/ 廣東省計(jì)量科學(xué)研究院

0 引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展進(jìn)步，人民生活水平的提高，國(guó)家需擺脫粗獷式的能源消費(fèi)，提高能源的使用效率，能源計(jì)量也越來越受到重視。通過科技手段監(jiān)控企業(yè)的能耗，促使企業(yè)提高工業(yè)技術(shù)水平，提高水、電、油、汽等使用效率。能源計(jì)量不僅涉及能效，還涉及企業(yè)能源貿(mào)易結(jié)算和污染物排放量。能源計(jì)量中，通常使用測(cè)量?jī)x器對(duì)能源量值進(jìn)行計(jì)量，測(cè)量?jī)x器的準(zhǔn)確與否直接關(guān)系到能效和貿(mào)易結(jié)算。對(duì)于氣體介質(zhì)，一般使用流量計(jì)進(jìn)行計(jì)量。隨著企業(yè)對(duì)成本核算以及計(jì)量溯源的重視，許多企業(yè)在使用流量計(jì)前，都將流量計(jì)送到有資質(zhì)的專業(yè)檢測(cè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢定，以保證儀器的準(zhǔn)確度達(dá)到使用要求。

實(shí)際使用中，影響流量計(jì)準(zhǔn)確度的因素有許多，如何有效地穩(wěn)定地使用流量計(jì)，對(duì)檢定人員和使用人員提出了較高的要求。首先，檢測(cè)機(jī)構(gòu)需嚴(yán)格按照檢定規(guī)程要求進(jìn)行檢定，標(biāo)準(zhǔn)儀器需達(dá)到檢定要求；其次，企業(yè)對(duì)流量計(jì)的使用、安裝和維護(hù)，均需按儀器說明書要求進(jìn)行。然而，有企業(yè)反映已檢定合格的流量計(jì)，實(shí)際安裝使用后，存在較大的偏差。

本文通過對(duì)多個(gè)影響量的分析，選取渦街流量計(jì)與配管同軸度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，這對(duì)檢定人員和使用人員有一定的指導(dǎo)意義。

1 安裝管道影響

管道影響渦街流量計(jì)計(jì)量準(zhǔn)確度有四個(gè)因素：第一因素，流量計(jì)安裝位置的管道前后直管段長(zhǎng)度，要求前段10D（D為管道直徑），后段5D；第二因素，管道與流量計(jì)連接方式，一般有法蘭連接、管接頭連接和電焊連接；第三因素，管道與流量計(jì)內(nèi)徑差異，盡量選取相同內(nèi)徑。如該點(diǎn)無法滿足，選取相差不超過±0.03D的內(nèi)徑；第四因素，流量計(jì)和管道中心軸偏移量影響，兩者的中心軸盡量保持在同一軸上。

以上四個(gè)影響因素，前三個(gè)都可在選擇管道材料和安裝管道時(shí)減少或消除，第四個(gè)因素需在流量計(jì)完成檢定后，在安裝過程中才能確定其影響的大小。而且目前國(guó)內(nèi)無統(tǒng)一的渦街流量計(jì)尺寸標(biāo)準(zhǔn)，市場(chǎng)上流量計(jì)內(nèi)徑各異，如密封圈擠壓凸入管道內(nèi)部及使用非標(biāo)準(zhǔn)尺寸管道等。實(shí)際安裝中，管道位置一般為固定和封閉空間，往往無法完全保證中心軸的一致。

2 中心軸偏移量影響

本次選用兩臺(tái)重復(fù)性、穩(wěn)定性都達(dá)到1.0級(jí)合格的渦街流量計(jì)，實(shí)驗(yàn)管徑為25mm和80mm。實(shí)驗(yàn)依據(jù)為JJG1029-2007《渦街流量計(jì)》檢定規(guī)程，實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)裝置為臨界流音速噴嘴標(biāo)準(zhǔn)裝置，示值誤差擴(kuò)展不確定度為0.25%，k=2。實(shí)驗(yàn)因素如表1所示。

