流量校验系统和流量计量表的应用

流量校验系统

流量计在出厂之前和使用一段时间后都要做流量校验，流量校验（或检定）涉及到流量校验装置和校验方法。对流量仪表在出厂和使用中进行校验的目的是标准化测量，如流量仪表的精度、重复性等。对流量仪表在研制时进行校验的目的是为了找出仪表特性的数学模型，确定流量仪表的静态、动态特性及测量方法。流量校验方法一般分为校验装置法和标准表法两种。

流量校验装置

流量校验装置也称流量标准装置。流量校验装置是满足流量计的流体流动特性、流体性质与工作状态特性的试验设备。流量校验装置的作用主要有：

①进行仪表特性试验。研究仪表在实验室条件下和现场条件下的静态和动态特性，确定仪表精确度、测量范围、适应的工作状态、仪表稳定性及可靠性等技术指标，使仪表可定型生产。

②对仪表在现场使用中由于介质性质及流动特性不同而引起的特性变化进行研究，找出修正方法。

③作为流量单位量值统一与传递的标准设备，使各个部门的量值保持精确与统一。

流量校验装置按校验介质的种类分为水流量标准装置和气体流量标准装置。

1.水流量标准装置

用水作为校验介质的流量标准装置称为水流量标准装置，国内外使用得zui广泛的水流量标准装置为稳定压源的静态校验法水流量标准装置。图4-42所示为静态容积法水流量标准装置的系统图。这种装置凭借高位水塔或稳压容器获得稳定压源，用换向器切换流体的流动方向，以便在某时间间隔内流经管道横截面的流体从流动中分割出来流入计量容器，由此得到标准体积流量（或质量流量）的量值。

系统开始工作时，先用水泵向高位水塔上水，高位水塔内装有溢流槽，当水塔内液面上升到高于溢流槽高度时，高出溢流槽的一部分水从溢流槽溢出，并通过溢流管流回水池。用这样的方法可保持试验管道中流体总压的稳定，从而获得稳定的流体流动。把换向器先调整到液流流入旁通管的位置，液流将通过旁通管流向水池。开始工作时先将调节阀调整到所需的流量，待流动达到完全稳定后，即可使用控制器使换向器动作，将液流导人标准容积计量器，过一定时间间隔后再使用控制器，使换向器反方向运动，将液流导人旁通管。记录换向器两次动作的时间间隔At，并读出由换向器导入标准容积计量器的流体体积Al则可由下式计算出体积流量标准值：静态容积法水流量标准装置的精确度一般可达±0.1%~±0.2%或更高0

2.气体流量标准装置

以气体为校验介质的流量标准装置称为气体流量标准装置。气体流量除了与体积、时间等参数有关外，还与温度、压力等物理性质有关，所以气体流量标准装置一般比液体流量标准装置复杂。为适应不同种类、不同流量范围的气体流量计校验的需要，现在已经有了多种形式的气体流量标准装置：PVTt法的气体流量标准装置、用音速喷嘴产生恒定流量的气体流量标准装置和钟罩式气体流量校正装置。这里只介绍钟罩式气体流量校正装置

作为气体标准容器的是钟罩，钟罩的下部是一个水封容器。由于下部液体的隔离作用，使钟罩内形成储存气体的标准容积。工作气体由底部的管道送入或排出。为了保证钟罩内的压力恒定，以及消除由于钟罩浸入深度变化引起钟罩内压力的变化，钟罩上部经过滑轮悬以相应的平衡重物。钟罩侧面有经过分度的标尺，以计量钟罩内的气体体积。在对流量计进行校正时，由送风机把气体送人系统，使钟罩浮起，当流过的气体量达到预定要求时，把三通阀转向放空位置停止进气。放^使钟罩下落，钟罩内的气体经被校仪表流出，由钟罩的刻度值变化换算为气体体积，即被校仪表的累积流过总量。钟罩匀速下落时，瞬时流量为式中，为瞬时流量；F为钟罩勻速落下时排出的气体体积；t为钟罩匀速落下的时间。

采用该方法时，如果校验用气体与实际测量气体不同或压力、温度条件不同时，要进行修正P这种方法比较常用，可达到较高的精确度。'目前常用的钟罩容积有50L、500L和2000L几种。

标准表校验法

标准表校验法是把高精确度的流量计当作标准表，与较低精确度的流量计进行比对校验，从而对被校流量计进行分度，或确定其精确度等级3这种方法既适用于计量部门，也适用于现场。

1.校验装置

标准表的选择灵活性很大，对于液体，选用精确度优于0.2级的涡轮流量计是适宜的；对于气体，流量不大时选用煤气表；流量较大时，选用临界流流量计。连接管道时，应注意下面两点：

