關(guān)于明渠堰槽流量計的在線校準常見計量問題

目前，在我國尚無明渠流量計在線校準的技術(shù)規(guī)程或規(guī)范，在新時期條件下，全國多地計量機構(gòu)仍在使用 1990 年頒布的檢定規(guī)程，已經(jīng)不能滿足多類型的明渠堰槽流量計在線檢定需求。筆者通過長期在檢測現(xiàn)場的經(jīng)驗積累，分析了一些較常見的計量誤差，對制訂符合實際情況的明渠流量計校準規(guī)范提出了自己的建議。
 
0 引言
         眾所周知，我國的社會環(huán)境污染治理問題不容回避，必須加強環(huán)境監(jiān)測力度及增加相應環(huán)境監(jiān)測設備，同時對各企業(yè)的環(huán)境管理體系提出更高標準的要求。國家環(huán)保部門相繼發(fā)布了 HJ/T 353 － 2007、HJ/T 354 － 2007、HJ/T 355 － 2007、HJ/T 356 － 2007 等一系列規(guī)范性文件，從水污染源系統(tǒng)監(jiān)測安裝、驗收、運行與考核等方面確保了企業(yè)環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)上傳及時和有效。
 
         這些文件與監(jiān)測污水數(shù)據(jù)有關(guān)，對諸如化學需氧量 COD、總磷 TP、pH 值、氨氮 NH3 － N 等指標監(jiān)測數(shù)據(jù)，從數(shù)據(jù)要求、試驗過程、檢驗項目以及考核判定等做出了等詳細規(guī)定，但是對污水流量的現(xiàn)場校準方法和其準確度等級沒有做出詳細的要求。
 
1、概述
         明渠堰槽流量計在污水自動監(jiān)測系統(tǒng)中，是一種比較常見的污水計量流量計。目前，國家關(guān)于明渠流量計的檢定規(guī)程比較少，有 JJG 711 － 1990《明渠堰槽流量計試行檢定規(guī)程》，JJG ( 水利) 004 － 2015《明渠堰槽流量計計量檢定規(guī)程》、JJF (浙) 1080 － 2012《明渠流量計在線校準規(guī)范》等規(guī)范文件。由于明渠流量計的量水堰槽體積較大，安裝位置相對固定，企業(yè)申報檢測時都會要求明渠堰槽流量計進行現(xiàn)場檢定，很多地方計量機構(gòu)也是按照1990 年批準實施的試行檢定規(guī)程開展工作。［1］
 
         關(guān)于明渠流量計在線計量規(guī)程或規(guī)范，各地方都會有不同的討論聲音，特別是浙江率先出臺了地方計量技術(shù)規(guī)范，給了我們一些計量工作參考依據(jù)。同時，結(jié)合筆者自身日常工作經(jīng)驗，總結(jié)出明渠堰槽流量檢測時的一些常見粗大誤差，進一步進行深入研究現(xiàn)場明渠流量計在線校準工作
 
2 常見誤差分析
         明渠堰槽流量計的原理是在明渠中設置標準的量水堰槽，通過流過量水堰槽的流量與水位高度呈函數(shù)關(guān)系，根據(jù)每個型號量水堰槽的流量公式及經(jīng)驗值，非常終計算出流量。［2］由于 JJG 711 － 1990 上沒有給出示值誤差精度在多少數(shù)據(jù)內(nèi)合格，行業(yè)內(nèi)一般認為流量計測量精度應符合 ± 5% 范圍以內(nèi)。常用的明渠堰槽流量計按測量原理可分為堰法、測流槽法、電磁流量計法和速度—面積法。［3］按 照 JJG 711 － 1990 中對現(xiàn)場計量檢定的規(guī)定，其主要的現(xiàn)場檢定項目包括:(1)幾何尺寸誤差;(2)液位示值誤差;(3)瞬時流量示值誤差;(4)液位測量的重復性。通過大量的現(xiàn)場試驗，我們發(fā)現(xiàn)造成明渠流量計粗大誤差的有以下幾個原因:
 
