淺析時差式超聲流量計的檢定工作的相關操作規程

超聲波流量計周期檢定的必要性

任何儀器儀表無論是在剛出廠時，還是在設備的保管使用過程中，都需要對產品進行檢定，超聲波流量計也不例外。從生產線上下來的產品，其產品的合格與否，是否存在品質達不到使用的要求產品，不僅需要在生產的各個環節中進行質量的控制，更需要在包裝銷售前對儀表產品進行相關的檢定工作。而對于已經投產的儀表設備，因為存在外界因素的影響，元器件本身也存在老化以及機械磨損等情況，產品的工作性能必然會隨著時間在衰減，其中一部分會使其誤差超出技術條件的要求。如果繼續使用這些超差的儀器儀表進行測量工作，必然會導致產品質量的不穩定，導致不合格產品出現而不能被發現。同理，用這樣的儀器儀表進行參數測試或科學實驗，其測量數據必然不可靠。 

對于使用儀器的數量不是很大的單位來說，只需要定期地將所使用的各種儀器儀表送有關部門檢定，問題并不復雜的對使用數量大的單位，尤其是對設計、生產各種產品的工廠、科研單位的計量部門來說，由于所用的測量儀器的品種多、數量大，不可能將所有的儀器都送往上級計量部門檢定，因此，必須建立本單位的計量標準，安排這些儀器在本單位內進行周期檢定，這是一項繁重復雜的任務。只有將各種儀器從購置入庫開始，直到報廢為止，始終納入周期檢定的軌道，才能保證這些儀器的量值準確，始終處于良好的工作狀態。

一、超聲流量計的計量性能要求

(一)準確度等級

超聲波流量計在qt≤q≤qmax的流量范圍內，其大允許誤差應符合表2-11的規定，在qmin≤q〈qt的流量范圍，大允許誤差不超過大允許誤差的2倍，且對氣體q_t應不大于3m/s， 對液體q_t應不大于O.6m/s。連續2次檢定之間儀表系數的調整量應不大于準確度等級所對應的大允許誤差。q_t為分量流量。

(二)重復性

流量計的重復性不得超過相應準確度等級規定的大允許誤差的1/3。

(三)雙向測量的流量計應在兩個測量方向分別進行檢定

(四)外夾式流量計應在D_N200mm以上管徑檢定并使用

二、通用技術要求

(一)技術資料

流量計應附有使用說明書。周期檢定的流量計還應有前次的檢定證書及本檢定周期內使用中檢驗的檢驗報告。

外夾式超聲波流量計的隨機文件中應詳細說明流量計的安裝方法和使用要求。

(二)標志

①流量計應有明顯的流向標志。

②流量計應有銘牌。表體或銘牌上應注明：制造廠名，產品名稱及型號，出廠編號，計量器具制造許可證標 志，大工作壓力，公稱直徑或其適用管徑范圍，適用工作壓力和工作溫度范圍，在工作條件下的大、小流量或流速，準確度等級，防爆等級和防爆合格證編 號，以及其他有關技術指標，制造年月等。

③每一對超聲波換能器應在明顯位置標有**性的惟一性標志和安裝標志。

④當換能器的信號電纜與超聲波換能器需一一對應時，應在明顯位置標有**性的惟一性標志和安裝標志。

(三)工藝

①新制造的流量計的外表應有良好的處理，不得有毛刺、刻痕、裂紋、銹蝕、霉斑和涂層剝落現象。

②流量計表體的連接部分的焊接應平整光潔，不得有虛焊、脫焊等現象。

③接插件必須牢固可靠，不得因振動而松曠或脫落。

④顯示的數字應醒目、整齊，表示功能的文字符號和標志應完整、清晰、端正。

⑤按鍵應手感清楚，沒有粘連現象。

?密封面應光滑，不得有損傷。

⑦流量計各項標記正確，新制造的流量計表面應色澤均勻，涂鍍層不得有起皮、剝落等現象；讀數裝置上的防護玻璃應有良好的透明度，沒有使讀數畸變等妨礙讀數的缺陷。有特殊安裝、調試要求的流量計應附帶完整的安裝、調試工具。

修正系數應有保護功能，避免意外更改，機械方法調整系數的流量計應能在調整后加鉛封。流量計系數的值應與上次檢定時置入的系數相同并沒有進行過修改。還要進行密封性檢查，將流量計安裝到裝置上后，通入大工作壓力5min，流量計應無滲漏。

