浅谈流量计的特点及在线校准分析

摘要： 统计了供热行业使用的热量计量仪表的种类、 工作原理、 性能特点、 工作范围， 介绍了现场在线校准热量仪表的方法， 总结了现场校准热量仪表的校准经验和遇到的问题， 分析了现场校准热量仪表的热量示值误差。
随着我国供热计量的不断深化， 流量计和热量表应用越来越多， 而随着我国节能减排工作的开展， 企业管理由粗放型向集约精细型转变， 对精确计量热量有着迫切需求。 热量计量仪表用于发电厂、供热公司、 用热企事业单位的供热回路中热水热量的计量。 我省现在很多热电厂、 供热公司都开始安装流量计和热量表， 供热和用热企业都急需热水热量值的溯源问题。
1 热量仪表的种类及其特点
目前供热行业内使用的热量计量仪表按工作原理主要分为超声波式、 电磁式、 差压式， 其特点见表 1 。 热量计量仪表按结构可分为一体式和分体式， 一体式热量表将一支入口或出口温度传感器嵌入到流量传感器管道中， 并配有专门的计算器进行热量计算； 分体式热量表采用单独的流量传感器， 包括超声波流量计、 电磁流量计、 差压流量计、流量计等， 温度测量采用单独的铂电阻温度计或温度变送器测量供回水管道温度， 再配备热量积算仪进行温度和流量信号采集得到热量值。

2 标准装置简介
为了满足我省对热量仪表热量参数校准的需求，我院自主开发设计了一套热量在线校准装置。 该装置以便携式超声波流量计为流量标准器，高精度铂电阻温度计为测温标准器，利用超声波流量计测量供热回路中的热水流量，现场型制冷恒温槽提供模拟供水、回水的恒温温场，由高精度铂电阻温度计测量温场实际温度，用便携式工控机采集便携式超声波流量计的流量信号和高精度铂电阻温度计的温度信号， 实时计算出标准热量值，从而实现对被测热量仪表的热量校准。
利用这套热量在线校准装置，对省内多家企事业单位的热量仪表进行了在线校准试验， 现场在线校准的热量仪表的口径范围从 DN400~DN900 ，积累了大量的现场工作经验。由于热量仪表通常为供热主管线，要适应长距离管道输送时、低流速的特殊要求，因此管道内介质流速通常较低，一般不超过 1 m/s ，为了适应现场流量测量的准确度要求，对便携式超声波流量计用我院的水流量标准装置进行了低流速下的校准，准确度能达到 0.5 级。 由于我省地处北方，冬季室外环境寒冷，而热量仪表通常安装在室外的计量井内， 所以对提供恒温温场的恒温槽要求较高，因此采用了温度波动性达到 0.01 ℃/10 min 的恒温水槽。有时热量仪表安装在比较偏僻的位置，现场校准时恒温槽的用电情况不能得到保证， 因此现场校准时还需要携带长距离线盘以解决用电问题。
3 检测结果分析
经过一个采暖期的现场校准， 对我省沈阳、 大连、抚顺、 朝阳的不同类型的热量仪表的热量校准结果进行了汇总， 如表 2 所示。

从表中可以看出，热量校准误差基本都在 2% 以内，对其进行分析，发现误差来源如下：
（ 1 ）热量测量误差主要来自便携式超声波流量计，因现场管道内壁水锈较多，对超声波流量计的测量造成较大影响；
（ 2 ）现场环境温度对介质温度测量影响也较大。对热量仪表在户外的情况，应尽量选择在天气温度较高时测量，以减少环境温度造成的影响；
（ 3 ）由于热量仪表通常采用 GJ 为计量单位，计量单位较大， 因此读数的分辨力影响要通过加大校准时间来减少， 但也要考虑环境温度由于校准时间延长对其他设备的影响，所以检测时间也不易过长。
4 结束语
对热量仪表的热量值进行在线校准，改变了以往单纯校准流量和温度的方法，改为以热量值为校准参数，更加符合实际情况，也方便用户对校准结果的理解和使用， 同时该校准方法也探索了对多参数导出量的校准方法，为其他类似校准方法提供了借鉴。

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