一、概述
流量計(jì)在出廠之前需按檢定規(guī)程進(jìn)行檢定。有些種類流量計(jì)，如渦街流量計(jì)、電磁流量計(jì)、渦輪流量計(jì)、科氏力質(zhì)量流量計(jì)等還須在流量標(biāo)準(zhǔn)裝置上通入校準(zhǔn)流體，對(duì)被檢表進(jìn)行逐臺(tái)校準(zhǔn)，校準(zhǔn)有時(shí)也稱對(duì)刻度進(jìn)行標(biāo)定。但是出廠檢定合格的流量計(jì)安裝到使用現(xiàn)場(chǎng)后，一般還得經(jīng)過使用環(huán)節(jié)的實(shí)踐考驗(yàn)，才算真正“合格”，這一環(huán)節(jié)就是交工驗(yàn)收時(shí)對(duì)流量計(jì)示值準(zhǔn)確性的現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證。將這項(xiàng)工作稱作“驗(yàn)證”，是因?yàn)樗煌跈z定?！皺z定”這個(gè)術(shù)語在國家標(biāo)準(zhǔn)中的定義是“查明或確認(rèn)計(jì)量器具是否符合法定要求的程序，它包括檢查、加標(biāo)記和(或)出具檢定證書”。很明顯，對(duì)于流量計(jì)，檢定是對(duì)某臺(tái)器具所進(jìn)行的工作。而一臺(tái)流量計(jì)安裝到使用現(xiàn)場(chǎng)后，往往還要同其他相關(guān)聯(lián)的儀表(如二次表)配套，連同被測(cè)對(duì)象一起組成流量測(cè)量系統(tǒng)，并在特定的使用環(huán)境中運(yùn)行。一個(gè)流量測(cè)量系統(tǒng)中所包含的各臺(tái)計(jì)量器具可能全部是合格的，但組成一個(gè)流量測(cè)量系統(tǒng)卻可能不合格，因?yàn)槠骶哌x型不當(dāng)，量程選擇不當(dāng)，器具之間匹配不合適，安裝不合理，環(huán)境惡劣使器具不能適應(yīng)，測(cè)量對(duì)象對(duì)器具測(cè)量范圍度要求太高等原因，都會(huì)造成系統(tǒng)誤差太大。所以，這里所說的驗(yàn)證是對(duì)為一個(gè)具體的對(duì)象服務(wù)的在一個(gè)特定的環(huán)境中運(yùn)行的測(cè)量系統(tǒng)而言。一套流量計(jì)在某個(gè)特定的環(huán)境中運(yùn)行可能不“合格”，而換一個(gè)環(huán)境可能是“合格”的。對(duì)這一對(duì)象服務(wù)可能不“合格”，改作為另一對(duì)象服務(wù)可能又是“合格”的。因此，驗(yàn)證不能脫離具體的系統(tǒng)、具體的對(duì)象、具體的環(huán)境。
“比對(duì)”這個(gè)術(shù)語在《計(jì)量辭典》中的定義是“在規(guī)定條件下，對(duì)相同準(zhǔn)確度等級(jí)的同類基準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)，或工作用計(jì)量器具之間的量值進(jìn)行比較”?？磥碛帽葘?duì)來代表現(xiàn)場(chǎng)的驗(yàn)證工作也不完全合適，因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證有些是在相同準(zhǔn)確度等級(jí)的測(cè)量系統(tǒng)之間進(jìn)行比較，而有的卻不是。“驗(yàn)證”一詞在GB/T 6583-1994中定義為“通過檢查和提供客觀證據(jù)表明規(guī)定要求已經(jīng)滿足的認(rèn)可”。這雖是質(zhì)量管理和質(zhì)量保證標(biāo)準(zhǔn)中的術(shù)語，將其借用到測(cè)量系統(tǒng)的質(zhì)量管理，基本上也合用。
下面介紹常用的現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證方法。
二、流量測(cè)量系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)
在使用現(xiàn)場(chǎng)對(duì)流量測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行校驗(yàn)，一般包括零點(diǎn)校驗(yàn)和零點(diǎn)以外的示值校驗(yàn)，通常似乎先進(jìn)行零點(diǎn)校驗(yàn)，在零點(diǎn)正常后，如果有條件才進(jìn)行零點(diǎn)之外其他點(diǎn)的示值校驗(yàn)。如果零點(diǎn)不正常，一般應(yīng)先查找原因，經(jīng)處理使之正常后再進(jìn)行其他點(diǎn)的示值校驗(yàn)。
