管道式電磁流量計(jì)具備無可動(dòng)件、無壓損、量程寬、準(zhǔn)確度高、穩(wěn)定性好和使用壽命長等優(yōu)點(diǎn),是現(xiàn)在較多水司的首選產(chǎn)品,F(xiàn)在的在線檢測方法主要有超聲波流量計(jì)比對法、電參數(shù)法、清水池容積法三種,本文著重介紹這三種常用方法的優(yōu)缺點(diǎn)和在線檢測工作中的一些體會(huì)。
一、超聲波流量計(jì)比對法
1.原理及操作
以便攜式超聲波流量計(jì)作為標(biāo)準(zhǔn)表,使流體在相同時(shí)間間隔內(nèi)連續(xù)通過標(biāo)準(zhǔn)表和電磁流量計(jì),比較兩者的輸出流量值,從而確定電磁流量計(jì)的計(jì)量性能。
2.優(yōu)點(diǎn)
(1)此方法操作簡單,不用停水、停電,直接安裝在管段上即可,是目前較多水司常采用的方法。
(2)檢測結(jié)果直觀,直接顯示數(shù)據(jù),可以對瞬時(shí)流量、累積流量進(jìn)行比較。
3.缺點(diǎn)
(1)超聲波流量計(jì)的準(zhǔn)確度比電磁流量計(jì)的準(zhǔn)確度低(超聲波流量計(jì)一般為1%,而電磁流量計(jì)一般為0.5%),嚴(yán)格來說,不符合計(jì)量量值傳遞的規(guī)則(現(xiàn)在許多水司都使用“名義降級(jí)”采取放寬準(zhǔn)確度來解決這一問題)。
(2)影響超聲波流量計(jì)準(zhǔn)確度的不確定因素較多(如直管段是否足夠、管道里水的流態(tài)、管壁積垢、氣泡、溫度變化、噪聲、人為因素等)。
4.體會(huì)及建議
(1)作為標(biāo)準(zhǔn)表的超聲波流量計(jì)必須定期送國家授權(quán)的計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢定。
(2)安裝超聲波流量計(jì)要有足夠長的直管段(一般情況下為前10D、后5D),最好有標(biāo)準(zhǔn)管段。
(3)檢測人員在檢測時(shí)必須規(guī)范操作,盡量減少誤差來源,例如正確輸入管材、襯里、管外徑、管壁厚度、管內(nèi)介質(zhì)等相關(guān)參數(shù),準(zhǔn)確安放探頭的位置等。
(4)在固定外部條件下(如測量點(diǎn)、水廠的開機(jī)臺(tái)數(shù)、壓力等),記錄不同流速、不同溫度的測量結(jié)果作對比。
二、電參數(shù)法
1.原理及操作
通過對直接影響管道式電磁流量計(jì)測量準(zhǔn)確度的傳感器勵(lì)磁線圈電阻和對地絕緣電阻、電極接液電阻偏差率、轉(zhuǎn)換器各項(xiàng)參數(shù)轉(zhuǎn)換準(zhǔn)確度、零點(diǎn)漂移等參數(shù)進(jìn)行校準(zhǔn),確定電磁流量計(jì)保持在出廠標(biāo)定時(shí)的計(jì)量性能狀態(tài)。一般測試項(xiàng)目如下:
傳感器部分:(1)勵(lì)磁線圈電阻和對地絕緣電阻;(2)電極與液體之間電阻;(3)信號(hào)電路絕緣電阻;(4)勵(lì)磁電路和信號(hào)之間的絕緣電阻。
轉(zhuǎn)換器部分:(1)零點(diǎn)檢查;(2)對轉(zhuǎn)換器內(nèi)菜單設(shè)置的參數(shù)(如流量滿度范圍、口徑、儀表系數(shù)等)進(jìn)行檢查;(3)使用模擬信號(hào)發(fā)生器對不同流量點(diǎn)進(jìn)行檢查。
2.優(yōu)點(diǎn)
(1)對流量計(jì)的性能進(jìn)行檢測,發(fā)現(xiàn)其故障信息。
(2)檢測過程中不確定因素影響較少,檢測結(jié)果的準(zhǔn)確度較高。
(3)可對轉(zhuǎn)換器的線性、重復(fù)性進(jìn)行檢測。
3.缺點(diǎn)
(1)分別對傳感器和轉(zhuǎn)換器進(jìn)行檢測,不能對流量計(jì)作整體校驗(yàn)。
(2)每個(gè)廠家所配備的模擬信號(hào)發(fā)生器均不相同。
(3)只能通過測試流量計(jì)各項(xiàng)重要參數(shù)來判斷其運(yùn)行是否正常、性能是否改變,但無法確定被測流量計(jì)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度。
(4)檢測過程中被檢流量計(jì)需要停止工作。
4.體會(huì)及建議
(1)在新購管道式電磁流量計(jì)時(shí),要求廠家提供傳感器勵(lì)磁線圈電阻和對地絕緣電阻、電極與液體之間電阻等參數(shù)的出廠標(biāo)定值,方便日后使用電參數(shù)法時(shí)作參照。
(2)熟悉不同廠家模擬信號(hào)發(fā)生器的使用方法。
(3)用來檢測各種參數(shù)的工具如指針式萬用表、數(shù)字式萬用表、兆歐表等,選用較高準(zhǔn)確度的以減少誤差。
三、清水池容積法
1.原理及操作
