管段式电磁流量计在线检测方法

 管段式电磁流量计具备无可动件、无压损、量程宽、准确度高、稳定性好和使用寿命长等优点，是现在较多水司的首选产品。现在的在线检测方法主要有超声波流量计比对法、电参数法、清水池容积法三种，本文着重介绍这三种常用方法的优缺点和在线检测工作中的一些体会。
   一、超声波流量计比对法
   1．原理及操作
   以便携式超声波流量计作为标准表，使流体在相同时间间隔内连续通过标准表和电磁流量计，比较两者的输出流量值，从而确定电磁流量计的计量性能。
   2．优点
   （1）此方法操作简单，不用停水、停电，直接安装在管段上即可，是目前较多水司常采用的方法。
   （2）检测结果直观，直接显示数据，可以对瞬时流量、累积流量进行比较。
   3．缺点
   （1）超声波流量计的准确度比电磁流量计的准确度低（超声波流量计一般为1%，而电磁流量计一般为0.5%），严格来说，不符合计量量值传递的规则（现在许多水司都使用“名义降级”采取放宽准确度来解决这一问题）。
   （2）影响超声波流量计准确度的不确定因素较多（如直管段是否足够、管道里水的流态、管壁积垢、气泡、温度变化、噪声、人为因素等）。
   4．体会及建议
   （1）作为标准表的超声波流量计必须定期送国家授权的计量技术机构进行检定。
   （2）安装超声波流量计要有足够长的直管段（一般情况下为前10D、后5D），最好有标准管段。
   （3）检测人员在检测时必须规范操作，尽量减少误差来源，例如正确输入管材、衬里、管外径、管壁厚度、管内介质等相关参数，准确安放探头的位置等。旋进旋涡流量计      
   （4）在固定外部条件下（如测量点、水厂的开机台数、压力等），记录不同流速、不同温度的测量结果作对比。
   二、电参数法
   1．原理及操作
   通过对直接影响电磁流量计测量准确度的传感器励磁线圈电阻和对地绝缘电阻、电极接液电阻偏差率、转换器各项参数转换准确度、零点漂移等参数进行校准，确定电磁流量计保持在出厂标定时的计量性能状态。一般测试项目如下：
   传感器部分：（1）励磁线圈电阻和对地绝缘电阻；（2）电极与液体之间电阻；（3）信号电路绝缘电阻；（4）励磁电路和信号之间的绝缘电阻。
   转换器部分：（1）零点检查；（2）对转换器内菜单设置的参数（如流量满度范围、口径、仪表系数等）进行检查；（3）使用模拟信号发生器对不同流量点进行检查。
   2．优点
   （1）对流量计的性能进行检测，发现其故障信息。
   （2）检测过程中不确定因素影响较少，检测结果的准确度较高。
   （3）可对转换器的线性、重复性进行检测。
   3．缺点
   （1）分别对传感器和转换器进行检测，不能对流量计作整体校验。
   （2）每个厂家所配备的模拟信号发生器均不相同。
   （3）只能通过测试流量计各项重要参数来判断其运行是否正常、性能是否改变，但无法确定被测流量计数据的准确度。
   （4）检测过程中被检流量计需要停止工作。
   4．体会及建议
   （1）在新购流量计时，要求厂家提供传感器励磁线圈电阻和对地绝缘电阻、电极与液体之间电阻等参数的出厂标定值，方便日后使用电参数法时作参照。
   （2）熟悉不同厂家模拟信号发生器的使用方法。
   （3）用来检测各种参数的工具如指针式万用表、数字式万用表、兆欧表等，选用较高准确度的以减少误差。
   三、清水池容积法
   1．原理及操作
   利用水厂的清水池作为测量容器，首先将清水池水位调至高水位，关闭原水水泵和相应阀门、确认没水进入清水池后，测量清水池水位在一定时间内的变化高度来计算出清水池变化体积，与相同时间段内电磁流量计的累计流量相比较，从而确定电磁流量计的计量性能。空气流量计
   2．优点
   利用水厂的清水池作为测量容器，在原理上是一种最基本、最直观可靠的检测方法。
   3．缺点
   （1）只适用于出厂水流量计，具有局限性，不能广泛使用。
   （2）只能在不影响供水的情况下进行，检测时间受到限制，并且需要动用较多的人力、物力。
   （3）影响清水池容积法测量准确度的不确定因素较多，例如清水池竣工图面积与实际面积存在的误差、水池测高点位置的安装、测试过程中人员的配合等都会直接影响测试结果。
   4．体会及建议
   （1）准确计算清水池和吸水井的面积，对照竣工图纸减去清水池和吸水井中导流墙、梁、柱等所占的面积（最好能在清水池竣工时用高精度钢尺实测其数据，留作以后测试使用）。
   （2）选择合理的水池高度变化测量点，最好是水平面波动比较小的地方，能反映水池整体的高度变化。
   （3）确认流程上的阀门是否能完全关闭。气体流量计
   （4）在测试前制定详细的计划，安排人员，并要求记录人员同步记录有关数据。
   四、举例
   市区供水分公司有石湾水厂、沙口水厂、新城区优质水厂共3家水厂，在用的原水流量计和出厂水流量计共17台，其中管段式电磁流量计15台。这部分电磁流量计使用的年限最短的有5年，最长的达18年。近期，市区供水分公司组织相关部门分别使用超声波流量计比对法、电参数法、清水池容积法对市区供水分公司原水、出厂水电磁流量计水流量计的准确度进行检测。下面以石湾水厂为例进行分析：
三种检测方法的结果比较吻合，如：
   （1）石湾水厂三车间的原水流量计在使用超声波流量计比对法检测的结果误差达-4.78%；用电参数法检测，发现其励磁线圈已短路，励磁线圈对地绝缘电阻只有70kΩ，正常值应大于20MΩ，两种方法的结果均显示其异常。
   （2）石湾水厂二车间与三车间出厂水流量计，在使用超声波比对法检测结果显示相对误差为2%，清水池容积法检测结果显示相对误差为1%，两种方法的结果均显示三车间出厂流量计比二车间的计量偏快。
   五、结论及建议
   三种检测方法都有其优点和不足，建议在实际工作中根据流量计的性能、使用情况结合使用。另根据国家新颁布的行业标准CJ/T364-2011《管道式电磁流量计在线校准要求》，已将超声波流量计比对法、电参数法纳入其中，也证明这两种方法的可行性。
   要保证流量计的稳定性和准确度，日常管理非常重要，下面是对流量计管理的一些建议：
   （1）合理选择流量仪表，规范安装条件，减少误差来源。
   （2）加强检测工作：安排人员定期对仪表进行检查维护管理，以市区供水分公司为例，每季度使用超声波流量计比对法水厂原水、出厂水电磁流量计进行检测，当超声波流量计比对法的检测结果显示异常时，使用电参数法或容积法对其进行复测，根据结果查找异常原因。
   （3）重视数据分析工作：建立完整的流量计管理档案，记录新装和使用中的检测数据，并对监测数据、水泵开机情况、水位变化等多种参数综合分析，判断流量计的运行情况。
   （4）在长期使用中，流量计各部件会有腐蚀、磨损、积垢、老化等现象，使流量计的稳定性、测量准确度下降，甚至发生故障。逐步对使用年限长、准确度下降的流量计进行改造。