摘要:測量微(wei)小流量 的流(liu)量計在很多(duō)行業得到廣(guang)泛應用。如果(guǒ)某一台計♻️量(liang)計的示值精(jing)度受到懷疑(yi)，就有必要用(yòng)簡單易行的(de)方法對流量(liàng)計進行現場(chǎng)校準、比對，以(yi)消除疑慮。對(duì)特🎯别重要的(de)測量點，則在(zai)正式投運前(qian)就需進行這(zhè)樣的校準、比(bǐ)對🔴。介質爲液(yè)體時，宜将液(yè)體從放淨閥(fá)導出，并用容(rong)器收集稱重(zhong)。當介質爲蒸(zheng)汽時，宜✏️将導(dao)出的蒸汽☀️先(xiān)變成凝結水(shui)，然後稱重。當(dang)介質爲氣體(ti)時，宜用皂膜(mo)流量計、濕式(shi)氣體流量計(jì)等進行在線(xian)實時校準、比(bǐ)對。在作零位(wèi)校驗時，應💜排(pai)除小信号切(qie)除的幹擾。文(wén)中還提出了(le)保證校準品(pǐn)質的措施。對(duì)于不宜作現(xiàn)場校準的測(cè)量點，則可用(yòng)基于質量守(shou)恒定律的方(fang)法等作現場(chang)驗證。
　　内藏孔(kong)闆流量計 、 小(xiao)孔闆流量計(ji) ，以其顯著的(de)特點使其在(zài)制藥等精細(xì)化工行業、化(huà)工♉小🔞試驗裝(zhuang)🌏置以及輕工(gōng)行業的添加(jia)劑流量測量(liang)🛀中，得到廣泛(fàn)應用。是标準(zhǔn)孔闆流量計(jì)往微小流量(liàng)方向的延伸(shen)。
　　但因其測量(liang)精度不是由(you)國際标準或(huò)國家标準保(bao)證的，所☁️以🎯初(chū)次使用者往(wǎng)往有些不夠(gou)放心。好在這(zhe)種流量計的(de)實測流量一(yī)❌般都很小，可(kě)以根據工藝(yi)流程的特點(dian)，例📐如用流程(chéng)中的🔞切斷閥(fá)和放淨閥或(huo)自控專業預(yu)設的校驗口(kǒu)，實現測量示(shì)值精度的現(xiàn)場校準。
　　在開(kāi)展此項工作(zuo)時，如果所用(yong)的标準器測(cè)量結果☂️的♌不(bu)确定度不大(dà)于被校流量(liàng)計最大允許(xu)誤差絕對值(zhí)1/3時，稱爲校👌準(zhun)，否則隻能稱(cheng)比對。在不用(yòng)标準器時，屬(shu)于驗證。
　　這種(zhong)校準的結果(guǒ)因爲已包含(hán)流體密度、黏(nián)度、等熵指⛷️數(shu)等物♊性與設(shè)計計算時的(de)偏離，也包含(han)了溫度、壓力(lì)等工況參數(shù)的偏離的影(yǐng)響。還包含了(le)使用環境偏(pian)離參比條件(jiàn)的影響，以及(jí)安裝情💘況對(duì)測量誤差的(de)影響，所校準(zhǔn)得到的結果(guǒ)👣更具有實際(jì)意義。
1微小流(liu)量的驗證
1.1流(liu)量測量結果(guo)驗證的難點(diǎn)
　　在化工、石化(huà)等生産過程(chéng)中，安裝有大(dà)量的過程變(bian)量測量🌈儀😍表(biao)，其中溫度、壓(ya)力、流量、液位(wei)測量儀表數(shù)✂️量巨大，種類(lei)也極其繁多(duō)。但是它們卻(què)有一個共同(tong)的特點，就是(shì)測☁️量結果的(de)使用者對儀(yi)表示值精度(dù)産生懷疑時(shí)，都要想盡辦(bàn)法予以驗證(zhèng)，搞🈚清楚關鍵(jiàn)儀表的測量(liang)結果究競是(shi)否正确。所以(yi)驗證問題不(bu)🚩隻存在于流(liú)量之中，在溫(wen)度，壓力、液位(wèi)的測量中，同(tóng)樣存在，隻是(shì)流量之外的(de)要容易和簡(jiǎn)單得多。