三、計量器具控制

計量器具控制包括型式評價、*次檢定、后續檢定和使用中檢驗。

流量標準裝置(以下簡稱裝置)及其輔助測量儀表均應有有效的檢定證書。裝置測量結果的不確定度應不大 于被檢流量計大允許誤差的1/2。每次測量時間應不少于裝置允許的短測量時間。當采用脈沖數進行檢定時，由脈沖數引入的不確定度應不大于被檢流量計重 復性的1/3。流量計管道安裝要求其緊鄰的上、下游須安裝一定長度的直管段，該直管段除取壓孔、溫度計插孔外應元其他障礙及連接支管。具體依據流量計使用 說明書要求。流量計上、下游的直管段，其內徑與流量計的公稱通徑D_N之差，一般應不超過D_N的3%，并不應超過±5mm。對于準確度等級不低于1.0級的氣體流量計和準確度等級不低于O.5級的液體流量計，流量計上游20D_N和下游5D_N長度內的直管段內壁應清潔，無明顯凹痕、積垢和起皮等現象。當直管段長度不夠時，可以安裝整流器。

超聲波流量計與其試驗管段的連接部位應沒有泄漏；連接處的密封墊不得突出流體內。

需要測量流經流量計的流體溫度時，可直接從流量計表體上的測溫孔測溫。如流量計表體上無測溫孔，應根 據流量計本身要求和有關規定確定溫度的測量位置。如無特殊要求，對于單向測量的流量計，應將溫度測量位置設在流量計下游距法蘭端面3D~5D處；對于雙向 測量的流量計，應設在距流量計法蘭端面至少5D處。溫度計插入深度一般不超過管道直徑的1/3，對大口徑管道不超過75mm。所用溫度計的測量誤差對檢定 結果造成的影響應小于流量計大允許誤差的1/5。

需要測量流經流量計的流體壓力時，可直接從流量計表體上的取壓孔取壓。如流量計表體上無取壓孔，應根 據流量計本身要求確定壓力的測量位置。如無特殊要求，裝置應在流量計上游側10D處安裝壓力計。取壓孔軸線應垂直于測量管軸線，直徑為（4~12)mm。 取壓孔在管道內壁的出口處水平面的投影應是圓的，其邊緣應與測量管道內表面平齊，并盡可能銳利，不能有毛刺。所用壓力計的測量誤差對檢定結果造成的影響應 小于流量計大允許誤差的1/5。

當檢定用液體的蒸氣壓高于環境大氣壓力時，裝置應是密閉式的。

用于檢定的所有電氣設備應在同點接地線。

①檢定用流體應充滿試驗管道，其流動應無旋渦。

②檢定用流體應是清潔的，無可見顆粒、纖維等物質。

③液體流量計應使用液體作為檢定用流體，氣體流量計應使用氣體作為檢定用流體。且檢定介質與使用介質的密度、黏度等物理參數相接近。

對工作壓力在0.4MPa以上的氣體流量計，管道內氣體的表壓力不低于O.lMPa并盡量使其與實際使用條件相一致。對工作壓力在0.4MPa以下的流量計，管道內氣體的表壓力不得高于0.4MPa，可在常壓下進行檢定。

在檢定的壓力和溫度條件下無游離水或油等雜質存在，且氣體中水蒸氣在檢定過程中不會發生相變，粉塵等固體物的粒度應小于5μm。

對準確度等級不低于1.0級的流量計，在每個流量點的每一次檢定過程中，檢定用氣體的溫度變化應不大于士O.5℃，對準確度等級低于1.5級的流量計，在每個流量點的每一次檢定過程中，檢定用氣體的溫度變化應不大于±l℃。

檢定用氣體為天然氣時，天然氣氣質應符合GB/T 17820二類氣的要求，天然氣的相對密度為O.55~0.80。

檢定用氣體為天然氣時，在檢定過程中，氣體的組分應相對穩定。天然氣取樣應按GB/T 13609執行，天然氣組成分析按GB/T 13610執行。

在每個流量點的檢定過程中，壓力波動應不大于±0.5%。

檢定環境條件環境溫度(15~45)℃；大氣相對濕度一般為(45~85)%RH；大氣壓力一般為(86~106) kPa。

外界磁場應小到對流量計的影響可忽略不計。機械振動和噪聲應小到對流量計的影響可忽略不計。

當以天然氣等可燃性或爆炸性流體為介質實際流體檢定的場合，所有檢定裝置及其輔助設備、檢測場地都應滿足GB/T 50251的要求，所有設備、環境條件必須符合GB/T 3836的相關安全防爆要求。

