在線流量計校準裝置探討和研究

包啟勛

【摘? 要】為了更精準的對在線流量進行校準，本文以移動式標準計量撬為基礎，在管道上增設相關零部件，通過相關零部件令校準計量撬與需要檢定的流量計串聯，通過串聯來校準流量計并實現流量計校準的在線、實時以及精準。在此背景下，本文以具體實驗和相關數值為基礎，分析研究如下。

【關鍵詞】質量流量計;校準;在線流量計;計量撬;

引言：

在中國各行各業發展中，質量流量計對于石油工業、化工業以及制藥等生產產業都有著十分重要的意義，一方面，質量流量計能夠通過自身的功能對各個產業中的流體流量進行測定，并且通過該儀器進行控制;另一方面，質量流量計的可靠性高，測量精準度高，與其他測定方式相比能測量更多的管段，因此在生產生活中廣泛應用。為了避免質量流量計檢定的誤差，本文對在線流量計校準裝置分析研究如下。

一、傳統檢定方式分析

常見的質量流量計檢定需要將它拆卸檢定，也即離線檢定，主要有容積法檢定、重量法檢定以及標準流量計法檢定等，例如質量流量計的重量法校準又稱為稱重法校準，該方法是指工作人員在拆卸下流量計后，將需要校準的流量計儲罐清空并準備電子秤、管道、方箱等設備，在流量計的儲罐中注水并連接導管啟動泵，待水充滿臨時管道后再放空管道，確保管道內無氣泡。此時，工作人員再利用清零的電子秤，將液體通過閥門放至方箱內測量重量，并對流量計的示數進行記錄，通過反復計算來校準該流量計。但這些檢定方式在檢定時都會存在如下問題：

首先，上述檢定方式所需不同介質，這些介質如果與實際測量中的介質不同，就會失去對質量流量計檢定的意義，在檢測中也難免出現誤差，自然也就無法得到準確結果;其次，由于容積法檢定、重量法檢定等都需要離線操作，因此雖然在實驗室中能夠最大程度模擬質量流量計測量時的環境，但溫度、壓力等要素也會出現偏差，這些參數與質量流量計的實際工作環境、工作參數有誤差，該誤差會對鑒定結果造成影響;最后，質量流量計的安裝、拆卸也與實際應用情況不一致，現場應用與實驗室模擬如果出現誤差也會對正常生產應用帶來影響。在此背景下討論在線流量計校準裝置十分有必要。

二、在線校準裝置簡析

在線校準裝置是基于質量流量計的組成，通過增設閥組將計量撬與質量流量計串聯對其進行在線檢定的一種方式。對此，本文分析研究如下：

首先，在線校準裝置由甩頭閥組、計量撬和金屬軟管組成，工作人員需要在管道內增加新的甩頭閥組，利用金屬軟管將計量撬與質量流量計進行串聯，其具體參數分別為：甩頭閥組與被檢定的質量流量計之間可以通過PN2.5DN100的金屬軟管進行連接，被檢定質量流量計與計量撬利用相同金屬軟管進行串聯，金屬軟管長約六米，總長度六到四十米不等，視具體檢定情況分析。在金屬軟管方面，計量撬的進出口放置一根金屬軟管，管徑小于上述金屬軟管，再利用DN200管徑的金屬軟管與計量撬連接的金屬軟管相連，以減少阻力降的方式來提高檢驗精準度，最后再利用三根管徑大于DN250的金屬軟管連接計量撬。在檢定校準完畢后，工作人員應當將金屬軟管、甩頭閥組與計量撬一起拆卸并進行吹掃清洗，減少由于檢定校準帶來的后續測量誤差。

其次，作為在線校準裝置的核心，計量撬的選擇與組裝十分關鍵。計量撬的核心儀器分別為兩臺DN100的高精度質量流量計、一臺壓力變送器、溫度變送器以及兩臺截止閥，截止閥要求達到Ⅵ級密封、一臺電動調節閥以及與計量撬匹配的計量監測控制系統、靜電聯鎖裝置和分離式不銹鋼回收罐^[1]。