例如(ru)溫度測量，對(dui)于特别重要(yào)的測量點，常(chang)選用 雙支鉑(bo)熱電阻 、 雙支(zhī)熱電偶 ，或在(zai)溫度傳感器(qi)旁邊，開設一(yī)個可以插人(rén)标準水銀溫(wēn)度計的🤩校驗(yàn)口，增加的投(tou)資也微不足(zú)道。再比如壓(ya)力測量，在 壓(yā)力變送器 附(fu)近增設--個 彈(dan)簧管壓力表(biǎo) 用于對照，也(yě)隻需舉手之(zhi)勞。而液位測(cè)量結果的校(xiào)對也不困難(nan)🥰，因爲大多數(shù)配有液位測(ce)量儀表的設(shè)備上，大多同(tóng)時配有 玻璃(li)管液位計 、玻(bo)璃闆液位計(jì)或其他原理(li)的液位計。例(li)如在工業鍋(guo)爐汽包🧑🏽‍🤝‍🧑🏻液位(wèi)的測量中，一(yī)般都裝有3~4套(tào)不同原理的(de)液位測量手(shǒu)段，以便相互(hu)對照，确保安(ān)全。與此相似(si)的例子在流(liú)量測量🏒中是(shi)不多見的。
 
　　圖(tú)1所示是冗餘(yu)設置的雙檢(jian)測器渦街流(liú)量傳感器。美(měi)國洛克威爾(er)公司有一項(xiàng)科研成果，即(jí)一台渦輪⭕流(liu)量計中配有(you)兩個傾角不(bú)同的渦輪，其(qi)中傾角大🔞的(de)渦輪轉速高(gāo)，精度高✉️，但壽(shòu)命短，而傾角(jiǎo)小的一個渦(wo)輪恰巧相反(fan)，取其壽命長(zhǎng)的優點作爲(wèi)🌐判斷主渦輪(lún)失準的手段(duàn)。兩個渦輪的(de)電磁檢測器(qì)輸出的頻率(lü)保持一定的(de)比例，并由微(wēi)電子電路判(pàn)斷，一旦頻率(lü)差超過設定(dìng)的區間，即判(pàn)主渦輪㊙️失準(zhǔn)，發出報警信(xìn)号。
　　在大型發(fa)電機組的配(pei)套鍋爐上，進(jìn)水流量是一(yi)個關鍵參數(shù)，往往一副差(cha)壓孔闆上配(pei)有三對取壓(yā)口和相互獨(du)立的🙇‍♀️三台🤞差(cha)壓變送器，其(qi)中一台用于(yú)控制，一台用(yong)于計量，而聯(lián)鎖輸出🚶‍♀️則由(you)三台變送器(qì)按三取二表(biǎo)決結果決定(ding)，從而确保安(an)全”。
　　這種多重(zhong)冗餘并用三(san)取二表決的(de)方法确保流(liu)量測量結🔞果(guǒ)安☁️全可靠的(de)做法，在大型(xing)石化裝置中(zhong)也經常⛱️采用(yòng)。但要付出相(xiàng)應的代價。
1.2流(liu)量測量結果(guǒ)正确性驗證(zheng)的一般方法(fa)
　　闡述了這種(zhong)驗證的常用(yòng)方法:
(1)基于質(zhì)量守恒定律(lǜ)的方法;
(2)基于(yu)熱量平衡關(guan)系的方法問(wen);
(3)基于設備能(neng)力估算的方(fang)法"。
　　其中方法(fǎ)(1)用得最多。在(zai)文獻圖中列(lie)舉了9個實際(jì)例子。例如用(yong)🙇🏻于貿易交接(jie)計量的表計(ji)，大多采用一(yī)根管道👈兩套(tao)表的配置，其(qi)中上遊表計(ji)歸供方所有(you)，下遊表計歸(guī)需方👈所有"。
