江河管道取水流量计量值溯源合格性评定.pdf

第30卷第7期
长江科学院院报
Vol 30 N
2013年7月
Journal of Yangtze River Scientific Research Institute
Jul.2013
DOI:10.3969/j.issa.1001-5485.2013.07.025
2013,30(07):127-130
江河管道取水流量计量值源合格性评定
王黎,何英杰,王成,石正国
(长江科学院a.工程质量检测中心;b.科技成果推广及信息中心武汉430010)
摘要:水量计量是实行计划用水、节约用水、按量征收水资源费、实现水资源科学配置的重要基础性工作。以“管道
取水流量计现场计量校准技术研究”专题为基础,介绍了流量计量量值溯源工作原理、以及现场使用的标准表在量
值溯源校准中的合格性评定方法。通过应用实例分析,说明标准表流量计量合格性评定方法是可行的,并提出了
进一步研究思路
关键词:水资源;管道流量计;量值溯源;合格评定
中图分类号:X321
文献标志码:A
文章编号:1001~5485(2013)07-0127-04
水量计量是实行计划用水、节约用水、按量征收计进行;流量校准时循环系统开敝运行,循环并同时
水资源费、实现水资源科学配置的重要基础性工作。记录注水时间,以此计算通过电磁流量计的标准水流
《取水许可管理办法》第四十二条规定:单位或者个量。TP3流量计量量值传递装置经合法溯源到国家
人应当安装符合国家法律法规及技术标准要求的计基准后是可用于校准现场使用的标准表。
量设施,对取水量和退水量进行计量,并定期进行检1.2标准表量值溯源原理
定或核准,保证计量设施正常使用及量值的准确、可
用高精度外夹式超声流量计作为标准表与TP
靠。
试验台流量计量量值传递裝置所用的电磁流量计相
江河管道取水计量设施主要采用电磁流量计和串联;流体依次流过二者,比较二者的示值,确定标
超声流量计。流量计运行工况是否满足规定要求,准表的误差,达到校准标准表准确性目的。如图
需要定期进行现场计量校准;而开展现场计量校准所示2
用的标准表每年应送到更高一级计量精度的实验室
水流方向截止阀TP3电磁流量计流动调整器标准表调节
进行量值溯源。本文以近年开展的“管道取水流量
计现场计量校准技术研究”专题为基础,介绍了应
一自
用测量不确定度原理提出的流量计量量值溯源合格
图1标准表校准示意图
性评定方法,为编制管道取水流量计现场计量校准
Fig. 1 Sketch of the method for the calibration
方法标准提供了技术支撑
of standard meter
TP3流量计量量值传递裝置输羭出稳定的水流,
流量计量量值溯源工作原理
流量范围在0~1.0m/s之间,管道中标准表安装
在TP3电磁流量计下游处,中间装有流动调整器
1.1TP3流量计量量值传递装置
流量调节裝在标准表的后直管段上,通过自动控
目前国内液体流量计校准用的量值传递装置,其制调节阀开度调节流体的流量达到所需要的校准流
工作原理一般采用静态容积法、静态质量法和变水头量值。流动调整器包含抑制上游对流场产生较大影
动态容积法。TP3静态质量法流量讨量量值传递装响的各种装置。
置,是我国水利水电系统在中国水利水电科学研究院1.3标准表传感器安装方法
高精度水力机械模型通用试验台上建立的唯一可进
通常定义标准表传感器超声波声路数量等于
行水轮机、水泵的各项性能试验及流量计的正、反向为Z法,声路数量等于2为V法,声路数量等于3为
原位校准。流量校准利用安装在2根测量管道上W法。奇数传输(对角线模式,乙法、W法)中,传感
的2个大小不同的 ROSEMOUNT87O5TSE型电磁流量器应安装在管路的相对侧;偶数传输(反射模式,V
收稿日期:2013-04-08
作者简介:王黎(1962-),男,四川广安人,高级工程师,主要从事工程檢测与实验室管理工作,(电话)027-82926136(电子信箱) wangli
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2013年
法)中,传感器应安装在管路的同一側。如图2所(瞬时值);(q、)为第流量点第j次校准时的TP3
管道流量示值(瞬时值);E,为第流量点第j次校
准时标准表相对示值误差
(2)流量点标准表示值误差
(a)反射模式V法
b)对角线模式W法?
∑E
A<0
式中,E1为标准表第讠流量点相对示值误差。
(3)标准表相对示值误差
E=E
(e)对角线模式Z法
式中,B|为标准表各流量点相对示值误差中最
图2声路径和传感器距离A
大值。
ig 2 Acoustic path and sensor distance A
传输路径数的增加意味着测量精度的提高,但
(4)标准表重复性
是传输距离的増加也会导致更大的信号衰减。经现
(E)=[n_1X(E,-E)
场试验统计分析,管径在DNS00mn以内,用V法式中,(E,);为标准表第立流量点重复性。
为宜;管径在DN500~800m范围,V法、Z法并存2.2标准表测量偏差技术要求
使用;管径在DN800mm以上,用Z法为宜。
(1)流量校正系数计算
1.4标准表流量采集
1.4.1聨时流量采集
标准表和TP3流量计量量值传递装置进入测
量状态后,同时记录两者流量示值,每对数据在同
时刻读取,间隔要求不大于2s,每个流量级至少读式中:q为第立流量点第j次校准TP3流量示值;9
取20个数值作为1组数据。
为第讠流量点第j次校准标准表流量示值;F为第i
1.4.2累积流量采集
流量点第j次校准的流量校正系数。
标准表和TP3流量计量量值传递装置进入测
(2)与TP3装置相比,标准表测量偏差为4
量状态后,同一时刻分别记下双方流量累积起始值;
经过10min后,同一时刻分別记下两者流量累积止
码值。每次采集,标准表和TP3装置的流量累积值式中:F为本次检验得到的第立流量点标准表流量
等于止码值减去起始值。每个流量级读取次数不少校正系数平均值;Fo为上次检验得到的第流量点
于3次。
标准表流量校正系数平均值;e2为标准表第流量
标准表量值传递附加误差
点测量偏差
根据《超声流量计》(JG1030-2007)要求,标
准表应尽量在与使用管径相同的管径下进行标定。3流量计量量值溯源合格性评定分析
如使用管径与标定管径之比大于2或小于1/2,标
准表使用时应增加0.5%的附加误差
3.1合格性评定
标准表校准后的合格性评定,即为评定标准表
的示值误差是否在最大允许误差范围内;若在此范
2流量计量量值溯源
围为合格,否则判定为不合格。但是,在合格性评定
2.1标准表示值误差计算
时还要考虑TP3流量计量量值传递装置引入的不
单次测量标准表示值误差、流量点标准表示值确定度分量,不确定度分量引入会有待定区存在,若
误差、标准表相对示值误差和标准表重复性计算公不考虑待定区,就会存在误判的风险?。
式为3
(1)TP3测量不确定度引入后标准表合格性评
(1)单次测量标准表示值误差
定