大口径流量计在线校准实践

［摘要］文章主要介绍中国城镇供水排水协会设备委组织、国家水大流量计量站主持实施、全国六家单位共同参与的一项实验，实验中各参与单位携带各自的便携式超声流量计至国家站进行定点校准，然后至事先选定的被校表(管道式电磁流量计)所在地，输入定点校准得到的修正系数，分别对被校表进行校准。通过校准结果分析，使用校准合格的便携式超声流量计作为标准表对管道式电磁流量计进行在线校准是一种可行的方法。在线校准大口径流量计的实验验证
大口径流量计在线校准是流量计量领域一个亟待解决的技术难题，由中国城镇供排水协会设备委组织，国家水大流量计量站主持对这一课题进行了实验验证，以期用实验结果证明采用便携式液体超声流量计对在线使用的大口径流量计进行校准的可行性。
1实验背景
随着水资源的日趋紧张，水计量问题日显突出，大口径流量计的在线校准问题成了人们关注的热点。
由于在线使用的大口径流量计拆装困难，难以做到在不影响正常供水情况下进行送检，因此超过检定周期的流量计使用准确度难以保证。如果能在不影响正常供水的情况下，对这些流量计进行在线校准，对于加强水资源管理、提高流量计的计量管理水平有着十分重要的意义。因此供水行业对编制一个关于大口径流量计在线校准要求的国家行业标准十分迫切。
由中国城镇供水排水协会设备委组织，国家水大流量计量站与长春水务集团有限责任公司、广州市自来水公司、大连自来水公司、成都自来水公司等十余个单位参加编写我国城镇建设行业标准CJ/T364—2011《管道式电磁流量计在线校准要求》，该标准已于2011年4月18日发布，2011年10月1日起实施。起草期间，为了有效地验证用便携式超声流量计作标准表在线校准电磁流量计的可行性，组织实施了一个大型实验。
2实验方案
采用自愿报名的方式组织来自全国不同地区的六家单位，使用他们自用的便携式超声流量计参与实验，各单位的超声流量计生产厂家、型号及使用年限均不相同，保证实验样本具有代表性。被校表选择台管道条件符合CJ/T364—2011《管道式电磁流量计在线校准要求》的在线使用的电磁流量计。该流量计常用流量为:2500m3/h，管道内径为:DN1000。
3实验步骤
(1)将六台作为标准表使用的超声流量计汇集到国家水大流量计量站，依次安装在DN1000水流量标准装置上进行定点(2500m3/h)校准，每台流量计均在该流量点重复校准6遍，确定每台标准表的修正系数及重复性。
国家水大流量计量站是由国家质量监督检验检疫总局1990年授权建立国家级法定计量检定机构，承担全国范围内大口径水流量仪表的检定、校准和检测任务。
该站流量实验室拥有世界最大的恒水头(溢流水塔式)静态容积法水流量标准装置，装置准确度等级为0.1级，最大组合供水能力达到18000m3/h，常设管线有DN300、DN400、DN500、DN600、DN800、DN1000，通过更换管道可对DN200～DN3000口径范围内的各类流量仪表进行检定和校准。
因此标准表的校准工作选定在国家水大流量计量站流量实验室进行。
(2)标准表校准完成后实验小组全体实验人员携带流量计乘飞机抵达选定的被校表所在地。被校表的数据由国家水大流量计量站技术人员负责记录，其他实验人员在实验结束前均不得进入被校表转换器所在房间，因此保证了六家参试单位均是在盲测条件下对这台在线使用的流量计进行校准。各参试单位按照事先安排的顺序单独进入仪表井对管线进行流量测量，测量结果交国家水大流量计量站实验人员保管，不得向其它单位告知测量结果。全部实验完成后由国家水大流量计量站技术人员汇总实验数据。
4实验实施
4.1在实验室校准标准表(超声流量计)具体方法
(1)参试人员携带便携式超声流量计至国家水大流量计量站。
(2)将参加实验单位编号为:01～06。标准表编号也与其一致。
(3)各实验单位实验人员在DN1000管线上安装各自携带的超声流量计并调试信号。
(4)检查设备运行情况，查看实验室环境条件和流量计的信息并记录。
(5)确认被校准超声流量计状态正常，实验装置运行稳定后，开始实验。
(6)实验在2500m3/h流量点校准6次。调节后的流量与实验流量相比，其偏离应不超过±5%。
(7)流量点调节完成后，待压力、温度、流量稳定后开始校准。
(8)每次校准至少采集20次仪表示值，取其平均值作为该次校准的仪表示值。
(9)校准过程中，校准人员参照JJG1030—2007《超声流量计》的要求工作，并认真填写“超声流量计校准原始记录”。
(10)校准结束后，校准人员处理原始数据，计算修正系数并出具校准证书。具体数据见表1。
4.2管道式电磁流量计在线校准实验的具体方法
(1)各单位实验人员携带定点校准的超声流量计赴事先选定的在线被校表所在地。
(2)各单位实验人员到达在线校准地点———某水厂计量井仅负责各自标准表。被校表由国家水大流量计量站实验人员负责记录。数据对其他实验人员保密。
(3)参加实验单位在各自的超声流量计中输入定点校准后的修正系数，并按照实验单位01～06的顺序进行在线校准DN1000电磁流量计的工作。
(4)在线校准过程中，实验人员负责记录各自流量计的示值(标准表示值)，不得向其他实验人员告知自己的测量结果。
(5)校准完成后，国家水大流量计量站校准人员负责处理数据并进行汇总、统计。具体数据见表2。
5实验结果
(1)各实验单位在国家水大流量计量站流量实验室进行定点校准的超声流量计数据汇总表1．

(2)经定点校准的超声流量计在线校准DN1000电磁流量计的数据汇总表2。

(3)结果分析
对测量结果的评定:
所有各单位平均误差

按置信概率95%应该保证:上述各次校准的相对示值误差与平均误差的差不应超过区间容许值Emax=t95s=2.57×0.32%=0.82%
所以，各校准误差的允许区间为

上所校误差均在此区间内，故本次校准结果有效。
6结论
经过数据统计分析，参加实验的6台超声流量计其在线校准误差大口径流量计在按置信概率95%计算的允许区间－7.82%－6.17%内。因此，使用校准合格的便携式超声流量计作为标准表对管道式电磁流量计进行在线校准是一种可行的方法。