　　在(zai)油庫的油品(pǐn)發貨計量站(zhan)，若幹台發貨(huò)用的流量計(jì)💋定期用精💃度(du)足夠高的基(jī)地式标準流(liú)量計校準🍓。在(zai)天❌然氣長輸(shū)管網的計🌏量(liang)站場，也普遍(biàn)采用一台标(biāo)準流👅量計對(duì)🔴若幹台發貨(huo)計量表計，經(jing)閥門切換的(de)方法實現就(jiu)地校準。這種(zhong)儀表配置方(fāng)法在貿易交(jiāo)接中廣泛應(ying)用，但在過程(cheng)控制中卻極(ji)少采用，原因(yin)之一是投資(zi)太高，其次是(shi)對精度的要(yào)求也沒有那(nà)麽高。而是采(cai)用經濟而且(qie)簡單易行的(de)方法。例如各(gè)分表流量示(shi)值之⛹🏻‍♀️和與總(zong)表相等的關(guan)🐆系。鍋爐發汽(qì)流量應等于(yu)進水流量與(yu)排污流量之(zhi)差的關系。經(jing)蒸汽流量計(jì)計量的蒸✔️汽(qi)，全部凝結後(hou)應得到質💛量(liang)相等的凝結(jié)水的關系。在(zài)用流量批量(liang)控制儀定量(liang)裝車的流程(cheng)中，裝車完畢(bì),一般均需地(dì)中衡複測✍️，這(zhe)也是一個計(ji)量精度驗證(zheng)的過程。便攜(xié)式超聲流量(liang)計在液體流(liu)量測量的比(bi)對和維修中(zhong)，扮演着重要(yào)角色。這種流(liú)量計精度不(bu)夠高,談不上(shang)校準，但如果(guǒ)被懷疑的流(liú)量計的确誤(wù)差較大,用它(ta)😍來比對，還是(shì)能夠做出結(jié)論的。
2微小流(liu)量測量儀表(biǎo)的現場校準(zhun)
　　微小流量測(cè)量儀表的精(jīng)度校準、驗證(zhèng)的特點在于(yu)“微小♉”，像1~10kg/h測量(liang)範圍的内藏(cang)孔闆流量計(jì)，隻要--個量筒(tǒng)就能實現✍️驗(yàn)證。一支微型(xing)浮子式氣體(tǐ)流量計，用幾(ji)十元錢一支(zhī)的皂膜流量(liang)計就能實現(xiàn)校準。而适用(yòng)于大流量測(cè)量儀表驗證(zheng)的方🛀法或設(she)備，在微小流(liú)量中，有時卻(que)不合用。
2.1液體(tǐ)微小流量測(cè)量儀表的現(xian)場驗證
　　液體(ti)微小流量測(cè)量儀表的精(jing)度大多可用(yong)稱重法進行(háng)驗證。典型的(de)例子如圖2所(suo)示。
 
　　有時流量(liang)計并不安裝(zhuāng)在調節回路(lu)中，這時就需(xū)在流🚶‍♀️量計下(xia)遊☂️管道上找(zhao)到切斷閥和(he)放淨閥或專(zhuan)門設置的校(xiao)✊驗口，如圖3所(suo)示。
 
　　在圖3中，将(jiang)切斷閥V關斷(duàn)，就可對流量(liàng)計零位進行(háng)檢查🏃‍♂️，打開放(fàng)淨閥V2就可将(jiāng)液體導出放(fang)入容器稱重(zhong)。通常可⛹🏻‍♀️改變(biàn)V2開度使FIQ的瞬(shùn)時流量qm爲常(chang)用值，并經軟(ruan)管導人容器(qi)，而且要注意(yi)軟管中液體(tǐ)滞留量對校(xiao)準、比對結果(guǒ)的影響。
　　用這(zhè)種方法實施(shī)校準、比對，不(bú)僅适用于内(nei)藏孔闆流📐量(liang)計、小🙇‍♀️孔闆流(liu)量計，也适用(yong)于 微小口徑(jìng)電磁流量計(ji) 、 渦輪流量計(jì) 及 浮子流量(liang)計 等。
2.2流量零(líng)位的檢查與(yǔ)校驗
　　關斷切(qiē)斷閥對流量(liàng)零位示值進(jìn)行檢查和校(xiào)驗是流量示(shi)✏️值驗證的首(shou)要任務。這是(shi)因爲流量計(ji)零位㊙️如果👈不(bú)準🚩，将對量程(cheng)範圍内的各(gè)點示值都産(chan)生影響。在作(zuo)零位檢☂️查和(hé)校驗時應🚩注(zhù)意以下事項(xiang)。
