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浅谈涡街流量计安装及使用不当对其测量结果的影响

   选取一台用于蒸汽流量贸易结算用涡街流量计,利用常用的标准表法气体流量标准装置作为计量标准进行实验标定,研究在多种仪表和管路对中同轴质量情况下,对仪表k 系数、重复性、仪表线性度等关键参数检定结果的影响,以引起涡街流量计使用者对仪表安装质量的重视。

0 引言
   气体涡街流量计是工业企业生产中常见的计量器具,主要用于工业管道介质流体的流量测量。其具有压力损失小,量程范围大,精度高,仪表参数能长期稳定等特点。涡街流量计在使用时,必须知道其仪表k 系数,而k 系数是流量计在流量标准装置上经过测量得到的。我们经常遇到这样的问题,同一台流量计在不同检定机构处、甚至在同一机构由不同人员进行测量,得到的k 系数差异较大,使用户产生较大疑问。针对这一现象,利用本所现有的标准表法气体流量标准装置,仅就涡街流量计在安装过程中*容易产生的管表对中差异情况造成的同轴度偏差,分析其对k 系数检定结果的影响。

1 标准装置和被测流量计
1.1 标准装置标准表法气流量流量标准装置,可检定口径为DN50~DN150、流量范围(8~4200)m3/h 的涡街、涡轮、罗茨、腰轮等各类气体流量计,准确度等级为0.25级,有限期至2013 年1 月。
1.2 被测流量计SCLUGB型DN80 口径的涡街流量计,编号1204251,准确度等级为1.5 级,脉冲输出。用于蒸汽流量计量的贸易结算,属强制检定计量器具。
2 测量数据
2.1 出厂检定数据该仪表送至我所检定时附有出厂检定数据,厂家已按照JJG1029-2007《涡街流量计检定规程》(以下简称《规程》) 的要求,选取qmin、qt (即0.2qmax)、0.4qmax、qmax 四个流量点使用标准表法气体流量标准装置进行了出厂检定,数据见表1

四个流量点使用标准表法气体流量标准装置进


2.2 本所实验室检定情况
2.2.1 使用旧管路在本所实验室首次进行检定时,使用的是一组旧管路,检定数据见表2。

实验室首次进行检定时使用的是一组旧管路的检定数据

  大家可以发现,本次检定结果与出厂平均k系数相比,相对误差竟然达到了+6.39%,但是仪表线性度和重复性仅为±0.325%和0.236%,符合《规程》规定的1.5 级要求,根据涡街流量计的测量原理,系数的变化会对仪表的计量准确程度产生极大地影响,必须从中找出原因。略一分析,仪表口径为DN80,而在本次检定使用的管路实际口径为77mm,管表交界处情况如图1。

                                                                                                                                      QQ截图20160220093552.jpg

   我们可以发现,流量计的传感器通路外圆几乎被完全遮盖,并且管表通路同轴情况也不甚理想,这些都导致了管路截面积的减小,有可能是k 系数增大的原因。我们将仪表与原厂法兰连接后,仍将DN77 管路安装于本所标准装置上再做试验,这样基本可以保证仪表与管路的同轴度水平符合要求,检定数据见表3。

QQ截图20160220093709.jpg

        仪表线性度和重复性仍然符合《规程》规定的1.5 级要求,而仪表平均系数与出厂检定时相比相对误差仍有+5.61%,与前次相比有一定的改善,但3mm 的管径偏差显然不是仅仅改进了管表对中同轴度就能消除的。

2.2.2 使用新管路我们重新定制了一组新管路重新进行试验,该组管路的实际口径为80mm,与仪表基本一致,检定结果见表4。

QQ截图20160220093725.jpg

   本次检定数据与前两次相比有明显好转,但与出厂检定平均系数相比仍有较大差距,相对误差达到+1.94%,仍会对贸易结算产生较大的差错。我们继续查找原因,发现虽然管路与仪表口径基本一致,但是管表结合处并未能完全对中贴合,同轴度不够理想,实际情况可见图2,仪表传感器通路外圆有被管道壁遮盖情况,这一遮盖等于人为减小了管路的横截面积,极有可能是造成仪表平均系数偏大的主要原因。
        我们重新进行对中校正工作,将管表对中做到如图3 所示,与图2 相比较,涡街流量计传感器通路外圆完全露出,整个通路没有被管道壁遮盖情况,再次进行试验,数据如表5。

QQ截图20160220093748.jpg

  此次检定数据中的平均k 系数为2373.24/m3,与出厂检定相比相对误差仅为+0.65%,供需双方均对此表示较为满意。
3 结束语
   通过以上4 次试验数据与仪表出厂的比较,今后我们在使用标准表法气流量标准装置对气体涡街流量计进行检定时,除了要保证仪表安装到位,与管道连接处贴合无泄漏外,还要考虑到仪表传感器通路与管路的同轴度,尽可能地做到如图3 示意的同轴度。

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