質量流量計在線檢定

質量流量計在線檢定

科里奥利質量流量計相对于传统的流量计,具有精度高、运行可靠、维护量少及适用介质广等特点。因其具有这些优越的性能,使得其在工业生产和交接计量等领域得到了广泛的应用。另外,在物料计量方面,我国采用的是以重量为基本量的计量体系。質量流量計进入市场,对国内的用户来说,具有天然优势,虽然質量流量計处在一个较高的价位之上,但其在交接计量方面的应用仍然在不断增加。

按我国计量管理规定,用于交接计量的仪表一般为强检计量器具,按周期检定、保证其准确度显然是質量流量計应用中的一个主要内容。再者,在目前的市场经济形式下,各企业都将产品和物料的准确计量作为企业生产和经营重要的手段之一。通过计量,可以实现挖潜增效、减少效益流失的管理目标。因此,如何对質量流量計进行检定、保证其精度的问题就摆到了大家的面前。

AG视讯如何看套路知道,質量流量計即可以在实验室(离线)检定,也可以采用在线检定的方式。对于应用中的質量流量計来说,在线检定具有检定条件同应用条件完全一致的特点,因而是保证質量流量計准确度的有效方法。

質量流量計的检定

質量流量計一般只用于液体流量的测量,针对它的检定通常都在实验室(流量标准装置)及其特定条件下完成的,这就是AG视讯如何看套路通常所称的离线检定。AG视讯如何看套路知道,質量流量計的检定目的是确定仪表实际使用时的计量性能。实验室检定存在以下问题:①检定介质同实际测量的介质不一样,其物性参数也就不同;②检定时的工况如温度、压力等同流量计的应用工况不一致;③流量计的安装型式同现场也存在很大差异。

上述这些说明,在实验室对質量流量計所作的检定或性能评价,同流量计实际使用的性能是有差别的,这跟准确计量的目标相去甚远。例如,当質量流量計用在贸易交接计量上时,这种差别很可能就是买卖双方纠纷的根源,必须加以消除。

在目前的技术条件下,将流量计的检定条件修正到应用条件是很难作到的,典型的如粘度修正就没有一个修正的办法,更谈不上一些不可测因素(如安装、流态等)的修正。因此,解决这一问题的好方法是对質量流量計进行在线检定。

質量流量計的在线检定是一种实液检定,和实验室检定相比,它具有许多特殊性或要求,归纳起来主要有以下几点:

⑴、要有一个固定的或可移动的检定質量流量計的流量标准装置,除装置的准确度满足要求外,装置的工作温度范围、耐压等级及介质兼容性等也要符合在线检定要求,如果是可移动的流量标准,还要求装置轻便灵活;

⑵、檢定過程中,流體必須處于密閉狀態,以保證檢定工況不發生變化,同時也保證檢定現場的安全;

⑶、檢定過程中不允許中斷流體;

⑷、被檢流量計如果采用移動的標准裝置檢定,流量計所處的現場要有相應的接口、閥門及配套的回收清掃設施、場地、電源等。

以上幾點給所使用的檢定標准或方法提出了限制條件,說明並不是所有的檢定方法都可以應用于在線檢定。

質量流量計的检定是严格按标准进行的,现行的主要标准有:①ISO10790:1994封闭管道中流体流量测量——科里奥利質量流量計;②JJG897-1995中华人民共和国国家计量检定规程:質量流量計;③API标准草案:2000单相碳氢化合物流体流量测量——科里奥利質量流量計。根据这些标准,質量流量計可采用的检定方法有:称重法、容积加密度计法、标准体积管加密度计法、标准表法等。显然,称重法和容积加密度计法不适合質量流量計的在线检定,因为这两种方法即难保证不中断流体,又不能完成密封状态下的检定。纯粹的标准表法存在准确度难于满足要求和标准的溯源问题,因此,目前条件下也不是一种質量流量計的在线检定方法。除此之外,就只有标准体积管加密度计法了。关于这一点,也可参阅ISO10790的A.2.5和API标准草案的9.1.7.2。