(1)确認測量管(guan)内的流體已(yi)停止流動，而(er)且儀表處于(yu)正常測量狀(zhuàng)态。當然确保(bao)安全萬無一(yī)失是首要的(de)。
(2)排除小信号(hào)切除對校零(líng)I作的幹擾。
　　在(zai)模拟輸出的(de)流量計中，一(yi)般均有小信(xìn)号切除功🐅能(néng)💔。這是因🔞爲模(mo)拟電路總會(huì)有一定幅值(zhi)的漂移。這種(zhǒng)漂移往往導(dao)緻實🔆際上流(liú)體已停止流(liu)動，儀表卻有(you)小.流量指示(shi)，爲了避免這(zhè)種令人不快(kuai)的事情出現(xian)，于是就♊設計(ji)了小信号切(qie)除功能"，例如(rú)電磁流量計(ji)，一般取滿量(liang)程流量的2%爲(wei)切除點，即在(zai)實際流量小(xiao)于2%FS時,儀表❌統(tǒng)統顯示零流(liú)量🚶‍♀️。于是問題(ti)得到解決☔。但(dan)是又産生新(xin)的問題，即⭐在(zai)實際流量小(xiao)于2%FS甚至存在(zai)反向流動時(shi)，儀表一概顯(xian)示零流量✍️，從(cóng)而産生一個(gè)假象。所以在(zai)校零時㊙️,應将(jiang)小信号切除(chu)功能暫時🚶‍♀️撒(sa)銷。
　　差壓式流(liu)量計 都避不(bu)開開平方運(yùn)算這一環節(jie)。這一運算人(ren)們喜歡交由(you)差壓變送器(qi)去完成。這樣(yang)，相對流量較(jiao)小時能獲得(de)較大的電流(liu)輸出，從而使(shi)得将差壓信(xin)号傳送到後(hou)續儀表必不(bu)可少的DIA轉換(huàn)和A/D轉換引入(rù)的誤🐉差予以(yǐ)削弱。
　　在差壓(yā)式流量計中(zhōng)，小信号切除(chú)的作用更加(jia)突出，因爲開(kāi)平方運算的(de)關系，使得流(liu)量在零點附(fu)近，運算模塊(kuai)具🔞有非🚶常大(dà)的增益。例如(ru)差壓有+0.04%FS的漂(piāo)移，開平方之(zhī)後就有2%FS的輸(shū)出。所以小流(liu)量信号切除(chú)點一般定得(dé)比較高。橫河(he)公司的EJA110E型差(cha)壓變送器出(chū)廠設🔆置定在(zai)滿量程差壓(ya)的1%,對應滿量(liàng)程流量的10%。這(zhe)樣--來使流量(liàng)顯示的死區(qu)變得更大。如(rú)果小信号切(qiē)除模式指定(dìng)爲“切到0”，則流(liú)量小于10.0%FS的所(suo)有各點，儀表(biao)都顯🏃‍♂️示零。以(yǐ)至在調零操(cao)✔️作時，外部調(diào)零螺釘順時(shí)針或😄反時針(zhēn)旋🌈轉很多圈(quan)，輸出都無動(dòng)于衷。“切到線(xian)性”的功能，從(cóng)而使死區不(bú)死，即流量小(xiao)于指定值後(hòu)，輸出📐與輸人(ren)之間呈線性(xìng)關系，甚至在(zài)差壓.爲負值(zhí)時，仍✔️有對應(ying)的變化值，從(cóng)而使調整更(gèng)方便。這樣信(xìn)号切除的關(guān)系⛱️如圖4所示(shì)。
 
(3)流量零點與(yǔ)差壓零點的(de)差異
　　差壓式(shi)流量計在做(zuo)校零操作時(shí)，習慣性動作(zuò)是将 三閥組(zǔ) 中的負壓閥(fa)關閉，然後打(da)開平衡閥，如(ru)果變送器輸(shu)出不爲📞4mA,則作(zuo)相應調整。調(diao)校完畢将流(liu)量計投人運(yun)行，這時如果(guo)将📧與流量計(jì)串聯的切斷(duan)閥關斷，流體(tǐ)停止流🤟動，有(yǒu)時會發現流(liu)量示值并不(bu)爲零，甚至會(huì)有負的差壓(yā)顯示。這多半(ban)是因儀表的(de)安裝有缺陷(xian)，流動雖已停(tíng)止，節流件前(qián)後差壓已爲(wèi)零,但因差壓(yā)信号傳遞失(shī)真，使得變送(song)器接收到的(de)差壓信号并(bing)不爲零。因此(cǐ)， 差壓變送器(qi) 零點正确并(bing)不等于流量(liang)零點正确。需(xū)要在變送器(qì)完成校🌈零後(hòu)，關斷切斷閥(fá)，流量示值仍(réng)爲零。因此需(xū)排除安裝缺(que)陷。