利用水廠的清水池作為測量容器,首先將清水池水位調(diào)至高水位,關(guān)閉原水水泵和相應(yīng)閥門、確認(rèn)沒水進(jìn)入清水池后,測量清水池水位在一定時(shí)間內(nèi)的變化高度來計(jì)算出清水池變化體積,與相同時(shí)間段內(nèi)電磁流量計(jì)的累計(jì)流量相比較,從而確定電磁流量計(jì)的計(jì)量性能。
2.優(yōu)點(diǎn)
利用水廠的清水池作為測量容器,在原理上是一種最基本、最直觀可靠的檢測方法。
3.缺點(diǎn)
(1)只適用于出廠水管道式電磁流量計(jì),具有局限性,不能廣泛使用。
(2)只能在不影響供水的情況下進(jìn)行,檢測時(shí)間受到限制,并且需要?jiǎng)佑幂^多的人力、物力。
(3)影響清水池容積法測量準(zhǔn)確度的不確定因素較多,例如清水池竣工圖面積與實(shí)際面積存在的誤差、水池測高點(diǎn)位置的安裝、測試過程中人員的配合等都會(huì)直接影響測試結(jié)果。
4.體會(huì)及建議
(1)準(zhǔn)確計(jì)算清水池和吸水井的面積,對照竣工圖紙減去清水池和吸水井中導(dǎo)流墻、梁、柱等所占的面積(最好能在清水池竣工時(shí)用高精度鋼尺實(shí)測其數(shù)據(jù),留作以后測試使用)。
(2)選擇合理的水池高度變化測量點(diǎn),最好是水平面波動(dòng)比較小的地方,能反映水池整體的高度變化。
(3)確認(rèn)流程上的閥門是否能完全關(guān)閉。
(4)在測試前制定詳細(xì)的計(jì)劃,安排人員,并要求記錄人員同步記錄有關(guān)數(shù)據(jù)。
四、舉例
市區(qū)供水分公司有石灣水廠、沙口水廠、新城區(qū)優(yōu)質(zhì)水廠共3家水廠,在用的原水流量計(jì)和出廠水流量計(jì)共17臺(tái),其中管道式電磁流量計(jì)15臺(tái)。這部分電磁流量計(jì)使用的年限最短的有5年,最長的達(dá)18年。近期,市區(qū)供水分公司組織相關(guān)部門分別使用超聲波流量計(jì)比對法、電參數(shù)法、清水池容積法對市區(qū)供水分公司原水、出廠水電磁流量計(jì)水流量計(jì)的準(zhǔn)確度進(jìn)行檢測。下面以石灣水廠為例進(jìn)行分析:
1.超聲波比對法檢測結(jié)果(見表1)
2.電參數(shù)法檢測結(jié)果(見表2)
3.清水池容積法檢測結(jié)果(見表3)
從表1至表3數(shù)據(jù)可以看出,三種檢測方法的結(jié)果比較吻合,如:
(1)石灣水廠三車間的原水流量計(jì)在使用超聲波流量計(jì)比對法檢測的結(jié)果誤差達(dá)-4.78%;用電參數(shù)法檢測,發(fā)現(xiàn)其勵(lì)磁線圈已短路,勵(lì)磁線圈對地絕緣電阻只有70kΩ,正常值應(yīng)大于20MΩ,兩種方法的結(jié)果均顯示其異常。
(2)石灣水廠二車間與三車間出廠水流量計(jì),在使用超聲波比對法檢測結(jié)果顯示相對誤差為2%,清水池容積法檢測結(jié)果顯示相對誤差為1%,兩種方法的結(jié)果均顯示三車間出廠流量計(jì)比二車間的計(jì)量偏快。
五、結(jié)論及建議
三種檢測方法都有其優(yōu)點(diǎn)和不足,建議在實(shí)際工作中根據(jù)管道式電磁流量計(jì)的性能、使用情況結(jié)合使用。另根據(jù)國家新頒布的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)CJ/T364-2011《管道式電磁流量計(jì)在線校準(zhǔn)要求》,已將超聲波流量計(jì)比對法、電參數(shù)法納入其中,也證明這兩種方法的可行性。
要保證管道式電磁流量計(jì)的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確度,日常管理非常重要,下面是對流量計(jì)管理的一些建議:
(1)合理選擇流量儀表,規(guī)范安裝條件,減少誤差來源。
(2)加強(qiáng)檢測工作:安排人員定期對儀表進(jìn)行檢查維護(hù)管理,以市區(qū)供水分公司為例,每季度使用超聲波流量計(jì)比對法水廠原水、出廠水電磁流量計(jì)進(jìn)行檢測,當(dāng)超聲波流量計(jì)比對法的檢測結(jié)果顯示異常時(shí),使用電參數(shù)法或容積法對其進(jìn)行復(fù)測,根據(jù)結(jié)果查找異常原因。
(3)重視數(shù)據(jù)分析工作:建立完整的流量計(jì)管理檔案,記錄新裝和使用中的檢測數(shù)據(jù),并對監(jiān)測數(shù)據(jù)、水泵開機(jī)情況、水位變化等多種參數(shù)綜合分析,判斷流量計(jì)的運(yùn)行情況。
(4)在長期使用中,管道式電磁流量計(jì)各部件會(huì)有腐蝕、磨損、積垢、老化等現(xiàn)象,使流量計(jì)的穩(wěn)定性、測量準(zhǔn)確度下降,甚至發(fā)生故障。逐步對使用年限長、準(zhǔn)確度下降的流量計(jì)進(jìn)行改造。
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