论流量在线检测

百检网 2022-11-10

在贯彻GB17167-2006《用能单位能源计量器具配备和管理通则》等一系列节能减排方针政策的工作实践中,普遍遇到了能源计量器具计量检定与校准工作如何落实的问题,特别是现场难以拆装及影响到连续生产的各类流量计,使用单位往往提出能否进行在线检测,以便解决量值溯源时的实际困难。若能有效实现在线校准、在线定标或在线使用中检验,这对于提高计量器具的工作效率,完善量值传递与溯源体系,确保计量数据的准确可靠等都具有现实及深远的意义。虽然在线检测有诸多优点,计量器具生产厂商及技术机构近年也不断推出流量在线检测新设备、新方法,但由于一些核心技术未能有效突破,流量计的在线检测在实际工作中还需要大量的工作要做。

当前计量领域所提的在线检测实际上要解决的是在线检测工作计量器具的量值溯源问题,并不是传统意义上的在线检测。笔者认为,此类在线检测系统应具有以下三方面的特点:(1)从被测对象的角度看,在线检测就是指被测对象不离开系统直接在原位进行的计量性能测试。(2)从标准器角度看,在线检测就是指标准器不直接接入工艺系统而获得被测对象测量数据的检测方法。(3)从被测介质或信号看,标准器在计量检测过程中不影响原介质或信号的工作状态。

对于当前计量系统内用于量值传递的在线检测,从其作用看,要依托非接触在线测量系统,同时,需对环境条件及工况等影响量进行综合研究与评估,并与智能技术相结合,以便获得足够的在线检测实验数据,*后能形成类似于专家系统,可有效提高在线检测准确度。当前,有科研人员提出了在线实流标定比实验室实流标定的数据置信度更高的结论,有些还根据计量学相同性原理加以说明,认为现场诸多影响量及扰动对标准器及被检流量计的作用,所产生的附加误差是互相抵消而不是相互增强。笔者认为,这可能是特例与现实的普遍情况不符,这些提法或经验总结的细节问题值得进一步研究。试想要是能在线安装高准确度的标准器并对被检计量器具进行在线实流校准,这意味着对被检计量器具进行拆装也是有条件的。这种状况下,笔者认为要求被检计量器具送到实验室进行检定或校准更合理也更方便,不必将贵重的高准确度标准器送到现场以减少测量风险。值得注意的是,在石油化工等行业,在线实流检测进行前必须对管道系统进行惰性气体置换以确保安全,连接现场提供的电源要符合严格的防爆要求。如果是移动式标准装置,往往由于质量和体积较大,一般是车载系统,要预留足够的场地供现场检测使用,并要对输送管道进行改装,因此,检测前的准备工作及环境条件的控制并不容易,可以说难有方便可言。所以,接触式在线量值传递对于流量计之类的计量器具要慎行。当然,一些大型石化企业在流量计比较集中的地方,有足够场地的前提下,利用阀门与管道成套组件相互转换,采用标准体积管等标准表法直接建设流量标定现场工作站,并进行在线实流量值传递与溯源工作则另当别论。所以,接触式流量在线检测难以解决溯源时的诸多难题。

目前,工程上用于在线检测的计量器具种类繁多,技术水平参差不齐,小型化后的便携式计量仪器一枝独秀,很受计量工作者的欢迎。例如,工业上常用的智能压力变送器可以用手持通信器(俗称手操器)进行在线检测与量程等参数的设置,一般认为是在线检测好设备,但实际上是在变送器完好的情况下,才可能获得可靠的检测数据,更多的只是读取一些原设置参数。此类手操器进行在线检测存在致命的缺陷,如一旦变送器的感压膜片由于受冻等原因而损伤,用通常的离线加压检测方法就可方便地发现变送器存在的问题。而用手操器在线检测获得的数据则是正常的,因此,用这种方法进行在线检测虽很方便但不严密,具有相当大的测量风险。有些在线检测,计量器具的原有准确度难以保证,如工业上*常用的温度参数的检测。从表面上看,温度的在线检测方法多样,检测历史悠久,但由于现场热传导、热辐射、热惰性及温漂等难以有效控制,高准确度的在线检测一直难以实现。当然比较成功的非接触在线检测设备,依托的基本原理目前主要有电磁、超声、光谱、辐射等原理。如电力工程中常用的基于电磁感应原理的钳形电流表,是一种成熟的在线检测仪表,可以作为巡查用电设备时在线检测使用。

在线检测风险众多,如工作现场环境条件易偏离,意外情况难避免,有些被测介质活性对测量的影响难消除,不能保障人身和标准器的安全。要在线解决流量计量值溯源与传递问题,使用单位应严格按照流量计安装规范进行施工,如参照《石化工程管道施工规范》对流量测量设备进行工程设计,流量计管道必须设置旁通管路,当流量计要拆下送检或发生异常时,可启用旁通管路,以便维持正常的连续生产。同时,在流量计的前后都要求设置截止阀以便于拆装,这也是安全生产的重要环节,从生产操作流程上也要求对流量计进行定期清洗与检修。另外,尽量避免将流量计高高地安装在龙门桥架上,或将流量计深深地装于狭小的地下竖井中。当前,急需对贸易结算或能源计量用流量计进行量值传递,这既能避免产生计量纠纷又可确保耗能数据准确可靠。为了解决流量计拆装困难引起的不易溯源的问题,从发展的角度看,研究在线非接触高准确度测量是非常必要的。值得庆幸的是,当前有许多技术机构及科技工作者知难而进,纷纷投入到流量在线检测的技术攻关中,如流量“干标”技术的研究等。我们有理由相信随着科学技术的不断发展,流量计突出的在线量值溯源与传递问题,不久的将来应有重大突破。

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