金属管转子流量计校准步骤有哪些

金属管转子流量计的校准是确保其测量精度的关键环节，通常分为实验室检定和现场校准两种情景。其核心原理是通过建立转子高度（或位置）与实际流量之间的对应关系。校准应在标准条件或已知条件下进行。

以下是标准、规范的校准步骤，尤其适用于需要出具校准报告或用于贸易结算等重要场合。现场快速验证步骤会更简化，但应以此标准流程为基础。

一、 校准前的准备

确认标准和设备：

标准器：高精度的流量标准装置，如体积管、皂膜流量计、湿式气体流量计（气体）、标准金属量器、称重法装置等。其精度等级应至少高于被校流量计精度2-3倍。

辅助设备：

稳定可靠的压力源（空压机、气瓶）或水源。

压力调节阀、针阀（用于精细调节流量）。

经校准的高精度压力表和温度计（测量流体在标准器和流量计处的实际工况）。

计时器。

必要时配备气液分离器、过滤器。

确认环境与条件：

环境温度、湿度符合校准规范要求。

将流量计安装在校准管路中，确保其前后有足够长的直管段（按说明书要求，通常前10D后5D以上），保证流体充分发展，无涡流。

系统应无泄漏。

检查与设置：

检查流量计外观无损伤，浮子运动灵活无卡阻。

对带变送器和指示器的流量计，进行电气零点检查。在无流量的情况下，其输出信号（如4mA）和指示值应对应为零。

了解流量计的基本参数：型号规格、测量范围、浮子号、浮子密度、标定介质、标定压力/温度、刻度流量等。

二、 校准步骤（以液体流量计、标准容积法为例）

核心思想：在稳定的流量下，同时测量“流过流量计的流体体积”和“流量计指示/输出值”，进行比较计算。

系统连接：

[压力源] → [稳压阀] → [压力/温度测点1] → [被校金属管转子流量计] → [流量调节阀] → [换向器] → [标准计量容器]

确保流体流向正确。

排空管路和流量计中的气泡（对液体至关重要）。

预运行：

开启系统，使流体在整个系统和流量计中循环一段时间，使温度、压力稳定，并冲刷系统。

选择校准点：

通常在流量计的量程范围内均匀选取至少5个点，包括最小流量（qmin）、最大流量（qmax）和中间3-4个点。应覆盖常用流量区间。

进行校准与数据记录：

调节流量：缓慢调节流量调节阀，使浮子稳定在第一个校准点（如qmin）的刻度线上。浮子必须稳定悬浮，无上下振荡。

测量工况参数：读取并记录此时流量计入口处的流体压力（P1）和温度（T1）。

操作标准器：

启动换向器，将流体导入标准计量容器，同时启动计时器。

当达到预定的收集时间或体积时，迅速操作换向器将流体导向旁路，同时停止计时器。收集时间应足够长，以减少计时误差。

读取标准值：读取标准计量容器收集到的流体实际体积（V_std） 和收集时间（t）。同时记录标准容器处流体的温度（T_std），用于体积修正。

读取被校表示值：记录浮子稳定时对应的刻度流量（q_ind），或记录此时流量计变送器的输出电流值/频率值。

重复测量：在每个流量点，通常重复测量3次以上，以提高可靠性。

计算与修正（关键步骤）：

计算标准器的实际体积流量：q_std = V_std / t

体积修正：由于温度变化，流体的体积会变化。如果校准介质与标定介质相同，需将q_std修正到流量计标定状态（或标准状态）下的流量。使用公式：

q_std_cal = q_std * sqrt( (ρ_std * (P1 + P_atm)) / (ρ_cal * P_atm) )（简化近似公式，用于液体，其中ρ为密度，P为压力）。

更精确的公式应参考流量计厂家提供的修正公式，或国家标准JJG 257-2007《转子流量计》检定规程。气体流量的修正更为复杂，必须考虑压力、温度、压缩因子，将其换算为标准状态（如20°C, 101.325kPa）下的体积流量。

计算误差：

示值误差：E = (q_ind - q_std_cal) / q_span * 100%（q_span为流量量程）

或引用误差：E_ref = (q_ind - q_std_cal) / q_max * 100%

或输出误差：比较实际输出电流与理论输出电流的偏差。

三、 校准后工作

绘制校准曲线：以标准器修正后的流量（q_std_cal）为横坐标，以流量计示值误差（或输出值）为纵坐标，绘制曲线。可判断线性度、重复性。

判断是否合格：将各点的误差与流量计铭牌上标注的精度等级（如1.6级、2.5级）进行比较，判断是否符合要求。

出具报告/进行调整：

如果合格：出具校准报告，记录所有数据、曲线和结论。可在流量计上粘贴校准合格标签。

如果不合格：对于可调的金属管转子流量计，可根据校准数据通过量程调整螺钉或通过变送器内部的微处理器进行量程和零点的重新标定。调整后，必须重新进行一遍校准，以确认调整有效。

恢复现场：关闭设备，断开连接，清理现场。

四、 现场快速验证（用户自查）

当不具备标准装置时，可采用以下简化方法进行近似验证，但此方法不能替代法定检定/校准：

固定点验证：选择一个稳定可控的工艺流量点。

使用便携式高精度流量计串联比对：将一台经过校准的便携式超声波流量计或涡轮流量计串联在管路中，与被校表同步读数，进行比对。

“体积/重量-时间”法：对于小流量，可向一个已知体积的容器内注入（或排出）流体，用精确的秒表计时，计算出实际平均流量，与流量计指示值比较。必须注意容器和计时带来的误差。

特别注意

介质差异：如果实际使用介质与出厂标定介质（通常是水或空气）的密度、粘度不同，必须进行介质换算修正，否则会产生巨大误差。这是金属管转子流量计使用中最常见的问题。具体修正公式需查阅厂家说明书。

气体与液体：气体校准的复杂度和要求远高于液体，务必进行温压补偿和状态换算。

对于涉及贸易结算、安全监控等强制检定领域的流量计，必须由法定计量技术机构按照国家检定规程（JJG 257）进行周期检定，用户自行校准不能作为合法依据。