表1 實(shí)驗(yàn)因素

首先，流量計(jì)和管道完全同軸安裝，得到的結(jié)果作為實(shí)驗(yàn)參比量。其次，移動(dòng)流量計(jì)，使流量計(jì)中心軸與管道中心軸從左、右、上、下4個(gè)方向分別作1～5mm的偏移量，在不同偏移量下檢定出渦街流量計(jì)的儀表系數(shù)、線性度和重復(fù)性。

DN25、DN80口徑渦街流量計(jì)同軸安裝在管道上，管道前段15D，后段20D，實(shí)驗(yàn)介質(zhì)為空氣，溫度為26.5℃，環(huán)境濕度為63%RH。參比實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表2、表3所示。

表2 DN25參比量

表3 DN80參比量

通過參比實(shí)驗(yàn)，兩臺(tái)實(shí)驗(yàn)渦街流量計(jì)數(shù)據(jù)均符合國(guó)家檢定規(guī)程1.0級(jí)技術(shù)要求（示值誤差：±1.0%，重復(fù)性：0.33%）。在實(shí)驗(yàn)環(huán)境、操作方式和儀器其他參數(shù)不變的情況下，分別調(diào)整中心軸的偏移量，測(cè)量數(shù)據(jù)如表4、表5所示。

表4 DN25實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

3 數(shù)據(jù)分析

以1.0級(jí)合格標(biāo)準(zhǔn)作為判斷依據(jù)，而儀表系數(shù)以測(cè)量數(shù)據(jù)與參比量的示值誤差不超過±1.0%為符合要求，分別對(duì)DN25和DN80兩臺(tái)流量計(jì)的儀表系數(shù)、線性度和重復(fù)性進(jìn)行分析。

表5 DN80實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

由表4，表5可得到，DN25流量計(jì)的儀表系數(shù)在偏移量2mm內(nèi)，仍然滿足不超過±1.0%的要求；而偏移量達(dá)到5mm，除向上偏移，其他三個(gè)方向的測(cè)量結(jié)果均達(dá)不到±1.0%的要求。DN80流量計(jì)的儀表系數(shù)在偏移量1mm內(nèi)均滿足±1.0%的要求；而偏移量達(dá)到2mm以上，基本無法滿足技術(shù)要求。

DN25流量計(jì)線性度在左、右和上三個(gè)方向2mm偏移量均符合1.0級(jí)技術(shù)要求，向下偏移超過2mm數(shù)據(jù)明顯超差。DN80流量計(jì)在1mm偏移量均符合1.0級(jí)技術(shù)要求，而偏移量在2mm和5mm位置，左、右和上三個(gè)方向均不符合1.0級(jí)技術(shù)要求。而向下偏移，DN25流量計(jì)和DN80流量計(jì)測(cè)量結(jié)果明顯不同。DN25流量計(jì)在向下偏移時(shí)，誤差比其他三個(gè)方向更大；DN80流量計(jì)在向下偏移時(shí)，測(cè)量結(jié)果均能達(dá)到1.0級(jí)技術(shù)要求。

對(duì)于重復(fù)性，1.0級(jí)合格的流量計(jì)，偏移量不超過5mm情況下，均能保持較好的重復(fù)性，仍然符合1.0級(jí)技術(shù)要求，說明偏移量對(duì)該類流量計(jì)的重復(fù)性影響不大。

4 結(jié)語

通過實(shí)驗(yàn)，得到流量計(jì)與管道中心軸偏移量為 1mm、2mm 和 5mm 的測(cè)量數(shù)據(jù)，對(duì)比各個(gè)方向偏移量的影響，并將不同數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)分析。在1mm內(nèi)的偏移量，渦街流量計(jì)均能符合要求，即在實(shí)際安裝中盡量保持流量計(jì)和管道中心軸偏移不超過1mm。而對(duì)于大口徑流量計(jì)，向下偏移對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)的影響較小，應(yīng)更注重另三個(gè)方向調(diào)整。