李天宇 高杰 赵勇 高洋洋
中石化广元天然气净化有限公司，广元，655000
摘要：差压式流量计是一种基于节流装置的计量器具，传统(离线)检定方法的缺陷是未能考虑系统误差的影响并对流量计选用限制较多,而在线检定方法却可以很好的解决相应问题。本文介绍了差压式流量计检定的常见问题,并提出了相应的解决方法,强调了差压式流量计在线检定的优点。
关键词：差压式流量计；离线检定；在线检定；
1 概述
差压式流量计一般是指由标准孔板节流装置、差压变送器、温度变送器和流量积算仪等计量器具和直管段、引压管等配套设施组合而成的装置。因JJG 640—2016 差压式流量计检定规程中没有对成套的差压式流量计规定明确的检定方法，所以各地对差压流量计的检定方式有所不同。在日常生产中无法做到差压流量计在实验室标准装置上校准，因此整套差压流量计系统下线检定难以实现。在线检定节约人力、物力、资金，是一种准确可靠的最佳选择。
2 现有检定方法分析
为了准确获得流量仪表的流量值，必须对每台流量仪表作流量检定。流量仪表的检定一般有直接测量法和间接测量法两种方式。
直接测量法也称为实流检定法，是以实际流体流过被检定仪表，再用其他标准流量计或流量标准装置测出流过被检仪表的实际流量，与被检仪表的流量值作比较，或将待标定的仪表进行分度，所获得的流量值准确可靠。
间接测量法是测量相关量，通过计算间接的检定其流量值，获得相应的精确度。间接法检定获得的流量值没有直接法准确，但它可以采用检验节流件的几何尺寸与检定配套的差压计（差压变送器）来间接获得通过标准节流装置的流量值。
3 节流装置安装、使用条件偏离规范要求的可能性
当前节流装置的实际应用中 , 一般会偏离“要求”。一是安装条件偏离设计要求 ,经检定合格的各部分组装后,缺少进一步检验; 二是节流装置的离线检定中 ,使用的计量器具可能不符合要求; 三是经分离下线检定合格的节流装置 ,在实际使用因介质的各种物理化学作用也会改变装置的技术状态，使误差偏离要求; 四是实际工况参数(压力、温度等) 偏离其设计值，在补偿时产生的附加误差。
4 在线检定方式的作用和方法
为消减小系统误差和安装使用条件偏离“要求”时的附加误差 ,在线检定是一种有效的方法。
4.1 利用喷嘴系统在线检定法
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图1 差压式流量计在线检定实验
1.选择经过严格标定的音速文丘里喷嘴( 0. 5 级) 与差压式流量计串联构成检定系统。检定时关闭阀 1 ,开启阀 2 和阀 3 ,使天然气在恒流条件下先经喷嘴后经节流装置外输 ,在保证喷嘴入出口规定的压力比前提下 ,同步读取 p 、T 、p1 、T1 和Δ p ( 被检差压流量计的差压值) 的值 , 并在喷嘴上游侧取样分析天然气组分 , 依据压力、温度条件确定其密度ρ, 在该条件下 , 重复测量 n 次( n ≥6) 。
2.改变流量检定点 ,进行第 2 点、第 3 点的检定(检定点不少于 3 个) 。
3.依据音速喷嘴和孔板节流装置的流量公式 , 用检定数据误差计算公式计算出每个检定点下的流量值及其误差和重复性。结果见表 1
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对于气体流量计的在线检定 ,首选的标准器应为音速文丘利喷嘴 ,且以正压法工作 ,其检定点与使用点应尽可能一致。
4.2 用便携式超声波流量计对流量计进行在线检定
于对其测量精确度要求较低的场合，一般可采用夹装在管道外的便携式超声波流量计与在线差压流量计对比测试，从而实现在线检定。
4.2.1 测量点的选择与管道参数的准确测量
正确选择测量点和准确的测量管道参数是减少附加误差的前提。做法是:1 测量点选择在管道上游10倍以上、下游5倍以上管径长度的直管段上 ,当测量点上游弯头 ,距离应达 35 倍以上的管径长度。同时测量点处的管道不能有明显的下降坡度、无振动及电磁干扰源等。2对管道直径和管壁厚度 , 管道内径误差 1 % 会引起测量值产生 2 %的误差，需用大卡尺和测厚仪多点测量取平均值。3获得管内壁衬里材料及厚度 ,内壁结垢情况 。
4.2.2 管道参数与探头的安装
通过测量出的管道直径、壁厚、材质及衬里加上结垢厚度 ,计算出探头安装距离。尽量选用 V 法安装 ,V 法比 Z 法声波传输距离增加一倍,对较小的管径上减少测量误差效果明显。
测量点管壁,应打磨光亮至无较深的麻坑为止。严格按流量计计算出的安装距离安装探头,两个探头必须安装在同一轴线上。要将探头所用偶合剂(硅脂或黄油) ,涂抹均匀,无杂质及小气泡产生。
4.2.3 探头调整与测量
1、探头安装完毕后 ,观察信号接收强度值 ,轻微调整探头安装位置与距离 ,使信号接收强度值达到 200 %以上 ,一般是 200 %～300 %为最佳。
2、待流量计测量值较稳定时,查看声波传播时间百分比数,该值应在(100 ±2) %之内 ,否则应调整探头安装位置与距离 ,使其越接近 100 %越好。开始比对测试前还应将探头安装的实际距离测量一下 ,并记录备查。
3、检查被测在线差压流量计的运行是否正常，零点是否正确，符合要求才可进行比对测试。
4、用秒表同时记录两台流量计所测量的瞬时流量和累积流量 ,测试时间不应小于 1h ,对一天中流量变化较大的管道 ,应按流速范围分档测试。
4.2.4 相对误差确定及修正
1、用累积流量值 ,以便携式超声波流量计测量的累积值为真值 ,计算相对误差 ,相对误差在±210 %以内为合格。
2、相对误差在 ±5 %以内时 ,可直接对被测在线差压流量计进行误差修正 ,相对误差大于 ±5 %时 ,应进行校验或送计量检定部门标定。
5 总结
差压式流量计因现场的安装条件和环境条件的限制而带来许多离线检定条件下不会产生的计量问题, 这些问题通过在线检定方式可以发现并妥善解决, 因此在线检定的作用不言而喻。
参 考 文 献
[1]翟秀贞,谢纪绩,杨希文,等． JJG 640—2016差压式流量计[ S]
[2]邓浪明,赵怀俊．浅谈计量器具检定周期的科学给定[ J]. 计量技术,2003(5):40 - 41
[3] 柳义利,周渭等. 一种高速连续频率测量方法,宇航计测技术, 2000 ,20 (1) .
姓名：李天宇，性别：男，民族： 汉，籍贯：河南商丘，出生年月：1986年2月日，学历：本科，工作单位：，职称： 工程师。主要研究方向或者从事工作：仪表自动化， 地址：中石化广元天然气净化有限公司