(1)流量測(cè)量系統(tǒng)零點(diǎn)的校驗(yàn)。
在使用現(xiàn)場(chǎng)對(duì)流量測(cè)量系統(tǒng)的零點(diǎn)進(jìn)行校驗(yàn)同在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行校驗(yàn)方法沒有什么不同，都是使流過流量計(jì)的流量為零，然后讀取流量表的示值。只是使用現(xiàn)場(chǎng)條件沒有實(shí)驗(yàn)室理想，有較多不利因素。
經(jīng)驗(yàn)豐富的工程監(jiān)理人員或驗(yàn)收人員在流量計(jì)啟用前對(duì)其檢查驗(yàn)收時(shí)都要檢查一下流量計(jì)的零點(diǎn)示值，因?yàn)榇隧?xiàng)校驗(yàn)最容易實(shí)施，也最為重要。
在校驗(yàn)時(shí)流量計(jì)既不能無中生有，也不能指向負(fù)值。校零時(shí)需注意如下各點(diǎn)。
①保證流過流量計(jì)的流體流量確實(shí)為零。這是流量計(jì)校零的基礎(chǔ)。現(xiàn)場(chǎng)使用一段時(shí)間的切斷閥關(guān)閉后能做到無內(nèi)泄者不是很多。所以校對(duì)零點(diǎn)時(shí)，需確認(rèn)這一點(diǎn)，才能避免弄巧成拙。
②在流量計(jì)測(cè)量通道中必須充滿被測(cè)介質(zhì)。這一點(diǎn)對(duì)于電磁流量計(jì)尤為重要。因?yàn)榇蠖鄶?shù)電磁流量計(jì)在空管時(shí)都會(huì)指向滿度值，這是由于測(cè)量管空管時(shí)，電極之間開路，使示值超過滿度。
③小信號(hào)切除問題。對(duì)于以模擬信號(hào)輸出的流量計(jì)，由于模擬電路難免有些漂移，導(dǎo)致零點(diǎn)出現(xiàn)微小的偏移。通常用小信號(hào)切除的方法予以解決，這一方法也有缺點(diǎn)，因?yàn)榍谐c(diǎn)以下的小流量信號(hào)也一起被切除了，所以切除點(diǎn)不能定得太高。在流量?jī)x表普遍實(shí)現(xiàn)可編程后，切除點(diǎn)可根據(jù)需要任意設(shè)定，為解決這一困難提供了有效的手段。但應(yīng)注意，有些變送器(例如差壓變送器)由于安裝位置有一定的傾斜，或因承受機(jī)械應(yīng)力，導(dǎo)致零點(diǎn)漂移，不能用小信號(hào)切除的方法解決，只能用零點(diǎn)校準(zhǔn)的方法解決。
渦街流量計(jì)測(cè)量液體，管中充滿著的液體，包圍在傳感器周圍，具有良好的阻尼。若測(cè)量管中充的是氣體，由于氣體的密度和黏度均比液體小得多，阻尼特性較差，管道或廠房的振動(dòng)，甚至周圍空氣較強(qiáng)烈的振動(dòng)，都會(huì)導(dǎo)致儀表示值的“無中生有”。
④振動(dòng)對(duì)渦街流量計(jì)零點(diǎn)的影響。渦街流量計(jì)在測(cè)量管充滿被測(cè)介質(zhì)時(shí)，如果零點(diǎn)示值偏高，也即存在“無中生有”的現(xiàn)象，一般都可通過噪聲平衡調(diào)整和觸發(fā)電平調(diào)整使輸出回零。但若安裝現(xiàn)場(chǎng)振動(dòng)較嚴(yán)重，往往無法用儀表調(diào)整的方法解決問題，因?yàn)閷⒂|發(fā)電平調(diào)得太高，或?qū)⒎糯笃髟鲆嬲{(diào)得太小，必將導(dǎo)致提高可測(cè)最小流量值，甚至在流量較大時(shí)渦街所產(chǎn)生的信號(hào)仍低于觸發(fā)門檻值，而被當(dāng)作噪聲予以濾除。這時(shí)就得另想辦法，例如減小振動(dòng)，換上耐振性更佳的儀表等。
⑤渦街流量計(jì)在零流量時(shí)易引入干擾。渦街流量計(jì)校零時(shí)容易接受外界干擾的主要原因是因?yàn)槠鋫鞲衅髑爸梅糯笃鞯淖冊(cè)鲆嫣匦?。以壓電傳感器為例，由于傳感器的輸出幅值同流過測(cè)量管的流速的平方成正比，流速越高，傳感器的輸出幅值越大;反之，輸出幅值就小。微弱的信號(hào)送入渦街流量計(jì)的前置放大器，該放大器為了將幅值懸殊的頻率信號(hào)放大到幅值近似相等的信號(hào)，采用了變?cè)鲆娣糯笃?，即流速高時(shí)輸入頻率高，增益小，流速低時(shí)輸入頻率低，增益大，當(dāng)然，輸入頻率為零時(shí)，增益最大，這時(shí)，各種干擾也一視同仁被放大了很多倍數(shù)，而高于觸發(fā)器的門檻值，最終被當(dāng)作信號(hào)送到輸出端。
(2)流量測(cè)量系統(tǒng)的示值校驗(yàn)、流量測(cè)量系統(tǒng)的零點(diǎn)示值校驗(yàn)實(shí)施起來較容易，因?yàn)槭沽鬟^流量計(jì)的流量為零，比較容易實(shí)現(xiàn)。本節(jié)所述的校驗(yàn)是零點(diǎn)之外其他點(diǎn)示值的校驗(yàn)。