1) 保证两个流量计的前后直管段要足够长。

2) 保证管道中充满被测流体。因此，当被测流体为液体时，常将管道末端向上翻高

2.运用标准表校验法时应注意的事项

1)当被测流体为气体时，情况要复杂一些。因为气体的温度膨胀系数大，又容易被压缩，当其状态偏离标准状态较远时，还需进行压缩系数修正。被校表的类型有多种，标准表的类型也可以有多种，对于直接式质量流量计，其示值不受流体状态的影响，而其他类型的仪表，必须进行流体温度、压力和压缩系数补偿。测压点的位置要求也有很大差异，例如，涡街流量计要求装在流量传感器下游数倍管径的管道上；节流式流量计要求装在节流装置正端取压口处；其他原理的流量计，大多数要求装在流量计上游管道上。因此，如何处理被校表和标准表的测量数据，应按相$的仪表说明书，得到被校表和标准表的示值后，计算被校表的误差。

2)在用标准表校验法对现场流量计进行校验时，由于被校流量计和标准流量计安装在同一根管道上，而且相隔距离又很近，两台仪表很容易相互影响引起误差增大，甚至无法工作。例如，在用科氏力质量流量计对现场的一台科氏力质量流量计进行校验时，两台仪表都、应用支架固定牢固，如果两台仪表的振动相互干扰，难以消除，可在两台仪表之间用一段挠性管连接。

3)在用旋转式容积流量计作标准表对涡街流量计等进行校验时，由于容积式流量计中的椭圆齿轮式、腰轮式和旋转活塞式等流量计工作时角速度的变化会引发流动脉动，作用在涡街流量计等对流动脉动非常敏感的仪表上，导致其示值明显偏高。解决这个问题的方法一是避免采用容易引发流动脉动的标准表是在两台仪表之间增设阻尼器。流量计的应用

腐蚀性介质的流量测量

1. 腐蚀现象

腐蚀是金属在其环境中由于化学作用而遭受破坏的现象。一切金属与合金对于某些特定环境可以是耐腐蚀的，但是在另一些环境中对腐蚀却又很敏感卜一般来说，对于所有环境都耐腐蚀的工业用金属材料是不存在的。

介质的腐蚀性对流量测量仪表来说是个严重威胁，只有像夹装式超声流量计等个别种类的流量计受腐蚀的影响较小。

2. 流量测量中的防腐措施

(1) 定期更换仪表腐蚀性介质对金属的腐蚀情况是多种多样的。有的腐蚀速度很快，即全面腐蚀；有的腐蚀是轻微的，速度很慢，-即局部腐蚀。使用仪表时，要根据腐蚀情况及时更换仪表。

(2) 避重就轻就是在对工艺流程和有关介质特性深入了解的基础上，合理选择测量方案，同样达到计量或对生产过程进行控制的目的，避开腐蚀性强的部位，而选在腐蚀性较轻的部位，甚至更改被调参数的种类d例如（如果可行的话）将流量定值调节系统用液位均匀调节或其他合适的变量调节代替，从而避开流量测量仪表耐腐蚀的难题。

(3) 采用法兰式差压计选用耐腐蚀性能极佳的微晶玻璃孔板，将法兰式差压变送器安装在导压管口上0变送器的隔离膜片采用含钼不镑钢，并在膜片上贴一层聚四氟乙烯隔离，如图4-45所示。

(4) 采用隔离器用隔离液将耐腐蚀能力较差的仪表同强腐蚀流体隔离开来。

(5) 对于腐蚀性导电液体采用电磁流量计电磁流量计测量管的内衬材料有多种，其中耐腐蚀性能zui好的是聚四氟乙烯；电极材料也有好几种，能满足绝大多数腐蚀性介质的需要；测量管口径从几毫米到3m，各种规格齐全，能满足各种测量范围的需要；如果流体温度也在允许范围之内，那将是理想的选择。但若流体不导电，电磁流量计就无能为力了。

高粘度流体的流量测量

原油、重油和渣油等具有较高粘度的液体，以前大多采用容积式流量计、靶式流量计等测量流量，现在已有很多改用科氏力质量流量计，其可靠性好，准确度高。流量计配以伴热保温，即使仪表为间歇使用也不致凝结堵塞。但也存在一些必须注意的问题，如介质粘度较高，容易在测量管管壁上粘结，形成“挂壁”现象，从而对测量管的振动频率产生影响，降低测量精确度。工艺条件为间歇进料时，这一问题更要予以注意^“挂壁”问题主要通过管线吹扫和良好的伴热保温来解决。因此在安装时就得配置适的清扫系统和伴热保温系统。

高粘度流体流量测量的另一个问题是在粘度较高时仪表压力损失大，在同样流量的条件下，粘度越高压损越大。当粘度高到一定程度时就会影响流体输送，为了防止此有害情况的出现，需要监视流体温度。

伴热保温的方法常用的有电热带和蒸气。:有的文献建议不要采用电热带，因为电热带伴热易因供热过多导致传感器线圈过热，而用蒸气伴热时，因伴热管中蒸气巳进入饱和状态，在采用中低压蒸气伴热的情况下，即使传感器箱体内的温度升到与饱和蒸气温度一样高，也不致达到烧毁线圈的温度。