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    关于明渠堰槽流量计的在线校准常见计量问题

    发表时间:2020-07-29   点击次数:  技术支持:15601403222
    目前,在我国尚无明渠流量计在线校准的技术规程或规范,在新时期条件下,全国多地计量机构仍在使用 1990 年颁布的检定规程,已经不能满足多类型的明渠堰槽流量计在线检定需求。笔者通过长期在检测现场的经验积累,分析了一些较常见的计量误差,对制订符合实际情况的明渠流量计校准规范提出了自己的建议。
     
    0 引言
             众所周知,我国的社会环境污染治理问题不容回避,必须加强环境监测力度及增加相应环境监测设备,同时对各企业的环境管理体系提出更高标准的要求。国家环保部门相继发布了 HJ/T 353 - 2007、HJ/T 354 - 2007、HJ/T 355 - 2007、HJ/T 356 - 2007 等一系列规范性文件,从水污染源系统监测安装、验收、运行与考核等方面确保了企业环境监测数据上传及时和有效。
     
             这些文件与监测污水数据有关,对诸如化学需氧量 COD、总磷 TP、pH 值、氨氮 NH3 - N 等指标监测数据,从数据要求、试验过程、检验项目以及考核判定等做出了等详细规定,但是对污水流量的现场校准方法和其准确度等级没有做出详细的要求。
     
    1、概述
             明渠堰槽流量计在污水自动监测系统中,是一种比较常见的污水计量流量计。目前,国家关于明渠流量计的检定规程比较少,有 JJG 711 - 1990《明渠堰槽流量计试行检定规程》,JJG ( 水利) 004 - 2015《明渠堰槽流量计计量检定规程》、JJF (浙) 1080 - 2012《明渠流量计在线校准规范》等规范文件。由于明渠流量计的量水堰槽体积较大,安装位置相对固定,企业申报检测时都会要求明渠堰槽流量计进行现场检定,很多地方计量机构也是按照1990 年批准实施的试行检定规程开展工作。[1]
     
             关于明渠流量计在线计量规程或规范,各地方都会有不同的讨论声音,特别是浙江率先出台了地方计量技术规范,给了我们一些计量工作参考依据。同时,结合笔者自身日常工作经验,总结出明渠堰槽流量检测时的一些常见粗大误差,进一步进行深入研究现场明渠流量计在线校准工作
     
    2 常见误差分析
             明渠堰槽流量计的原理是在明渠中设置标准的量水堰槽,通过流过量水堰槽的流量与水位高度呈函数关系,根据每个型号量水堰槽的流量公式及经验值,非常终计算出流量。[2]由于 JJG 711 - 1990 上没有给出示值误差精度在多少数据内合格,行业内一般认为流量计测量精度应符合 ± 5% 范围以内。常用的明渠堰槽流量计按测量原理可分为堰法、测流槽法、电磁流量计法和速度—面积法。[3]按 照 JJG 711 - 1990 中对现场计量检定的规定,其主要的现场检定项目包括:(1)几何尺寸误差;(2)液位示值误差;(3)瞬时流量示值误差;(4)液位测量的重复性。通过大量的现场试验,我们发现造成明渠流量计粗大误差的有以下几个原因:
     
     (1)堰槽的几何尺寸误差
             主要原因有以下几方面:一是企业制造精度问题,企业发展良莠不齐,外协加工质量无法控制,企业自身生产能力限制,无法保证堰板和槽体加工精度;二是现场安装问题,很多情况由于安装施工者暴力施工操作因素,容易造成堰槽挤压安装造成尺寸误差;三是用户不按规定改造渠道,在现有不规则的渠道中安装标准的堰槽造成形变误差。 JJG 711 - 1990 中对现场检定的 20. 3 中规定:堰槽结构尺寸(宽度、长度)的不确定定值未明确给出,仅是给出了合成流量不确定度。由于在明渠流量计检定现场,首先依据以上现场堰槽几何尺寸、安装方式等原因,产生的粗大误差就已经可以判断此流量计不合格,但由于国家检定规程没有判断不合格数值依据,所以还暂时无法给出不合格判定。
     
     (2)液位示值误差
             液位示值误差主要存在以下几方面问题:一是液位计的安装场所现场条件比较差,大多数液位计没有任何遮挡,往往是污水横流、露天暴晒;二是在JJG 711 - 1990 上,没有对液位计的安装和遮挡做出要求,加上用户对液位计的安装地点和条件的认识不同,出现了明渠流量计上确实安装了液位计,但是由于每家的液位计安装位置不同,造成水位零点不统一的现象;三是液位计在读取过程中,未考虑温度、湿度影响,未进行读数修正;四是液位计水位超差,部分原因是由于安装后没有做现场零点校准造成。
     
    (3)瞬时流量示值误差
             在现场检定过程中,我们根据规程要求,在被检流量计非常大流量的(20 ~ 100)% 范围内(包括 20% 、 100% )均匀选取 5 个流量检定点,每点检测 3 次,现场工作中无论是污水处理厂还是企业的排污口都难以操作达到要求。[5]这样就存在工作矛盾,一方面按照贸易交接,污水流量计需要检定证书,另一方面,污水流量大小由于种种原因,无法正常按照检定规程要求的 5 个流量点进行调节。
     
    (4)液位测量的重复性
             重复性误差主要有以下几方面问题:一是液面的稳定程度不确定,当液面不平稳,有大量波浪、漩 涡、泡沫时,液位测量的重复性必然无法满足工作要求;二是流量计安装位置前端的行进渠道长度不满足要求,很多企业用户受现场环境条件的限制,没有条件建造足够长度的行进渠道进行整流,不符合明渠流量计的使用要求。[6]
     
    3 建议
             目前,各地计量机构检测明渠堰槽流量计的方法大同小异,基本上依据相关规范文件开展工作,但 是,我们可以发现符合现场实际情况的检定或校准方法相对而言还是不完善,可操作性差,比如对大型明渠流量计实测时,渠道宽度较大,渠道建筑不规则多变,有地方计量机构用分度值为 1mm 的钢直尺测量水位后再计算流量,完全不符合规程要求。因此,制修订符合实际情况的校准规范和研究采用有效的检测手段非常有必要。
     
             各地计量部门亟需解决的问题建议如下:(1)切合现场实际情况的检定或校准规程;(3)制订各个检定项目及相应的非常大允许误差;(3) 统一检定标准:计算水头非常佳选取方法和统一水位零点;(4)研究污水粘滞性、温/湿度对检定精度的影响;4、现场检定流量点的选择,重复性的计算方法;(4)制订流量系数的修订权限,检定合格后流量系数的管理方法。

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