专利名称：一种大口径流量计在线校准的方法
技术领域：
本发明涉及一种大口径流量计在线校准的方法，属于流量计检测技术领域。
技术背景
随着城市化的发展，用水量和排放量的增加，大口径流量计的需求量不断增加，且在水库引水、源水进水厂、自来水出厂、污水处理和污水排放等领域得到广泛应用，但相应地，流量计在长期使用后所面临的精度问题也日益突出。
目前国内外使用的大口径流量计包括电磁流量计、超声流量计、孔板流量计等。其中电磁流量计是一种根据法拉第电磁感应定律来测量管内导电介质体积流量的感应式仪表，其精度可达(0. 2 0. 5) %，超声波流量计是以“速度差法”为原理，测量圆管内液体流量的仪表，其精度为0. 5%，而孔板流量计是由节流件和差压计组成，当充满管道的流体流经管道内的节流装置时，在节流件附近造成局部收缩，流速增加，通过其上、下游两侧产生静压力差，根据流体力学中的伯努利方程可推导出差压与流量之间的关系，从而可求得流体的流量值，其精度为 2%。对于孔板流量计尤其是大口径的孔板流量计，由于其精度相对较低，且受安装条件和使用条件的影响较大，因此在大口径管道流量测量中使用较少。对于电磁流量计，由于其测量精度相对较高，而超声流量计具有安装方便的特点，因此这两种流量计在大口径管道流量测试中得到了广泛的应用。这些大口径流量计在长期使用后会面临精度校准的问题，对于电磁流量计，是目前大口径管道中测试精度最高的一种流量计，采用其它的流量计无法达到精度校准的要求。而对超声流量计进行校准时，采用电磁流量计作为标准表对其进行校准，虽然满足了精度校准要求，但大口径电磁流量计的费用要远远高于超声流量计本身。
综上所述，现有的校准大口径流量计的方法存在如下问题
(1)对电磁流量计，采用超声流量计对其进行比对校准，由于超声流量计的精度低于电磁流量计的精度，因此通常是将电磁流量计的精度自动降至可使超声波流量计校准的级别，但这种校准方式由于降低了流量计整体的精度，因此校准结果不能精确的修正电磁流量计的测试结果。
(2)对超声流量计，采用精度高的电磁流量计对其进行比对校准，增加了大量的费用支出，且费用远远超出超声流量计本身。发明内容
本发明的目的是为解决现有技术中存在的上述问题，提供一种大口径流量计在线校准的方法，该方法构思新颖，校准精确。
本发明的设计思想由于现有的流量计中涡轮流量计的精度最高，可达0.2%，因此为提高校准精度，采用涡轮流量计作为标准表，但该流量计的量程有所限制，所测流量最大为1000m3/h，而大口径管道的流量一般为(2000 6000)m3/h，因此引入旁路分流的思想， 使旁路管道中的流量值在涡轮流量计所测范围之内。通过旁路管道流量的测量结果与总管道流量计间的函数关系，可实现对大口径流量计的在线校准。
本发明的技术解决方案基于标准表法的校准原理，采用精度较高的涡轮流量计作为标准表实现对大口径流量计的校准；基于涡轮流量计量程的考虑，在大口径流量计的上游或者下游(具体位置视现场的实际情况来定)引出一个旁路管道，在管道内安置标准流量计，然后当流体经过流量计时，记录标准流量计的流量数值，根据旁路管道流量的测量结果与总管道大口径流量计间的数理函数关系，实现对大口径流量计的校准。
所述旁路校准法，是一种大口径流量计在线校准的方法，该方法的具体步骤如下
步骤一标准流量计的选择
大口径流量计中，以电磁流量计的精度为最高，可达0. 2 0. 5%，为满足精度校准的要求，采用精度为0. 2%的涡轮流量计作为标准流量计实现对大口径流量计的在线校准。
步骤二 旁路管道的设计
画出总管道与旁路管道图。图2所示为总管道与旁路管道设计示意图，将涡轮流量计放置于支路的中间位置，图中％表示A点与B点之间总管道的流量；Ltl表示A点与B 点之间总管道的长度；Dtl表示总管道的管径表示旁路管道的流量^表示涡轮流量计上游管道的长度；L3表示涡轮流量计下游管道的长度；Dp D3表示旁路管道的管径；D2表示涡轮流量计的公称通径；L2表示涡轮流量计的安装管道长度。
式(1)表示流体力学中总流能量方程，式中下标1、2代表断面A与B，Z1, 表示流体的位能，Pi、P2表示断面A与B的压强，g表示重力加速度，一般取值9. 8m/s2, P表示流体的密度，、、^表示流体在断面A与B处的平均流速，αι、α 2表示动能修正系数，在流速分布均勻的情况下一般取值为0. 1，hw表示水头损失。由于各支路在分流点A与汇合点 B之间的压强差是相同的，可得式O)即水头损失恒等。
权利要求
1. 一种大口径流量计在线校准的方法，其特征在于该方法的具体步骤如下 步骤一标准流量计的选择大口径流量计中，以电磁流量计的精度为最高，达0. 2 0. 5%，为满足精度校准的要求，采用精度为0. 2%的涡轮流量计作为标准流量计实现对大口径流量计的在线校准； 步骤二 旁路管道的设计画出总管道与旁路管道图，将涡轮流量计放置于旁路管道即支路的中间位置，仏表示A 点与B点之间总管道的流量，L0表示A点与B点之间总管道的长度，D0表示总管道的管径， I表示旁路管道的流量，L1表示涡轮流量计上游管道的长度，L3表示涡轮流量计下游管道的长度，D1, D3表示旁路管道的管径，D2表示涡轮流量计的公称通径，L2表示涡轮流量计的安装管道长度；式(1)表示流体力学中总流能量方程，式中下标1、2代表断面A与B，Zl、h表示流体的位能，Pi、P2表示断面A与B的压强，g表示重力加速度，一般取值9. 8m/s2, P表示流体的密度，、、^表示流体在断面A与B处的平均流速，Q1, α 2表示动能修正系数，在流速分布均勻的情况下取值为0. l，hw表示水头损失；由于各支路在分流点A与汇合点B之间的压强差是相同的，得式O)即水头损失恒等；
全文摘要
一种大口径流量计在线校准的方法，该方法有四大步骤步骤一标准流量计的选择；步骤二旁路管道的设计；步骤三标准表的安装；步骤四方法性能评估。本发明基于标准表法的校准原理，采用精度较高的涡轮流量计作为标准表实现对大口径流量计的校准；基于涡轮流量计量程的考虑，在大口径流量计的上游或者下游引出一个旁路管道，在管道内安置标准流量计，然后当流体经过流量计时，记录标准流量计的流量数值，根据旁路管道流量的测量结果与总管道大口径流量计间的数理函数关系，实现对大口径流量计的校准。该方法构思新颖，校准精确，它在流量计检测技术领域里具有实用价值和广阔的应用前景。
文档编号G01F25/00GK102494742SQ201110397310
公开日2012年6月13日 申请日期2011年12月2日 优先权日2011年12月2日
发明者赵晓东, 钱政, 陈妮亚 申请人:北京航空航天大学