硫酸銅液體流量計(jì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)有效性判別技術(shù)研究

一、 硫酸銅液體流量計(jì)使用的現(xiàn)狀
2013年開始，根據(jù)浙江省環(huán)保廳刷卡排污總量控制制度的要求，截至2016年年底作為廢水刷卡排污系統(tǒng)配套設(shè)施，硫酸銅液體流量計(jì)全省共安裝了1700余套。
我國(guó)的電磁流量計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)分為下面幾種，分別是流量計(jì)測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)、流量計(jì)檢定規(guī)程、校準(zhǔn)要求、產(chǎn)品技術(shù)要求、性能評(píng)定方法和使用方法。其中測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)是由建設(shè)部門頒布的，涵蓋了流量計(jì)的結(jié)構(gòu)、流量公式、制作、安裝、水頭測(cè)量、綜合誤差分析及維護(hù)等方面內(nèi)容；計(jì)量檢定規(guī)程和校準(zhǔn)要求分別是由計(jì)量部門頒布的，主要規(guī)定了對(duì)產(chǎn)品規(guī)格、性能、不確定度等進(jìn)行定期檢測(cè)和校準(zhǔn)，確保流量測(cè)量的不確定度在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)；環(huán)保產(chǎn)品技術(shù)要求環(huán)保部門頒布的，規(guī)定了電磁流量計(jì)的技術(shù)要求、檢驗(yàn)項(xiàng)目、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則、包裝、運(yùn)輸和貯存的要求，是流量計(jì)進(jìn)入環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域使用的門檻；性能評(píng)定方法和使用方法是由計(jì)量部門頒布的，規(guī)定了電磁流量計(jì)用于測(cè)量充滿封閉管道中導(dǎo)電液體流量的使用和性能檢測(cè)方法，涉及安裝、運(yùn)行、特性及校準(zhǔn)。這幾種技術(shù)中，測(cè)量技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是基礎(chǔ)，其他標(biāo)準(zhǔn)是保證測(cè)量準(zhǔn)確的外部質(zhì)控要求。
我國(guó)目前電磁流量計(jì)的實(shí)際使用過(guò)程中真正在實(shí)施的外部指控手段只有計(jì)量部門開展的計(jì)量檢定，周期一般為兩年或以上。由于兩次檢定期間間隔時(shí)間較長(zhǎng)，盡管管道、電磁流量計(jì)等設(shè)施一般不會(huì)產(chǎn)生大的問(wèn)題，但存在企業(yè)生產(chǎn)工況變化導(dǎo)致的排水量和水質(zhì)的變化、流量計(jì)的工作狀態(tài)的變化、流量計(jì)零點(diǎn)漂移等因素，對(duì)廢水流量監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性均會(huì)產(chǎn)生較大的影響。而環(huán)保部門在兩次檢定期間缺少對(duì)電磁流量計(jì)必要的外部質(zhì)控手段及規(guī)范，導(dǎo)致環(huán)保部門在開展自動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)有效性審核時(shí)，流量監(jiān)測(cè)結(jié)果的有效性審核至今仍然空缺。因此，在當(dāng)前的環(huán)境管理要求條件下，亟需制定符合我省的電磁流量計(jì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)有效性判別技術(shù)規(guī)定。
二、 硫酸銅液體流量計(jì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)有效性判別技術(shù)研究
2.1 電磁流量計(jì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)有效性判別技術(shù)內(nèi)容設(shè)計(jì)的基本思路
根據(jù)硫酸銅液體流量計(jì)的測(cè)量原理，研究影響該方法測(cè)量不確定度的各種因素，包括：①一次裝置安裝位置及安裝管道的規(guī)范程度；②測(cè)量精度的檢查（零點(diǎn)漂移、測(cè)試比對(duì)）；③結(jié)構(gòu)尺寸的不確定值。在充分考慮上述不確定度產(chǎn)生因素的基礎(chǔ)上，按照既抓住影響測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確性的關(guān)鍵點(diǎn)，又須簡(jiǎn)便易行，保證流量測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性的基本原則進(jìn)行簡(jiǎn)化，對(duì)檢查內(nèi)容做出設(shè)計(jì)。根據(jù)設(shè)計(jì)出的檢查技術(shù)內(nèi)容對(duì)部分安裝了電磁流量計(jì)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)開展有效性判別試點(diǎn)。