 (1)堰槽的幾何尺寸誤差
         主要原因有以下幾方面:一是企業(yè)制造精度問題，企業(yè)發(fā)展良莠不齊，外協(xié)加工質(zhì)量無法控制，企業(yè)自身生產(chǎn)能力限制，無法保證堰板和槽體加工精度;二是現(xiàn)場安裝問題，很多情況由于安裝施工者暴力施工操作因素，容易造成堰槽擠壓安裝造成尺寸誤差;三是用戶不按規(guī)定改造渠道，在現(xiàn)有不規(guī)則的渠道中安裝標準的堰槽造成形變誤差。 JJG 711 － 1990 中對現(xiàn)場檢定的 20. 3 中規(guī)定:堰槽結(jié)構(gòu)尺寸(寬度、長度)的不確定定值未明確給出，僅是給出了合成流量不確定度。由于在明渠流量計檢定現(xiàn)場，首先依據(jù)以上現(xiàn)場堰槽幾何尺寸、安裝方式等原因，產(chǎn)生的粗大誤差就已經(jīng)可以判斷此流量計不合格，但由于國家檢定規(guī)程沒有判斷不合格數(shù)值依據(jù)，所以還暫時無法給出不合格判定。
 
 (2)液位示值誤差
         液位示值誤差主要存在以下幾方面問題:一是液位計的安裝場所現(xiàn)場條件比較差，大多數(shù)液位計沒有任何遮擋，往往是污水橫流、露天暴曬;二是在JJG 711 － 1990 上，沒有對液位計的安裝和遮擋做出要求，加上用戶對液位計的安裝地點和條件的認識不同，出現(xiàn)了明渠流量計上確實安裝了液位計，但是由于每家的液位計安裝位置不同，造成水位零點不統(tǒng)一的現(xiàn)象;三是液位計在讀取過程中，未考慮溫度、濕度影響，未進行讀數(shù)修正;四是液位計水位超差，部分原因是由于安裝后沒有做現(xiàn)場零點校準造成。
 
(3)瞬時流量示值誤差
         在現(xiàn)場檢定過程中，我們根據(jù)規(guī)程要求，在被檢流量計非常大流量的(20 ～ 100)% 范圍內(nèi)(包括 20% 、 **** )均勻選取 5 個流量檢定點，每點檢測 3 次，現(xiàn)場工作中無論是污水處理廠還是企業(yè)的排污口都難以操作達到要求。［5］這樣就存在工作矛盾，一方面按照貿(mào)易交接，污水流量計需要檢定證書，另一方面，污水流量大小由于種種原因，無法正常按照檢定規(guī)程要求的 5 個流量點進行調(diào)節(jié)。
 
(4)液位測量的重復性
         重復性誤差主要有以下幾方面問題:一是液面的穩(wěn)定程度不確定，當液面不平穩(wěn)，有大量波浪、漩 渦、泡沫時，液位測量的重復性必然無法滿足工作要求;二是流量計安裝位置前端的行進渠道長度不滿足要求，很多企業(yè)用戶受現(xiàn)場環(huán)境條件的限制，沒有條件建造足夠長度的行進渠道進行整流，不符合明渠流量計的使用要求。［6］
 
3 建議
         目前，各地計量機構(gòu)檢測明渠堰槽流量計的方法大同小異，基本上依據(jù)相關(guān)規(guī)范文件開展工作，但 是，我們可以發(fā)現(xiàn)符合現(xiàn)場實際情況的檢定或校準方法相對而言還是不完善，可操作性差，比如對大型明渠流量計實測時，渠道寬度較大，渠道建筑不規(guī)則多變，有地方計量機構(gòu)用分度值為 1mm 的鋼直尺測量水位后再計算流量，完全不符合規(guī)程要求。因此，制修訂符合實際情況的校準規(guī)范和研究采用有效的檢測手段非常有必要。
 
         各地計量部門亟需解決的問題建議如下:(1)切合現(xiàn)場實際情況的檢定或校準規(guī)程;(3)制訂各個檢定項目及相應的非常大允許誤差;(3) 統(tǒng)一檢定標準:計算水頭非常佳選取方法和統(tǒng)一水位零點;(4)研究污水粘滯性、溫/濕度對檢定精度的影響;4、現(xiàn)場檢定流量點的選擇，重復性的計算方法;(4)制訂流量系數(shù)的修訂權(quán)限，檢定合格后流量系數(shù)的管理方法。


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