①校驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作。要對(duì)流量測(cè)量系統(tǒng)示值進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)需具備必要的條件。如圖6.17所示，要預(yù)留校驗(yàn)口和切斷閥，在儀表安裝時(shí)就已設(shè)置好。如果只設(shè)置出料校驗(yàn)口，則只能用流量計(jì)實(shí)際被測(cè)流體校驗(yàn);如果既裝設(shè)了出料校驗(yàn)口又裝設(shè)了進(jìn)料校驗(yàn)口，就也可用其他合適的流體校驗(yàn)。
②用容積法進(jìn)行校驗(yàn)。用容積法對(duì)被校表進(jìn)行校驗(yàn)，其管道連接如圖6.17所示。適用于液體流量校驗(yàn)，流量校驗(yàn)點(diǎn)一般取被校流量計(jì)常用流量，可在不影響生產(chǎn)操作的情況下實(shí)施校驗(yàn)。標(biāo)準(zhǔn)容器的容量不應(yīng)小于1min的輸送量。
流量計(jì)的誤差按下式計(jì)算，即：
上面的算式是檢定規(guī)程中規(guī)定的完整公式，由于現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)受條件的限制，標(biāo)準(zhǔn)器和操作要全面達(dá)到規(guī)程的要求還有困難，因此，溫度和壓力的修正也往往被簡(jiǎn)化了。
用標(biāo)準(zhǔn)容器在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)被校表進(jìn)行校驗(yàn)，校驗(yàn)點(diǎn)(瞬時(shí)流量值)要做到高是困難的，達(dá)到60m3/h的例子已不多見。因?yàn)榱髁吭酱?，困難越多，如動(dòng)力、標(biāo)準(zhǔn)容器的搬移、場(chǎng)地、操作以及校準(zhǔn)液的回收等。
當(dāng)流量更大時(shí)，可利用現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)成的水池、槽、罐等代替標(biāo)準(zhǔn)容器，用一段時(shí)間內(nèi)容器中液位的變化計(jì)算容積值，然后同流過流量計(jì)的總量進(jìn)行比較。但是計(jì)算時(shí)，容積值的計(jì)算不能以竣工圖數(shù)據(jù)為準(zhǔn)，須實(shí)測(cè)，容器上入孔、法蘭口、內(nèi)件的影響都要扣除，閥門不能泄漏，旁路管道流出流入的量要特別注意。
還要說明一點(diǎn)，這里所說的槽、罐等容器可能已作量值傳遞，并取得“容量計(jì)量檢定證書”，可具有明確的精確度;但若這些計(jì)量容器不符合規(guī)程規(guī)定的要求，未能作法定檢定，就不能作為流量?jī)x表高一級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)容器，或容器精確度不夠(如作標(biāo)準(zhǔn)容器用的水池精確度低)，因此不能稱作校驗(yàn)，更談不上校準(zhǔn)或檢定，只能稱“比對(duì)”或“驗(yàn)證”。即使圖6.17所示的標(biāo)準(zhǔn)容器是已經(jīng)取得檢定證書的精確度很高的標(biāo)準(zhǔn)容器，由于現(xiàn)場(chǎng)使用的切換機(jī)構(gòu)和計(jì)時(shí)系統(tǒng)不夠完善，難以獲得較高的系統(tǒng)精確度，所以這樣的操作也只能稱得上“比對(duì)”或“驗(yàn)證”。
③用稱量法進(jìn)行校驗(yàn)。用稱量法對(duì)被校表進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)，其管路連接如圖6.18所示。
稱量法在現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)中比容積法用得多，原因是標(biāo)準(zhǔn)秤比標(biāo)準(zhǔn)容器容易得到，靈活性也更大。
④用標(biāo)準(zhǔn)表法進(jìn)行校驗(yàn)。上面所述的容積法和稱量法只能用液體進(jìn)行校驗(yàn)，而標(biāo)準(zhǔn)表法既適用于液體又適用于氣體。用標(biāo)準(zhǔn)表法進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)，流程如圖6.19所示。