2.2 電磁流量計(jì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)有效性判別技術(shù)的基本內(nèi)容
硫酸銅液體流量計(jì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)有效性判別可以看作為計(jì)量檢定的期間核查，從現(xiàn)場(chǎng)計(jì)量檢定技術(shù)內(nèi)容、管道結(jié)構(gòu)、流量計(jì)狀態(tài)、日常運(yùn)行維護(hù)情況、生產(chǎn)工況的變化等幾個(gè)方面進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督檢查。因此本規(guī)定將工作程序分為檢查流量計(jì)檢定**及設(shè)備清單、檢查一次裝置安裝位置及安裝管道、準(zhǔn)確性試驗(yàn)、流量計(jì)運(yùn)行維護(hù)情況、數(shù)據(jù)處理情況檢查、流量的變化情況檢查。
2.2.1 檢查流量計(jì)檢定**及設(shè)備清單
檢查內(nèi)容設(shè)計(jì)：電磁流量計(jì)是否通過(guò)計(jì)量檢定是保證流量測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的前提，因此開展流量計(jì)運(yùn)行情況的監(jiān)督檢查*先要檢查流量計(jì)的現(xiàn)場(chǎng)計(jì)量檢定**。電磁流量計(jì)可以通過(guò)該項(xiàng)的檢查內(nèi)容來(lái)判斷流量計(jì)是否符合相關(guān)性能的要求。
檢查內(nèi)容：檢查流量計(jì)檢定**是否由具備流量檢定資質(zhì)的單位出具，同時(shí)檢查流量計(jì)的類型、主要參數(shù)及流量計(jì)的檢定結(jié)果?，F(xiàn)場(chǎng)檢查時(shí)，由排污企業(yè)出具流量計(jì)設(shè)備清單和流量計(jì)檢定**，再進(jìn)行如下檢查：①對(duì)照設(shè)備清單在現(xiàn)場(chǎng)逐一察看，檢查設(shè)備的完整性；②流量計(jì)檢定**的檢查內(nèi)容為：出具**的單位是否有檢定資質(zhì)；檢定**是否過(guò)期；不確定度檢定結(jié)果是否合格。
2.2.2 檢查一次裝置安裝位置及安裝管道
檢查內(nèi)容設(shè)計(jì)：根據(jù)《密閉管道中導(dǎo)電液體流量的測(cè)量電磁流量計(jì)的性能評(píng)定方法》GB/T18659-2002中要求一次裝置安裝位置的上游直管段長(zhǎng)度不小于10倍管道公稱直徑及下游直管段長(zhǎng)度不小于5倍管道公稱直徑，考慮到公稱直徑在實(shí)際測(cè)量過(guò)程中較難測(cè)試，將此處公稱直徑的要求改為外徑以便于更具可操作性，同時(shí)規(guī)定了管道外徑測(cè)量方法。
檢查內(nèi)容：采用測(cè)量精度達(dá)5mm的卷尺測(cè)量上下游直管段長(zhǎng)度及管道外徑，管道外徑應(yīng)至少測(cè)量3次，3次的測(cè)點(diǎn)平均分布在整個(gè)直管段中以測(cè)量的平均值作為*終值。
同時(shí)考慮有效性與可操作性，將《密閉管道中導(dǎo)電液體流量的測(cè)量電磁流量計(jì)的性能評(píng)定方法》GB/T18659-2002中安裝一次裝置的管路中來(lái)排除聚集在管道中氣體的措施、管道內(nèi)徑與流量計(jì)內(nèi)徑尺寸要求作為檢查內(nèi)容。
檢查安裝一次裝置的管路中有無(wú)充分的措施來(lái)排除聚集在管道中的氣體，以確保經(jīng)過(guò)流量計(jì)的廢水始終保持滿管流；檢查流量計(jì)上下游連接處的管道內(nèi)徑是否一致，且管道內(nèi)徑是否不小于流量計(jì)內(nèi)徑但不大于±3%。
2.2.3 準(zhǔn)確性試驗(yàn)
檢查內(nèi)容設(shè)計(jì)：考慮到硫酸銅液體流量計(jì)均為長(zhǎng)期運(yùn)行，現(xiàn)場(chǎng)檢查時(shí)無(wú)法暫停。通過(guò)在研究國(guó)內(nèi)外相關(guān)資料，總結(jié)近些年浙江計(jì)量技術(shù)監(jiān)督部門的現(xiàn)場(chǎng)檢定經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，根據(jù)《電磁流量計(jì)檢定規(guī)程》JJG 1033、《管道式電磁流量計(jì)在線校準(zhǔn)要求》CJ/T 364、《密閉管道中導(dǎo)電液體流量的測(cè)量電磁流量計(jì)的性能評(píng)定方法》GB/T18659-2002、《封閉管道中導(dǎo)電液體流量的測(cè)量電磁流量計(jì)的使用方法》GB/T18660-2002中的相關(guān)內(nèi)容確定了這一檢查項(xiàng)目的主要工作程序及內(nèi)容。大量的實(shí)踐也證明了其可操作性、有效性。