2.3流量示值(zhi)現場驗證的(de)操作
　　流量計(ji)示值正确性(xing)的驗證，由于(yú)現場條件所(suo)限，一般不能(néng)采取🌂實驗室(shi)校準所用的(de)方法。按照計(ji)量檢定規程(chéng),流量計在作(zuò)☔實流📧校準時(shi),在規定的時(shi)間間隔内，同(tong)時讀取被校(xiao)表示值和标(biao)準表☔示值N次(cì)，然後取平均(jun)值并計算該(gāi)校驗點本次(ci)校驗示值誤(wù)差。
 
　　一個校驗(yan)點相同的校(xiào)驗進行三次(ci)，得到三個誤(wu)差值，然後計(jì)算該校驗點(diǎn)平均誤差和(he)重複性。
　　現場(chang)校準所用的(de)方法，從原理(li)來看與式(1)是(shì)相同的👣，但⛷️操(cāo)💔作方法有明(míng)顯的差異。現(xiàn)場校準、比對(duì)中，式(1)中的qm用(yong)累積值的增(zēng)量🏃Qm代替，qsi用稱(cheng)量結果代替(ti),校準點爲常(cháng)用流量。因此(cǐ)要簡單得多(duō)。
2.4精餾塔各路(lù)流量的驗證(zhèng)
　　液相進料頂(dǐng)底采出的精(jīng)餾塔在制藥(yào)廠“用得很多(duō)，而且多配有(you)流量計，由于(yú)精餾塔塔頂(ding)采出量D、塔底(dǐ)采出量B與進(jìn)料⭕量F之間有(yǒu)下面的關系(xi)
F=D+B(2)
　　所以可用這(zhe)個關系對相(xiang)關的三路流(liu)量進行分析(xī)判斷。
2.5氣體微(wei)小流量測量(liàng)儀表的現場(chang)驗證
　　氣體微(wei)小流量測量(liang)儀表的現場(chǎng)校準、比對，同(tóng) 液體流量計(ji) 不同，因爲從(cóng)流程中導出(chū)的氣體無法(fǎ)被收集并用(yòng)稱重♉的方法(fa)得到其質量(liang)，隻能用另一(yī)台流量計對(duì)其進行測量(liang)。
　　在石化、化工(gong)行業的分析(xi)室，分析人員(yuan)用皂膜流量(liàng)計✔️對氣相色(se)🌈譜儀上的微(wei)型浮子流量(liang)計 進行标定(ding)。類似的情況(kuang)，這種标準流(liú)量計也可用(yong)來對流程🍉中(zhong)的微小氣體(tǐ)流量計進行(hang)校準，在這種(zhǒng)流量計中，不(bu)同規格的玻(bo)璃管對應的(de)流量範圍也(ye)不同，最大可(ke)測量60L/min的流量(liàng)，精度可達1.0%，其(qí)外形如圖5所(suo)示。
 
　　濕式氣體(ti)流量計是一(yī)種典型的容(róng)積式流量計(jì)，不确定度可(kě)達0.5%，也适合作(zuo)爲标準器，流(liú)量測量上限(xian)可達3000L/h，其工作(zuò)原理如圖6所(suo)示.
 
　　上述兩種(zhǒng)可作标準表(biao)使用的氣體(tǐ)流量計，顯示(shì)的都是當時(shí)當地大氣壓(ya)力條件下當(dāng)時氣體溫度(dù)條件下的體(ti)積流量，如✨果(guo)要得到标準(zhǔn)狀态體積流(liu)量，則需用式(shì)(3)進行換算.