檢定時原則上須將被檢流量計及上、下游直管段、流量調整器(可選)和流量計算機等全套系統一起送檢。

流量計應使用說明書中應對換能器給出工作壓力范圍和工作溫度范圍，并提供換能器安裝的幾何尺寸。表體安裝的超聲波流量計在隨機文件中應包括流量計出廠檢驗時的幾何檢驗技術報告。

型式評價、*次檢定、后續檢定和使用中檢驗的項目列于表2~12中。

外觀檢查用日測的方法檢查流量計外觀，應符合要求。示值誤差檢定包括運行前檢查：

連接、開機、預熱，按流量計說明書中指定的方法查驗流量計參數設置是否正確；

用目測的方法檢查流量計密封性，應符合要求；

流量計應在可達到的大檢定流量的70%~****范圍內，至少預運行5min，等流體溫度、壓力和流量穩定后方可進行正式檢定；

檢定流量點應包含下列流量點：qmin，q_t， 0.25qmax，0.40qmax,0.70qmax和qmax。當流量計量程比大于1：20時，增加一檢定點，其流量為0.lqmax。

在檢定過程中，每個流量點的每次實際檢定流量與設定流量的偏差應不大于±5%或不大于士l%qmax，小流量點的流體流速應不小于流量計銘牌標示的小流速。

當超聲波流量計量程比大于1：20且由于裝置限制大檢定流量不能達到qmax時，除qmin和q_t，外其余五個流量點應在q_t和可達到的大檢定流量的范圍內均勻選擇，且可達到的大檢定流量至少為20q_t。

每個流量點的檢定次數應不少于3次，對于型式評價和準確度等級優于0.5%的流量計，每個流量點的檢定次數應不少于6次。

操作步驟：

用調節閥把流量調到規定的流量值，穩定5min。同時啟動標準器(或標準器的記錄功能)和被檢流量計 (或被檢流量計的輸出功能)，記錄標準器和被檢流量計的初始示值，按裝置操作要求運行一段時間后，同時停止標準器(或標準器的記錄功能)和被檢流量計(或

示值誤差計算

流量計單次檢定的示值誤差

式中： E_ij——第i檢定點第j次檢定被檢流量計的相對示值誤差，%；

Q_ij——第i檢定點第j次檢定時流量計顯示的累積流量值，是儀表系數與輸出脈沖數的乘積， m³；

Q_sij——第i檢定點第j次檢定時標準器換算到流量計處狀態的累積流量值， m³；

q_ij——第i檢定點第j次檢定時流量計顯示的瞬時流量值，可為一次實驗過程中多次讀取的瞬時流量值的平均， m³/h；

q_sij——第i檢定點第j次檢定時標準器換算到流量計處狀態的瞬時流量值， m³/h。

其中：

對于氣體流量計，按下式計算Q_sij

式中：T_s、Tm——分別為第i檢定點第j次檢定時標準器和流量計處的流體熱力學溫度， K；

Zs、Zm——分別為第i檢定點第j次檢定時標準器和流量計處的氣體壓縮系數。

各檢定流量點的相對示值誤差。

流量計各檢定流量點的相對示值誤差按下列公式計算

式中：Ei——第i檢定點被檢流量計的相對示值誤差，%；

n——第i檢定點檢定次數；

E_ij——第i檢定點第j次檢定時流量計的相對示值誤差。

流量計的相對示值誤差

流量計的相對示值誤差為

式中：(E_i）max——流量計各檢定點相對示值誤差中大值。

流量計的(測量)重復性

當每個流量點重復檢定n次時，該流量點的重復性按下式評定：

式中：(K_r)_i——第i檢定點的(測量)重復性；

k_i——第i檢定點的平均流量計系數；

K_ij——第i檢定點第j次檢定的流量計系數。

流量計的(測量)重復性：

式中：Er——流量計的(測量)重復性。

流量計經檢定后可按適合的方法對流量計進行系數修正，新流量計系數置入流量計后，應在q_t以下及以上分別選至少1個流量點進行測試以確認其修正效果。

檢定結果處理：經檢定合格的流量計發給檢定證書，經檢定不合格的流量計發給檢定結果通知書，并注明不合格項目。經使用中檢驗的流量計發給測試證書或校準證書。

流量計應每2年檢定一次。如流量計具有自診斷功能且能夠保留報警記錄，也可每6年檢定一次井每年在使用現場進行使用中檢驗。

周期檢定的流量計必須在檢定時附帶由具有計量檢定校準資格的單位出具的檢定證書及使用中檢驗的測試報告或校準報告。

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