基尔中国 超声波流量计的计量校准

一、校准方法

1. 标准表法（最常用方法）

· 基本原理：以标准流量计为标准器，使流体在相同时间间隔内连续通过标准表和被校流量计，比较两者的输出流量值，确定被校流量计的计量性能。

· 操作流程：

o 将标准流量计与被校流量计串联在同一管道上

o 在稳定流量条件下同时记录标准表和被校表的读数

o 计算示值误差： Eij=qi−(qs)ij(qs)ij×100%Eij​=(qs​)ij​qi​−(qs​)ij​​×100%
其中， qiqi​ 为被校表示值， (qs)ij(qs​)ij​ 为标准表示值

o 每个流量点至少测量3次，取平均值作为结果

2. 零点校准

· 目的：消除零点漂移，确保无流量时显示为零

· 操作步骤：

o 在管道内无流体流动的条件下进行

o 通过自动调零功能或手动设置零点偏差

o 对于高精度测量，关闭自动调零功能，手动设置零点偏差值

o 校准后，仪器会自动输出减去零偏差后的测量值

3. 误差调整

· 方法：通过调整流量计内部参数或更换齿轮来校正误差

· 操作要点：

o 若流量计显示正误差，可通过更换齿轮调整误差曲线

o 通过调整量程系数使测量值与已知流速相匹配

o 选择不同的工作流量点进行校正，获取更准确的校正曲线

二、校准条件与设备要求

1. 环境条件

· 温度：液体介质校准时，温度变化应不超过0.5℃；气体介质校准时，准确度等级≥1.0级的流量计温度变化应不超过0.5℃，低于1.0级的应不超过1℃

· 压力：气体流量计校准时，压力波动应不超过0.5%

· 流体状态：液体中应不夹杂气体，确保满管流动

· 大气环境：环境温度(5-45)℃，相对湿度35%-95%，大气压力(86-106)kPa1

2. 标准设备要求

· 标准流量计：

o 适用口径范围：DN(15-3500)mm

o 重复性应不大于0.10%

o 测量结果的扩展不确定度应不大于被校流量计流量传感器允许误差值的1/3

· 配套设备：

o 测厚仪：测量范围0-50mm，MPE：±0.1mm

o 钢卷尺：0-30m，不低于Ⅰ级

o 秒表：测量范围大于999s，分辨力不低于0.1s

3. 管道条件

· 直管段要求：上游需≥10倍管径(10D)，下游≥5倍管径(5D)，否则可能因湍流导致±5%以上误差

· 管道材质：金属管(如碳钢、不锈钢)声阻抗高，信号穿透强；塑料管(如PVC、PE)需选择低频传感器(50kHz以下)

· 管道壁厚：若内衬过厚(如水泥衬层>5mm)，需通过实测校准或选择"穿透衬层"模式

三、校准步骤详解

1. 校准前准备

· 环境确认：检查温度、湿度、压力等环境条件是否符合要求

· 设备检查：确认流量计及配件完好无损，无物理损伤或连接不良

· 参数核对：检查管道外径、壁厚、材质等参数输入是否准确

· 清洁工作：清洁传感器表面和管道安装位置，去除锈迹、油漆、油污等

2. 标准设备安装

· 安装位置：选择水平管道或上升管道作为标准管段安装位置

· 安装方式：

o V法安装：两传感器呈135°-180°夹角对射，适用于管径≤400mm

o Z法安装：同侧反射式，适用于管径>400mm或流体含杂质

· 耦合剂选择：

o 普通环境：硅脂耦合剂(耐温-50℃至+200℃)

o 潮湿环境：防水型耦合剂

o 高温环境：专用耐高温耦合剂(如氧化锌基)

3. 校准过程实施

· 流量点选择：在流量计测量范围内选择至少3个流量点，尽量接近实际工况条件

· 数据采集：

o 每个流量点稳定后，同时记录标准器和被检流量计的初始值

o 运行一段时间后，同时停止标准器和流量计，记录值

o 计算累积流量或瞬时流量的差值

· 信号质量检查：

o 信号强度应≥70%

o 信号质量应≥85%

o 时间传输比应在97%-103%之间

4. 数据分析与调整

· 误差计算：计算每个流量点的示值误差和重复性

· 误差评估：不同准确度等级的流量计允许误差不同，0.2级为±0.2%，0.5级为±0.5%，1.0级为±1.0%

· 参数调整：根据误差情况调整流量计内部参数，如量程系数、零点偏差等

· 验证测试：调整后重新进行测量验证，确保误差在允许范围内

四、校准周期与维护建议

1. 校准周期

· 常规情况：建议每年校准一次

· 特殊工况：

o 测量介质变化(如从水切换为油品)时需立即校准

o 大修后需立即校准

o 若测量值发生突变，需及时进行现场核校

2. 日常维护要点

· 传感器清洁：定期清洁传感器表面，去除沉积的杂质、水垢等

· 耦合剂更新：每月检查耦合剂状态，若出现干裂、气泡需重新涂抹

· 夹具检查：每季度使用扭矩扳手确认夹具紧固度，避免传感器移位

· 环境监测：记录安装点温度、湿度变化，若超出设备允许范围需采取措施

3. 现场核校建议

· 便携式设备：建议配备一台同种类型的便携式超声波流量计，用于现场核校

· 核校时机：

o 新装流量计安装调试时

o 在线运行的流量计发生流量突变时

o 定期(如每季度)进行核校

· 核校方法：将便携式流量计安装在被校流量计附近，比较两者读数，误差应≤±1%(液体)或±2%(气体)

五、校准结果评估与处理

1. 结果评估标准

· 示值误差：应符合流量计标称的准确度等级要求

· 重复性：应不大于流量计允许误差值的1/3

· 稳定性：标准流量计修正系数稳定性(前后校准差值)应满足要求

2. 结果处理

· 合格判定：若所有校准点的示值误差和重复性均符合要求，则判定为合格

· 调整建议：若误差超出允许范围，需调整流量计参数或进行维修

· 校准证书：应出具正式校准证书，记录校准日期、有效期、校准结果等信息

3. 典型问题处理

· 信号强度<70%：检查耦合剂是否充足、传感器是否移位、管道是否锈蚀

· 数据波动>±5%：检查流体是否含气泡、直管段是否不足、是否存在振动干扰

· 累计流量偏差大：检查传感器安装角度是否偏差、参数设置是否错误

超声波流量计的计量校准是确保其长期稳定运行和测量准确性的关键环节。通过规范的校准流程、合适的校准方法和定期的维护检查，可以有效保证流量计的测量精度，为工业生产、环境监测和贸易结算等提供可靠的计量数据。对于防爆型流量计，在校准过程中还需特别注意安全操作规范，确保在危险环境中的安全使用。