檢查內(nèi)容：現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)可采取以下任意一種方法。
2.3.3.1 標(biāo)準(zhǔn)表比對(duì)法
按標(biāo)準(zhǔn)表使用方法的要求（參考CJ/T 364或儀器使用說(shuō)明），將其串聯(lián)安裝在電磁流量計(jì)上游或下游的管道上進(jìn)行流量測(cè)試，連續(xù)測(cè)試不少于5分鐘，取測(cè)試平均值與同時(shí)段電磁流量計(jì)測(cè)試的平均值進(jìn)行準(zhǔn)確度計(jì)算，其相對(duì)誤差應(yīng)不大于±5%。
2.3.3.2 零點(diǎn)漂移校準(zhǔn)法
斷開傳感器勵(lì)磁線圈和轉(zhuǎn)換器之間的電纜連接，保持電*信號(hào)線的電纜連接，檢查后通電預(yù)熱15min以上。將轉(zhuǎn)換器中的參數(shù)設(shè)置恢復(fù)到正常工作狀態(tài)，持續(xù)觀測(cè)15min，每5min記錄轉(zhuǎn)換器的瞬時(shí)流量顯示值qoi。取絕對(duì)值*大的值與電磁流量計(jì)量程相比較，得到零點(diǎn)漂移δq0，零點(diǎn)漂移絕對(duì)值不大于5%。
2.2.4 檢查流量計(jì)運(yùn)行維護(hù)情況
檢查內(nèi)容設(shè)計(jì)：電磁流量計(jì)測(cè)量精度與各個(gè)測(cè)量部件的日常運(yùn)行情況密切相關(guān)，所以日常的儀器維護(hù)是確保測(cè)量精度的重要手段，而日常維護(hù)的同時(shí)要及時(shí)進(jìn)行記錄，確保數(shù)據(jù)的可溯源性。
檢查內(nèi)容：檢查流量計(jì)維護(hù)的檔案資料，并進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)查看，重點(diǎn)檢查：①流量計(jì)的日常維護(hù)是否責(zé)任到人；②流量計(jì)的日常維護(hù)檔案記錄，零點(diǎn)是否定期校準(zhǔn)。
2.2.5 檢查數(shù)據(jù)處理情況
檢查內(nèi)容設(shè)計(jì)：根據(jù)污染源自動(dòng)數(shù)據(jù)有效性審核內(nèi)容與方法中關(guān)于設(shè)備運(yùn)行率和數(shù)據(jù)傳輸率的相關(guān)要求，確定了這一檢查項(xiàng)目的主要工作程序及內(nèi)容。
檢查內(nèi)容：調(diào)閱流量計(jì)歷史數(shù)據(jù)庫(kù)，檢查流量數(shù)據(jù)的異常、缺失及處理情況，檢查流量小時(shí)數(shù)據(jù)及日?qǐng)?bào)表，計(jì)算流量數(shù)據(jù)的獲取率（正常的小時(shí)流量數(shù)據(jù)量/排污小時(shí)數(shù)），不應(yīng)小于90%。
2.2.6 檢查流量的變化情況
檢查內(nèi)容設(shè)計(jì)：考慮到電磁流量計(jì)均有一個(gè)*小測(cè)量范圍，如實(shí)際流量低于該值則測(cè)量精度將無(wú)法保證。為確保測(cè)量精度待測(cè)流量應(yīng)不小于*小測(cè)量范圍，同時(shí)流量值也不宜超過(guò)量程的100%。顯然，如果流量測(cè)量結(jié)果平均大于流量計(jì)量程的100%時(shí)，也是不合適的。
檢查內(nèi)容：隨即調(diào)取一天的歷史水量平均值，判斷該平均值是否在儀器測(cè)量量程的范圍內(nèi)。
三、 試點(diǎn)結(jié)果及結(jié)論
隨機(jī)選取了10套電磁流量計(jì)進(jìn)行有效性審核檢查試點(diǎn)，檢查結(jié)果見下表。
結(jié)果表明：①有3家通過(guò)計(jì)量檢定，6家檢定**過(guò)期，1家未進(jìn)行檢定；②安裝位置均符合要求；③4家通過(guò)準(zhǔn)確性試驗(yàn)，6家未通過(guò)準(zhǔn)確性試驗(yàn)，相對(duì)誤差分別為：-5.3%、-9.3%、-7.4%、-7.7%、-10.1%、-11%；④流量計(jì)運(yùn)行維護(hù)、數(shù)據(jù)處理情況、流量的變化情況均符合要求。
可見由于缺乏監(jiān)管，電磁流量計(jì)均存在一定的問(wèn)題。該文提出的幾個(gè)檢查內(nèi)容簡(jiǎn)單易懂、操作方便，對(duì)于完善電磁流量計(jì)有效性審核規(guī)范具有重要意義。另根據(jù)試點(diǎn)結(jié)果，同時(shí)考慮現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試時(shí)標(biāo)準(zhǔn)表計(jì)不確定的漂移，將準(zhǔn)確性試驗(yàn)要求的5%放寬為10%較為合理。

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