[導讀] 摘要：介紹了采用CONTROLOTRON1010P便攜式超聲波流量計對在線流量計進行比對測試過程中測量點的選擇、管道參數(shù)的測量、探頭的安裝方式和安裝距離、管道的表面處理及比對測試的方法等，并針對比對測試中易出現(xiàn)的問題及對策進行了探討。
各種流量計在實際應用過程中是否正常運行直接關(guān)系到流量計量的準確性和精度，所以應定期對在線流量計進行檢測。如果斷流取表外送檢驗，操作起來難度很大，有時個別流量計甚至無法拆卸下來，從而難以進行周期檢定。但是，各單位應根據(jù)測量管理體系的要求，必須對作為計量儀表的流量計進行定期檢驗。為解決這一問題，近幾年，梅鋼公司采用美國CONTROLOTRON1010P便攜式超聲波流量計對在線流量計進行了比對測試，取得了較好的效果。采用該超聲波流量計作為標準表對梅鋼公司在線安裝的南京亞楠公司生產(chǎn)的超聲波流量計、上海光華愛而美特公司生產(chǎn)的電磁流量計等流量儀表進行了在線比對測試，都取得了較為滿意的結(jié)果。
CONTROLOTRON1010P便攜式超聲波流量計，體積小，功能齊全，操作簡便，用于測試在線流量計確實比較方便。其測量精度在0.3%～0.5%，其標準型傳感器適用大多數(shù)金屬管等，適用管徑范圍寬為6.35—9 144 mm。為了降低在線檢測比對的誤差，應精心操作，嚴格執(zhí)行操作規(guī)程，盡量減少人為因素造成的測量誤差。
1 在線比對測試中的關(guān)鍵技術(shù)
1.1 測量點的選擇與管道參數(shù)的測量
正確選擇測量點，準確地測量管道參數(shù)，是減少附加的比對測試誤差的前提條件。為此必須做到以下兩點：一是測量點應選擇在管道上游10倍以上、下游5倍以上管徑長度的直管段上，測量點處應無焊縫、無振動及無電磁干擾源等;二是管道直徑和管壁厚度要用卡尺和測厚儀分別多點測量后取其平均值，因為管道內(nèi)徑誤差1%就會引起測量值產(chǎn)生3%的誤差，所以必須準確測量。
1.2 探頭安裝方式的確定
超聲波流量計一般有兩種探頭安裝方式，即z法安裝和V法安裝。一般情況下：管徑D>200
mm時選用Z法，管徑D<200 mm時選用V法。
但是，當D<200 mm而現(xiàn)場情況為下列條件之一者，也可以采用Z法安裝：
1)當被測量流體濁度高，用V法測量收不到信號或信號很弱時;
2)當管道內(nèi)壁有襯里時;
3)當管道使用年限太長且內(nèi)壁結(jié)垢嚴重時。對于管道條件較好者，即使D稍大于200mm，為了提高測量精度，也可采用V法安裝。
1.3 安裝距離與探頭位置的確定
1)將管道參數(shù)輸入儀表，選擇探頭安裝方式，得到安裝距離。
2)在水平管道上，一般應選擇管道的中部，避開頂部和底部(頂部可能含有氣泡，底部可能有沉淀)。
3)V法安裝時先確定一個點，按安裝距離在水平位置量出另一個點。
4)Z法安裝時先確定一個點，按安裝距離在水平位置量出另一個點，然后測出此點在管道另一側(cè)的對稱點。
1.4 管道表面的處理
確定探頭位置之后，在兩安裝點±100 him范圍內(nèi)，使用銼、砂紙等工具將管道打磨至光亮平滑無蝕坑，要做到光澤均勻，無起伏不平，手感光滑圓潤。需要特別注意的是，打磨點要求與原管道有同樣的弧度，切忌將安裝點打磨成平面，再用酒精或汽油等將此范圍擦凈，以利于探頭粘接。
1.5 探頭的調(diào)試與測量
1)傳感器安裝完畢后，觀察信號接收強度值，輕微調(diào)整傳感器的安裝位置與距離，使其出現(xiàn)穩(wěn)定的測量值。
2)檢查被測在線流量計的管道參數(shù)輸入是否準確，安裝位置及直管段長度等是否符合該流量計的技術(shù)要求，符合要求才可進行比對測試。
3)同時記錄兩臺流量計的瞬時流量和累計流量，測試時間不應小于0.5 min，對流量變化較大的管道，應按流速范圍分檔測試。
2 在線比對測試中易出現(xiàn)的問題及其對策
2.1 同一流量計多次檢測存在誤差
在周期性比對測試中，每次測得的相對誤差值都不一樣，在排除每次測試時管道流量變化較大的情況下，多為測量點不固定所引起的。如果因為管道參數(shù)測量有誤而引起誤差，應嚴格測量管道參數(shù)，正確安裝傳感器。相對誤差在準許范圍內(nèi)的測量點應作為永久性測量點。在比對測試完成后，可在傳感器周圍涂刷防腐漆，取下傳感器后，在其位置上抹上黃油并貼上一塊塑料布，擦掉黃油再用手錘擊打測量點，將新結(jié)的水垢震掉，按防腐漆所留下的標記裝上傳感器即可測量，既方便又準確。
2.2 聲波信號接收很弱或時有時無
在管內(nèi)充滿水的情況下，造成這一現(xiàn)象的原因，一種可能是管壁內(nèi)結(jié)垢太厚，另一種可能是管內(nèi)含有大量氣體，使聲波經(jīng)常被阻斷?？上扔檬皱N擊打測量點，如果接收的信號強度值不斷上升，則說明是管壁內(nèi)結(jié)垢引起的，可繼續(xù)擊打測量點的管壁，使接收信號達到要求為止。如果擊打測量點無效，則多為管內(nèi)含有大量氣體所致，排除氣體即可接收到符合要求的穩(wěn)定強度的信號。
3 結(jié)語
流量計按其使用場合不同分為強制檢定與非強制檢定兩種。目前在線使用的流量計有些其準確度為0.5級，按量傳原則是無法用超聲波流量計進行在線校準或檢定的。流量計最重要的是看其產(chǎn)品可靠性與正確使用的條件能否滿足，盲目追求名義上的“高精度”而忽視使用效果是不科學的。使用CONTROLOTRON1010P外夾便攜式超聲波流量計進行流量計在線檢測是較為可行的方法。
CONTROLOTRON1010P外夾便攜式超聲波流量計在理想條件下，其準確度可以達到0.5%，考慮到現(xiàn)場管道參數(shù)的不確定因素，現(xiàn)場測量的準確度基本可以達到1.0%。這樣，從技術(shù)和量傳角度上講，用性能較好的CONTROLOTRONIOIOP外夾便攜式超聲波流量計就可以對1.5級以下的在線流量計進行校準或檢定。