施
(1)被(bèi)校表所給出的累(lei)積流量應具有足(zu)夠高的分辨力，參(cān)與💘計算誤差的流(liu)量示值有效數應(yīng)在4~5位之間。合理設(shè)置☎️流量計的積算(suan)速率，就能滿足這(zhè)一要求。
(2)收集導出(chū)液的容器應足夠(gou)大，每次測量時間(jiān)一般不短于1min。
(3)稱重(zhong)用的衡器，精度應(yīng)足夠高。
3結束語
(1)在(zài)很多行業都使用(yong)着大量測量微小(xiǎo)流量的流量計。如(rú)果某一台流量計(jì)的示值精度受到(dào)懷疑，就有必要用(yong)簡♉單易行的方法(fa)對其進行校準、比(bǐ)對，或通過質量守(shou)恒關系進行驗證(zheng)，以消除疑💞慮。
(2)測量(liang)液體微小流量的(de)流量計，宜利用現(xiàn)場的切斷閥🔞和放(fàng)淨閥，将液體導出(chū)、收集、稱重，然後計(jì)算誤差。
(3)測量氣體(tǐ)微小流量的流量(liàng)計，宜采用皂膜流(liu)量計、濕式氣體流(liú)量計等作标準，進(jin)行在線實時校準(zhun)或比對。
(4)測量蒸汽(qi)微小流量的流量(liàng)計，宜将蒸汽從校(xiào)驗口導出，經㊙️軟管(guan)送到裝有冰屑與(yǔ)水的混合物的容(róng)器底部，将其變成(chéng)凝結🐅水，然後稱重(zhòng)用于誤差計算。
(5)這(zhè)種現場校準、比對(dui)得到的結果不僅(jin)包含器具本身的(de)🐆誤差，而✊且包含流(liú)體密度、黏度、等嫡(di)指數等物性數據(ju)與設計♍計算的偏(piān)離引人的影響，溫(wēn)度、壓力㊙️等工況🛀🏻參(can)數偏離所産生的(de)影響。還包🔞含了安(ān)裝情況對測量誤(wù)差的影響以及使(shǐ)用環境偏離參比(bi)條件的影響，所以(yi)，校準、比對、驗證的(de)結果更具有實際(jì)意義。但若物料有(you)毒易燃或因生産(chan)的連續性不允許(xǔ)物料導出，則應以(yǐ)安全爲重，不宜采(cai)用現場校準這一(yī)方法。上述校準方(fāng)法符合有關計量(liàng)🌈檢定規程,并在現(xiàn)場應用中獲得良(liang)好效⛹🏻‍♀️果。

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