三、在線校準裝置檢定過程分析

（一）檢定模式分析

該在線校準裝置的檢定模式分為單流量計檢定、雙流量計檢定兩種，其中雙流量計檢定又分為并聯和串聯兩種不同的檢定模式。本文分析如下：

首先，在單流量計檢定模式中，工作人員需要關閉計量撬的截止閥，質量流量計檢測的流體通過計量撬進口進入，再經過計量撬內部的兩臺高精度質量流量計再到計量撬出口。其次，雙流量計的并聯檢定模式同樣需要打開計量撬的全部截止閥，但需要在計量撬的一側出口蓋上法蘭蓋，流體經過高精度的質量流量計后與流道一起形成并聯，再經過流量計、截止閥后合并直至計量撬出口。最后，在雙流量計的串聯檢定模式中，工作人員只需打開計量撬的前截止閥，關閉另一側的截止閥，并在計量撬一側入口蓋上法蘭蓋，被檢定的流體通過該側入口經過一側質量流量計，再經過打開的截止閥以及相關軟管到計量撬出口完成檢定。

（二）檢定過程

無論是何種檢定模式，在檢定前的準備階段均相同，而工作人員選擇不同的檢定模式只需要在控制系統上進行選擇，因此在線流量計校準裝置的檢定重點在于檢定前的過程準備階段，本文分析如下：

在安裝計量撬后，計量撬的進出口與被檢定的質量流量計以串聯的方式進行連接，在開始前，工作人員應當對該系統進行惰性氣體置換，用以確保工作的安全性，并關閉一側計量撬的一側出口閥。具體而言，工作人員應當在校準前對工作所需的全部電源、被校準測定的質量流量計的信號電纜、檢測標定的系統進行最后核查，特別是對檢測標定的系統，工作人員不僅要對電源情況進行核查，更應當對該系統的運行情況進行試運行，當系統顯示自動檢測完畢后，工作人員應當根據顯示頁面的提示輸入檢測物料的參數，包括溫度等參數并設定每次檢定時間^[2]。

而后，工作人員應當打開管線的甩頭閥門并確定被檢定的流量計的出口閥處于關閉狀態。在完成手動操作后，工作人員應當聯系控制室，令控制室打開輸料泵，并且打開閥門啟動計量撬系統進行工作，該系統會打開原本關閉的出口閥，在達到預先設定的流量值后，該系統會進行提示，工作人員確定后系統會進行最后核查，對流量情況、壓力情況、溫度穩定情況是否達標進行核查。若最后核查滿足檢定要求，系統開始工作;若最后核查不滿足檢定要求，系統應當提示不符合的要素，并確保工作人員調整后再次核查直至符合要求。在檢定完畢后，工作人員應當先關閉系統、斷開連接，再將計量撬以及金屬軟管內的檢定物料倒入分離式不銹鋼回收罐進行分離回收處理，并做好檢定系統的清掃工作^[3]。

（三）結果分析

在結果分析中，本文根據相關調查研究以及實驗結果，以從允許誤差檢驗以及計量撬的穩固性測試兩方面進行分析研究。

首先，允許誤差檢驗是根據國家以及各省市出臺的相關標準確定檢定證書的最大允許誤差值，再根據校準試驗以及相關設備對計量撬中的關鍵儀器——兩臺標準質量流量計進行檢定，根據相關試驗，被檢定的誤差處于國家以及各省市允許的范圍內，該在線校準裝置的檢驗結果符合允許誤差檢驗的標準，小于最大允許誤差。

其次，計量撬的穩固性測試一方面能夠保證該在線校準裝置檢驗的穩定性，進而保證其結果穩定性，另一方面也能夠提高在線校準裝置的使用壽命，降低企業的成本支出。而根據相關調查實驗，在模擬實驗中，計量撬位置穩固，并無明顯位移且所處的管道沒有水擊或振動現象，質量流量計也處于穩定狀態無明顯振動現象。

結束語：

綜上所述，該在線流量計校準裝置以計量撬為核心，通過計量撬避免了傳統校準方式需要拆離校準的問題，并且該方法穩定性高，誤差值小，操作參數與質量流量計的參數相一致，標定流體也符合流量計的日常工作要求，且該方法操作簡單，能夠減輕工作人員的操作壓力，穩定強，其應用前景十分廣闊，本文先討論分析如上。

參考文獻：

[1]洪傳文，許建平，郭均瑤. 液體流量計檢定裝置管線高效排水方式的探討[J]. 中國計量，2019，No.285（08）：99-100+125.

[2]陽葉，陳岳飛，羅凡. 科里奧利質量流量計在高壓氣體標準裝置中的應用研究[J]. 計量技術，2019，000（009）：24-27.

[3]鄭超、王玉剛、趙曉東、葉定擁、楊華峰、張洪軍. 基于流量計的計量泵性能測試裝置的研究[J]. 中國計量大學學報，2020，v.31;No.99（03）：14-20+37.