質量流量計的在线检定方法

由于質量流量計对压力的波动较敏感,因此,检定質量流量計时,要求在检定过程中具有较小的压力脉动。关于流体压力脉动对質量流量計的测量影响在ISO10790的8.2.3、8.2.4,在API标准草案的8.2.2.3、8.2.4(c)等条款有详尽的描述。通过前面的说明可知,質量流量計在線檢定所使用的流量标准为标准体积管。在两种主要的标准体积管中,球形体积管体积庞大、结构复杂、压损高、造成的流体压力波动大、价格高等致命弱点使其很难满足質量流量計检定的需要。反观活塞式体积管,它的轻小、简单结构、低造价以及快速流量计检定、易于移动等许多优点,无疑是質量流量計在线实液标定的最佳选择。

1、了解活塞式體積管

活塞式體積管與傳統的管道式體積管不同,它不是利用其足夠大的標准體積來保證萬分之一的脈沖計量精度,而是采用活塞式結構、雙時鍾插入法、精密光電檢測等先進技術的一個全新實現。這種精密、體積小巧的標准體積管比傳統的體積管有著更多、更重要的優點:流量計的檢定時間短、脈動小、對流體的影響小、壓損小、體積小等。

活塞式體積管由一個光滑空心的柱體流量管、一個帶有提升閥的活塞、一對光電開關和活塞提升機構組成。活塞與磨光的流量管之間有一個磨擦系數很低的雙層密封圈,計量活塞組合在任何時候都與流量管壁充分接觸。當體積管運行時,活塞提升機構將其拉到體積管的上遊端,在活塞的整個提升過程中,活塞上的提升閥總是處于開啓狀態。提升結束後,提升機構與活塞脫開,在提升閥彈簧、流體作用力、穿過提升閥的流體的文丘裏效應的共同作用下,提升閥平緩地快速關閉,進而進入標定過程。

體積管上的兩個光電檢測開關記錄下活塞經過標准容積段的開始時刻和停止時刻及經曆的時間,按照雙時鍾插入法和相關的標准,將各種測量的參數和數據進行計算,以完成流量計的檢定過程。

在現有的活塞式體積管中,美國加利布朗公司的S系列體積管是優良的産品,它采用的自由活塞結構、鏈條拖動活塞返回系統等獨特設計,將活塞式體積管做到了極其簡單和免維護。該系列體積管的自由和被動的活塞運動方式(不需要動力助推)將體積管的壓降降到了極低(如S25型體積管在介質爲水,運行在最大流量567m3/h時的壓降僅爲52kPa),標定過程中産生的壓力波動也極小,量程比非常大(典型1200:1),是各種流量計檢定的優選。

2、活塞式體積管配在線密度計的檢定方法

活塞式体积管配在线密度计检定質量流量計的检定方法是一种间接的质量检定方法,“API标准草案”称为推导式质量检定,具体配置见上图。

采用该配置的标定系统是在线检定質量流量計的基本方案。这种方法在CMF标准文本中有较多表述,它的优点是简单。但由于質量流量計对流体的脉动较为敏感,而活塞式体积管检定运行时对流体总有一定的扰动影响,其影响的程度随流量的增大而增大,因此,将活塞式体积管用于检質量流量計时,它的最大流量值一般均小于检定非質量流量計时的最大流量值。有些厂家的产品可能差别会很大,这就要求所使用的活塞式体积管要用一个较大规格的产品。由于没有相对应的标准条款或试验依据,究竟什么形式的扰动和量化值对質量流量計产生的影响不可忽略,目前还不得而知,当然对活塞式体积管的要求就不能具体化。现在应用该种配置的在线質量流量計检定系统只是凭体积管厂家自己的试验或经验确定,其中包含有许多不确定性,是很不科学的。

3、活塞式體積管加渦輪流量計和在線密度計的檢定方法

正是由于前述方案的问题,AG视讯如何看套路在此引入一种采用“动态传递法”在线检定質量流量計的标准装置方案。该方案中,采用动态特性和重复精度很高的涡轮流量计作为标准表,在实际使用中,标准表可以是一台,也可以是多台并联的流量计组。在对質量流量計的某流量点进行检定时,体积管先对涡轮流量计进行检定,然后在工况条件不变的情况下,用涡轮流量计对質量流量計进行检定。由于涡轮流量计和質量流量計此时处于一种相同的稳定运行状态,相互之间不产生影响或干扰,因此可以反映出質量流量計的真实性能。在用涡轮流量计对質量流量計进行检定时,活塞式体积管处于停止运行状态,它对流体的流态不构成任何影响。