 
　　如(rú)果要得到質(zhi)量流量，則需(xu)再乘上氣體(ti)的标準狀态(tai)密度Pn。
　　當需要(yao)校準的流量(liàng)值更大時，則(ze)可選用玻璃(lí)浮子流量計(jì) ，隻是精度較(jiào)低，隻能用作(zuò)比對。有些被(bei)校對象氣體(tǐ)靜壓較🌈高，而(ér)且現場有容(róng)積已知的容(róng)器，也可應用(yong)PVTt法實現校❗準(zhun)、比對或💋驗證(zhèng)。
2.6蒸汽微小流(liu)量測量儀表(biǎo)的現場驗證(zheng)
　　上述用于驗(yan)證氣體流量(liang)計的三種标(biao)準表都不适(shì)合測量蒸🏃🏻‍♂️汽(qì)✂️流量，但仍可(kě)用稱重法予(yǔ)以校準，例如(ru)從校㊙️驗口導(dao)出的微小流(liú)量蒸汽，可以(yǐ)經軟管送到(dao)裝有冰屑與(yǔ)水的混合物(wu)的容器底部(bù)，将其變成凝(níng)結水，然後稱(chēng)重，再計算示(shì)值誤差。
2.7保證(zheng)校準品質的(de)措施
(1)被校表(biao)所給出的累(lei)積流量應具(ju)有足夠高的(de)分辨力，參與(yǔ)計♻️算誤差的(de)流量示值有(yǒu)效數應在4~5位(wèi)之間。合理🐪設(shè)置流量計的(de)積算速率，就(jiu)能滿足這一(yī)要求。
(2)收集導(dǎo)出液的容器(qì)應足夠大，每(měi)次測量時間(jian)一般不短于(yú)1min。
(3)稱重用的衡(héng)器，精度應足(zú)夠高。
3結束語(yu)
(1)在很多行業(ye)都使用着大(da)量測量微小(xiao)流量的流量(liang)計。如果㊙️某一(yi)✨台流量計的(de)示值精度受(shou)到懷疑，就有(yǒu)必要用簡單(dān)易💔行的方法(fǎ)對其進行校(xiao)準、比對，或通(tōng)過質量守恒(heng)關系進行❗驗(yan)證，以消除疑(yí)慮。
(2)測量液體(ti)微小流量的(de)流量計，宜利(li)用現場的切(qiē)斷閥和放淨(jing)🙇🏻閥，将液體導(dǎo)出、收集、稱重(zhong)，然後計算誤(wù)差。
(3)測量氣體(tǐ)微小流量的(de)流量計，宜采(cai)用皂膜流量(liàng)計、濕式氣體(ti)✉️流量計等作(zuo)标準，進行在(zai)線實時校準(zhǔn)或比對。
(4)測量(liang)蒸汽微小流(liu)量的流量計(ji)，宜将蒸汽從(cong)校驗口😄導出(chu)，經軟管送到(dào)裝有冰屑與(yu)水的混合物(wù)的容器⚽底部(bu)，将其🈲變成凝(ning)結🐕水，然後稱(chēng)重用于誤差(chà)計算。
(5)這種現(xiàn)場校準、比對(duì)得到的結果(guǒ)不僅包含器(qi)具本身的誤(wu)差，而且包含(hán)流體密度、黏(nián)度、等嫡指數(shù)等物性數據(jù)與設計計算(suan)的偏離引人(rén)的影響，溫度(dù)、壓力等工況(kuang)參數偏離所(suǒ)産㊙️生的影響(xiang)。還包含了安(ān)裝情況對測(cè)量誤差的影(ying)響以及使用(yong)環境偏離參(can)比條⁉️件的影(yǐng)響，所以，校準(zhun)、比對、驗證的(de)結果更具有(yǒu)實際🈲意義。但(dan)若物料有毒(dú)易燃或因生(sheng)産的連續性(xing)⛷️不允許物料(liào)導出，則應以(yi)安全爲重，不(bu)宜采用現場(chang)校準這一方(fāng)法。上述校準(zhun)👄方法符合有(you)關計量檢定(dìng)規程,并在現(xiàn)場應用中獲(huo)得良好效果(guǒ)。

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