0引言
    電磁流量計以其安裝方便、準確度高等優點，在我國自來水貿易結算、污水排放中被廣泛使用。一方面貿易結算和污水排放電磁流量計要求定期進行計量檢定，根據JJG1033—2007電磁流量計檢定規程中使用的要求，0.5級及以下的電磁流量計的檢定周期為2年，且需要拆下送實驗室離線檢定;另一方面，許多大口徑電磁流量計(一般為DN300以上)由于生產、拆卸和運輸等問題，無法實現定期的離線檢定，從而無法溯源。因此，國內很多計量檢測機構開展了大口徑電磁流量計的在線校準。
    目前，大口徑電磁流量計在線校準常用的方法是外夾式超聲波流量計在線比對法［1－4］。此方法的優點是標準表現場校準時直接夾在被檢流量計管道上進行，不需要企業停止生產，給企業帶來方便，但也存在缺點，主要表現為:1)標準表現場使用條件(管道材質、管道口徑和流速大小)與實驗室溯源條件不一致;2)對于現場管道內外壁腐蝕，井內操作空間狹小的情況，使用外夾式超聲波流量計無法在線校準。
    本文提出了標準表定點量傳的試驗方法，使外夾式超聲波流量計現場使用的管道材質、管道口徑和流速大小與實驗室溯源時保持一致或近似一致，有效地提高了測量精度。對于現場管道內外壁腐蝕和井內操作空間狹小的情況，采用插入式流量計作為標準表，避免測量探頭與管壁接觸，從而達到在線校準的目的。
1實驗方案
    研究采用的標準表為外夾式超聲波流量計(檢測范圍為DN50～DN2400，流量重復性為0.15%)和插入式電磁流量計(檢測口徑為DN800，流量重復性為0.33%)。實驗室流量標準裝置為標準表法流量標準裝置(檢測范圍為DN15～DN1200，裝置擴展不確定度為Urel=0.1%，k=2)?，F場被校流量計為大口徑電磁流量計(管道材質為碳鋼，管道口徑為DN800，流量計常用流速范圍為0.5～1.5m/s)。標準表先在實驗室流量標準裝置上溯源，如圖1所示［5］，再將溯源的儀表系數k設置到標準表內，最后標準表現場校準大口徑電磁流量計。     外夾式超聲波流量計在實驗室溯源時，流量裝置實驗段處為碳鋼材質，管道口徑為DN200～DN1200，流速為0.5～3m/s，分別溯源得到碳鋼管道材質下，不同管道口徑和不同流速的儀表系數k。為便于分析管道材質的影響，另外進行管線為不銹鋼材質，管道口徑為DN800，流速為0.5～3m/s的實驗。
    插入式電磁流量計在實驗室流量裝置溯源時，實驗段的條件與現場校準條件一致，即管道口徑為DN800，流速為0.5～1.5m/s，分析插入式流量計在線校準大口徑電磁流量計的可行性。
2標準表定點量傳的條件和方法
2.1標準表定點量傳的條件
    1)相同的管道材質。外夾式超聲波流量計作為標準表，應使實驗室溯源管道材質與現場校準的管道材質保持一致;
    2)相同的管道口徑。標準表在現場使用的管道口徑應與其在實驗室溯源的管道口徑保持一致;
    3)相同或相近的流速點。標準表實驗室溯源的流速點與現場校準的流速點保持相同或相近;
    4)相同的安裝重復性。使用插入式流量計作為標準表，其探頭的安裝方位和插入深度與實驗室溯源時保持一致。
2.2現場檢測方法
    1)確定現場管道材質，測量現場檢測段處的管道口徑，確定現場電磁流量計的常用流速大小;
    2)加工一段與現場試驗段的材質和口徑一致的管道，安裝在實驗室流量標準裝置的檢測段處，將標準表在流量標準裝置上安裝溯源，溯源流速點包含現場電磁流量計的常用流速點;
    3)將溯源完畢的標準表按照實驗室的溯源條件和安裝位置安裝到現場試驗管段處進行校準;
    4)將被校大口徑電磁流量計和標準表的瞬時流量(或一段時間累積流量)進行比對，算出示值誤差，實現定點校準。