大家知道,当一台流量计的流量范围减小时,它的线性度或基本误差也会跟着减小,其准确度将有所提高。而当流量计的流量范围变成一个流量点时,流量计的精度或准确度就等于该流量点下流量计的重复性。由于涡轮流量计在每一个运行流量点即用于检定質量流量計时,都先用体积管对其进行检定,并在此条件下使用该次检定的参数进行计量,因此可以认为此时的涡轮流量计具有与其重复性等量的精度,也可以说是将体积管的精度传递给了涡轮流量计,这就是动态传递法的原理。按此种方式运行的标准表的准确度等于其重复性和体积管准确度的均方值,显然,这一准确度值是远高于流量计按普通方式运行的准确度指标的。例如,如果涡轮流量计(标准表)的重复性为0.05%,标准体积管的准确度为±0.04%,则采用动态传递法后的涡轮流量计的准确度为=±0.064%。在这上等量标准系统中,可以认为体积管是一个用于溯源的标准或保证标准,而标准流量计才是真正的流量工作标准。

在对質量流量計进行检定时,采用的仍然是推导式质量方式,也叫间接质量标定方式,即标准量的计算是由标准表计得的体积量同在线密度计测得的密度值相乘所得,当然这一计算过程是实时的。

采用动态传递法的在线質量流量計流量检定标准系统见下图。

实现上,每一次检定可以让检定过程足够长,以消除各种不确定因素的影响,从而提高检定精度。同其他的質量流量計在線檢定系统相比,这种方法具有以下突出优点:

⑴、在对質量流量計进行检定时,流量工作标准部分具有优良的稳定性,不会对質量流量計的运行构成影响,保证質量流量計检定时工作在真正的实际工况下,从而可以将質量流量計在本应用条件下的本质特性标定出来;

⑵、質量流量計每一次检定的时间可以任意的长,这样能够消除大部分偶然因素的影响,可以提供检定精度;

⑶、流量工作标准的动态特性好,即使在質量流量計的检定过程中流量有一定的波动,标准流量计也能准确地反映出来。由于流量的波动在在线检定时是难免的,相对于其他检定方法,本方案具有更适合在线检定的优势;

⑷、只要标准流量计的重复性好,就可以保证其准确度高,以达到满足質量流量計检定的需要。

需要解決的問題和建議

目前,已有大量的質量流量計应用于重要的计量场所,这些地方往往要求仪表有很高的准确度。为了满足实际的需要,大多数情况下,用户要求或已经采用了在线检定。无论是国内还是国外,关于質量流量計在線檢定的标准或标准条款还很不完善,造成应用上的困难。归纳起来,主要有以下几点:

⑴、流体的脉动对質量流量計的影响究竟是一个什么样的量化结果,一定量的脉动需要多长时间質量流量計才能再次处于稳定的正常工作状态。相应地,检定質量流量計的流量工作标准应达到什么样的对应指标才是合格的?

⑵、質量流量計在線檢定时,其流量点及流量范围的选取是按现行的标准条款还是按实际的使用流量范围考虑,标准应给出明确的规定。关于这一点,在贸易交接计量方面非常突出,买卖双方均无法说服对方,制造出了仲裁的真空地带。另外,按现行的标准条款执行时,现场供液设备和工艺条件不能满足或不允许是一大需要考虑的因素;

⑶、質量流量計在線檢定应采用什么样的流量标准装置,现行的标准文本不是很明确。标准只是对質量流量計可行的标准装置方案给予列出,没有具体到在线检定方面。

AG视讯如何看套路觉得,在加入WTO后,国内的标准制订工作应该加强。除了同国际接轨外,还应力争确立自己的优越地位,不能重蹈DVD标准的覆辙。针对以上的内容,AG视讯如何看套路建议管理部门委托国内的研究机构、制造厂家和本行业的相关企业来开展基础的测试和研究,利用社会资源共同提高行业的标准水平。具体到質量流量計的在线检定方面,应该采用和发展像“动态传递法”这样的新的可行方法。

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