搜索
水流量装置现状及比对方法研究报告人：孟涛中国计量科学研究院热工所2009.09.10济南E-mail:mengt@nim.ac.cn内容概要•全国水流量装置概况•水流量装置全国比对•水装置量值保证措施的建议0123456789121315202131全国水流量装置概况调研在全国除港、澳、台地区外的31个省、市、自治区内开展，最终收集到在规定的调研范围内装置230套，这些装置分布在我国的27个省级行政区，各省级行政区内具体的数量见下图。省院同事的大力支持下完成全国流量装置调研历时半年01234691112全国水流量装置概况原始法水流量装置装置（简称水装置）在各类流量装置中不确定度水平最高。此次共调研水装置76套。调研的水装置分布在中国的20省级行政区域内，具体的分布情况见下图。与流量仪表行业发展情况关联的特点与流量仪表行业发展情况关联的特点我国水流量装置（原始法）概况区域分布图水装置的分布较为广泛，与流量装置分布的整体特点一致水装置的分布较为广泛，与流量装置分布的整体特点一致0.05%＜U≤0.1%25%U＞0.1%17%U≤0.05%58%容积法43%组合方法5%变水头5%质量法47%全国水流量装置概况被调研的水装置包括3种工作原理，静态质量法，静态容积法以及变水头动态容积法。其中以经典的静态容积法和静态质量法为主。国内的4套变水头装置也包含在调研结果中，他们均由电磁流量计的生产企业建立。工作原理不确定度水平在调研范围中对装置的能力进行了要求，主要针对水平较高的装置。其中优于0.05%的占到58%，44套。单位：mm50＜D≤1008%300＜D≤80015%800＜D≤12004%D12009%D≤5013%100＜D≤30051%全国水流量装置概况装置能力情况装置流量上限装置管径上限调研的水装置流量范围覆盖了（0.001m3/h~25000m3/h），测量流量计管径范围由1.5mm至3800mm。具备测量5000m3/h以上流量的装置有9套。单位：m3/h200＜Q≤80031%800＜Q≤160020%1600＜Q≤32008%3200＜Q≤50001%Q＞500012%Q≤20028%全国水流量装置概况小部分装置具有较高水平，已达到或接近世界先进水平；大部分装置设计更注重实用性，如标准表法被大量采用，一方面注重装置的工作效率，另外一方面也考虑了装置自身能耗的控制；装置水平分布合理装置水平分布合理质量管理水平逐步提高质量管理水平逐步提高与国际交流增多与国际交流增多部分装置具有一定特色，某些技术指标为世界最高，如水大流量装置；为保证流量装置量值的可靠性，主管政府部门有计划的组织了多次流量装置比对，近几年，CNAS也将测量审核列入的实验室认证的考核必要项目中。这些活动也促使装置的所有者积极的完善其质量管理体系；总体数量较多增长快总体数量较多增长快全国水流量装置概况总体数量较多增长快总体数量较多增长快小部分装置具有较高水平，已达到或接近世界先进水平；大部分装置设计更注重实用性，如标准表法被大量采用，一方面注重装置的工作效率，另外一方面也考虑了装置自身能耗的控制；装置水平分布合理装置水平分布合理质量管理水平逐步提高质量管理水平逐步提高与国际交流增多与国际交流增多部分装置具有一定特色，某些技术指标为世界最高，如水大流量装置；随着全球经济一体化的进程，与国际的技术交流与合作进入到社会经济的各个领域，流量计量领域也不例外。一方面，为消除贸易壁垒，全球计量互认协议逐步深入开展，中国计量科学研究院也代表中国参加到多项国际流量装置比对项目中；另一方面，随着很多国际跨国流量仪表制造企业纷纷在中国建厂，并建立流量装置，也把一些先进的装置设计技术引入中国，一些国内的计量技术机构也积极从国外整套引进高水平的流量计量装置。水流量装置全国比对国内各省所相继建立了准确度水平达到0.05%的质量法或容积法水流量装置，装置之间没有建立起流量量值的联系。为考察全国水流量量值统一状况，发现问题并找出解决问题的方案，全国流量容量计量技术委员会（国家质量监督检验检疫总局计量司）决定有步骤地展开一次全国省级机构水流量装置比对。08年完成10个实验室的比对工作08年完成10个实验室的比对工作水流量装置全国比对比对的组织比对的组织NIM水流量装置全国比对传递标准传递标准TurbineMeter:FMCSmithEletromagneticFlowmeter(EMF):YOKOGAWAFlowconditionerDN100组件1串联串联不同原理不同原理主比对表监视表水流量装置全国比对传递标准传递标准组件2DN100/DN50DN100/DN50可用于不同管径可用于不同管径ReducersDN50MassFlowmeters:Emerson副比对表水流量装置全国比对比对实验比对实验流量点:160m3/h、80m3/h、50m3/h;160m3/h、50m3/h(复测)test1test2流量点:50m3/h、30m3/h、20m3/h;30m3/h、20m3/htest3test450m3/h、20m3/h(复测)test5组件1组件2DN100DN50DN100DN100VNkv=mNkm=水流量装置全国比对比对准备实验比对准备实验为确保比对的成功进行，主导实验室在比对开始前对传递标准进行了多组准备实验：传递标准组件拆装实验质量流量计安