3實驗結果及分析
3.1外夾式超聲波流量計的實驗室溯源實驗
    加工不同口徑的管道，分別安裝在流量標準裝置試驗段處進行外夾式超聲波流量計實驗室溯源。管道材質為碳鋼，與現場管道材質保持一致;管道口徑為DN200～DN1200，包含現場管道口徑;流速大小為0.5～2m/s，包含現場被校流量計的常用流速。溯源得到不同條件下的儀表系數k，如表1所示。 另加工一段口徑為DN800的不銹鋼管道，安裝在流量標準裝置實驗段處進行外夾式超聲波流量計溯源實驗，流速大小為0.5～2m/s，溯源得到的儀表系數k如表2所示。 通過以上外夾式超聲波流量計的實驗室溯源數據可得出以下結論:
    1)在相同管道材質和相同管道口徑下，流速范圍在0.5～2m/s內的儀表系數無變化規律，最大相差0.42%;
    2)在相同管道材質和相同流速下，隨著管道口徑增大，儀表系數總體變小，最大相差1.31%;
    3)在相同流速大小和DN800管道材質下，不銹鋼管道材質的儀表系數要比碳鋼儀表系數大，最大相差1.23%。
3.2外夾式超聲波流量計的現場校準結果
    實驗室溯源后的外夾式超聲波流量計現場校準一臺DN800電磁流量計，管道碳鋼材質的電磁流量計，常用流速調為1.0m/s，超聲波流量計內設置相應條件的實驗室溯源儀表系數k，現場校準數據如表3所示。 從現場校準結果可知:
    1)外夾式超聲波流量計現場校準時，使用和現場條件一致的實驗室溯源儀表系數，最大誤差為－1.37%，能滿足客戶的要求(一般在現場條件下，大口徑電磁流量計測量誤差要求為±2%);
    2)若使用與現場不同條件的實驗室溯源儀表系數，測量誤差最多相差近1%。
3.3插入式電磁流量計的實驗室溯源實驗
    將插入式電磁流量計安裝在DN800的管段上，并將管段安裝在實驗室裝置實驗段處，然后在1.0m/s流速點進行第一次溯源實驗，溯源得到儀表系數k1;試驗結束后，將插入式電磁流量計從溯源管段上拆卸下來，然后在保證和第一次安裝重復性一致的情況下，將插入式電磁流量計再次安裝在溯源管道中，進行第二次溯源實驗，得到儀表系數k2;同樣方法進行第三次溯源實驗，得到儀表系數k3;最后算出平均儀表系數k，溯源數據如表4所示。     由表4可以看出，三次溯源實驗的儀表系數差別不大，重復性為0.15%，說明在相同的安裝管道、相同或相近流速和保證安裝重復性一致的條件下，插入式電磁流量計可以較好地實現對流量的準確、重復測量。
3.4插入式電磁流量計的現場校準實驗
    將實驗室溯源的儀表系數設置在插入式電磁流量計內，現場校準DN800的電磁流量計，將流速調為1.0m/s，儀表系數k設置為1.3225。首先對現場管道進行在線開孔，然后將插入式電磁流量計插入管道中，確保其探頭的安裝方位和插入深度與實驗室溯源時保持一致，最后開始在線校準，分別記錄一段時間標準流量計和被校流量計累積流量，計算示值誤差?，F場校準數據如表5所示。     由表5可以看出，在保證插入式電磁流量計現場校準和實驗室溯源安裝同等條件下，在線校準大口徑電磁流量計的誤差為－1.93%，基本滿足客戶的測量要求。
4結束語
    本文提出標準表定點量傳的方法在線校準大口徑電磁流量計，通過實驗數據分析，可得出以下結論:
    1)采用外夾式超聲波流量計作為標準表，使現場試驗的管道材質、管道口徑和流速大小與實驗室溯源條件保持一致，可提高大口徑電磁流量計在線校準精度;
    2)采用插入式流量計作為標準表，使現場試驗的管道口徑、流速大小、探頭安裝方位和插入深度與實驗室溯源時保持一致，可解決管道銹蝕和空間狹小的大口徑電磁流量計在線校準問題。