摘要：水量的计量采取的是计划用水、节约用水以及按量征收水资源费、实现水资源科学合理配置的重要基础工作。对于江河管道而言，取水计量设施主要为电磁流量计和超声流量计。流量计的运行工况能否满足规定要求，需要定期在现场进行计量校准。因此文章结合实例就江河管道取水流量计现场计量校准方法展开相关探讨。
关键词：江河管道；取水流量计；现场计量；校准方法
江河管道取水计量主要采用液体流量计，包括电磁流量计和超声流量计。由于已安装在管道上的在线使用的大口径液体流量计设备安装复杂，自动化操作程度高，而且大多由于不能停止取水和不方便拆卸等原因难以做到按期进行周期检定，而液体流量计的准确性又直接关系到国家水资源管理制度的落实和需水方的经济利益及取水费用核算的准确性。因此，液体流量计流量计量系统的现场校准和标准编制成为水资源管理亟待解决的技术难题。
一、江河管道取水流量计现场计量校验方法
（一）标准表法
采用高准确度便携式超声流量计作为外夹式标准表，与被校验的流量计相串联；流体依次流过二者，比较二者的示值，确定被校表的误差，以达到检测流量计准确性的目的。管道中便携式超声流量计标准表安装在被校流量计上游处，中间装有流动调整器，流量调节阀安装在被校流量计的后直管段上，通过调节阀调节流体的流量达到所需要的校准流量值。流动调整器是抑制上游各种装置（如开关阀门、涡轮流量计等）对流场产生较大影响的设备。通过现场调研，取用水户视流场影响程度，有的加装了流动调整器，有的没有加装。
（二）现场传感器安装方法
通常定义声路数量等于 1 为 Z 法，声路数量等于2为V法，声路数量等于 3 为 W 法。奇数传输（对角线模式，Z法、W法）中，传感器应安装在管路的相对侧；偶数传输（反射模式，V法）中，传感器应安装在管路的同一侧。传输路径数的增加意味着测量精度的提高，但传输距离的增加也会导致更大的信号衰减。经现场试验统计分析，管径在DN500mm 以内，用V法为宜；管径在 DN500 ～ DN800mm范围，V法、Z法并存使用；管径在DN800mm以上，用Z法为宜。由于使用年限较长的管道，其管壁反射以及管道内壁沉积物均会引起声信号衰减，因此对使用年限在2 a 以上的管道，宜使用 Z 法进行传感器安装测试，以保证校准精度。
（三）现场校验布置
1.流量点布置
液体流量计流量校准点布置为 qmin，qt（一般流量），0.4qmax，qmax。当检定点小于 qmin时，该检定点可取消。现场校准时，根据现场实际情况确定流量校准点。每个流量点校准 3 次。现场无法调节流量时可采用在不同的时段进行校准，流量点一般选择 1 ～ 3 个，且在一次实验过程中，瞬时流量的最大变化不得超过5%。
2.校准前的准备工作
（1）校准测量点选择。校准测量点应选择在保证上游直管段大于 10 DN，下游直管段大于 5 DN 的位置。若上游直管段长度不能满足 10 DN 时，则标准表安装直管段长度最短距离不能小于 5 DN，同时做好记录备案；以便下次同工况校准时与上次对比进行误差分析。（2）标准表参数采集。标准表需输入传感器安装部位的管道外直径、管道壁厚、水的温度以及传感器安装方式等内容。（3）传感器安装。将采集的信息输入标准表，经自动计算得出传感器安装两探头之间距离。确定两探头安装点后，用工具对测量点处进行清理，直至见到管子的本色。在探头上涂抹耦合剂，然后用锁紧装置将探头固定在测量点上。
3.测量信号调整
标准表及传感器安装完后，观察测量信号，根据信号大小，微调探头位置，直到测量信号处于最大。
4.流量采集
（1）瞬时流量采集。标准表和被校表都进入测量状态后，同时记录标准表和被校表流量示值，每对数据在同一时刻读取，时间间隔要求不大于2s，每次至少读取 20 个数值作为 1 组。（2）累积流量采集。标准表和被校表都进入测量状态后，同一时刻分别记下标准表和被校表的累积起始值，经过10min后，同一时刻分别记下标准表和被校表的累积止码值。每次采集，标准表的累积值等于止码值减去起始值，被校表的累积值等于其累积值减去止码值。校准次数不少于 3 次。
5.标准表检定要求
根据《超声流量计》（JJG1030－2007）要求，外夹式超声流量计应尽量在管径相同的条件下进行标定。如使用管径与标定管径之比大于 2 或小于 1 /2，使用时应增加 0.5% 的附加误差。
二、工程实例
（一）基本概况
选取某电厂进行了插入式超声流量计现场校准试验，目的是校准插入式超声流量计工作精度是否满足其技术指标要求。电厂用的插入式超声流量计安装在外径为1224mm，厚度为12mm的碳素钢管上，其准确度等级为0.5，最大允许误差为0.5%。采用FLUXUS 外夹式流量计（作为标准表）与插入式流量计（作为被检表）串联连接，比对后的数据经计算分析，判定插入式流量计是否合格。FLUXUS外夹式流量计准确度等级为0.3，最大允许误差为0.3%，传感器安装在距离管道进水口7m处。试验在1个流量点处分2次进行，间隔2 h；每次读取3组数据，每组20个瞬时值，标准表和被检表同时读数，单次校准的相对示值误差超过5%则舍去。数据计算分析见表1。
论文作者:周健
论文发表刊物:《基层建设》2017年第30期
论文发表时间:2018/1/19
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