装方向影响实验质量流量计不同实验压力实验组件稳定性实验12.84012.84512.85012.85512.86012.86512.87012.87512.880020406080100120140160180Q(m3/h)Kv(L-1)拆组件前拆组件后水流量装置全国比对比对准备实验比对准备实验传递标准组件拆装实验专用垫片定位销特殊加工差异小于0.02%组件2实验结果一致360.000360.050360.100360.150360.200360.250360.300360.3500102030405060Q(m3/h)Kv(L-1)正常水平倒立水流量装置全国比对比对准备实验比对准备实验实验结果被写入最终版本的比对细则质量流量计安装方向影响实验√√×水流量装置全国比对比对准备实验比对准备实验质量流量计不同实验压力实验参加比对的实验室由于稳压方式不同，工作压力也不尽相同，而在不同的实验压力下，质量流量计的计量性能会有所改变，流量计说明书中提供的参考了数据，随压力上升流量计仪表系数变化率为：-0.012%/bar。360.020360.040360.060360.080360.100360.120360.140360.1600102030405060Q(m3/h)Kv(L-1)0.2MPa0.4MPa必要修正存在影响不确定度分量水流量装置全国比对比对结果分析比对结果分析∑∑===niiniiirefUUyy12121211221eniirefuuu+⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛=−=∑%10022××+−=refrirrefirefnyUUyyE参考值参考值的不确定度各实验室En值为各实验室宣称不确定度水平接近，采用加权平均方式进行结果处理水流量装置全国比对比对结果分析比对结果分析12.80012.82012.84012.86012.88012.90012.920012345678910111213主比对表160m3/h参考值参考值水流量装置全国比对比对结果分析比对结果分析主比对表80m3/h12.80012.82012.84012.86012.88012.90012.920012345678910111213产生较大偏差原因？是否可以剔除？水流量装置全国比对比对结果分析比对结果分析监视表160m3/h180.800180.900181.000181.100181.200181.300181.400181.500181.600012345678910111213水流量装置全国比对比对结果分析比对结果分析去掉5#实验室重新计算结果：12.80012.82012.84012.86012.88012.90012.920012345678910111213主比对表160m3/h0.540.600.420.010.124.110.320.120.420.12去掉5#后0.890.031.070.660.493.530.220.170.650.52去掉5#前En值水流量装置全国比对比对结果分析比对结果分析副比对表50m3/h357.500358.000358.500359.000359.500360.000360.500361.00001234567891011水流量装置全国比对实验室内比对结果分析实验室内比对结果分析副比对表30m3/h-0.62-0.49-0.47-0.310.690.080.390.09/0.1310987654321En0.06-0.48-0.76-0.050.680.090.500.01/0.1010987654321En20m3/hUUyyEn2020+−=水流量装置全国比对——小结比对结果较好各参加实验室的量值一致程度令人满意比对方案设计合理反映实验室能力水平影响比对有效性的因素进行了有效控制需要注意的问题各参加实验给与充分重视：充分的准备、实验仔细；与日常检测差异？水装置量值保证措施水装置量值保证措施的建议问题提出：问题提出：1、新建装置存在的误区：片面强调指标（规程未必完备）2、软件管理缺失或不完备提出建议：提出建议：电子秤定期自校电子秤定期自校换向器定期自校换向器定期自校专用表的定期核查专用表的定期核查装置内部比对装置内部比对主要是针对高准确度装置主要是针对高准确度装置绝对法相对法水装置量值保证措施的建议9砝码的（自动）加载系统目标：控制主标准器的漂移量目标：控制主标准器的漂移量电子秤定期自校电子秤定期自校9定期、经常性，1-3个月，PTB9非全量程校准，1/3或1/5砝码（特性曲线）9自校结果的使用，观察变化量，不确定度分量水装置量值保证措施的建议9使用流量计法对换向器进行测试目标：控制换向器的变化目标：控制换向器的变化9定期，如3-6个月可考虑双流量计串联的方式9使用行程差法检定，建议核查换向器定期自校换向器定期自校挡片光电开关9装置设计增加换向器定量调整控制机构水装置量值保证措施的建议9期间核查——质量控制图9利用不同标准器台位间的流量交叉区域测量审核9建议装置管路设计中留有可分别连接到不同标准器的公共管路，做比对使用，专用表的定期核查专用表的定期核查带有标准表法装置，较容易解决该问题UUyyEn2020+−=装置内部比对装置内部比对谢谢！欢迎讨论：mengt@nim.ac.cn水装置建议