热量表检测中的几点看法
热量表,也叫热能表,是一种新型的计量仪表,在我国生产和检测仅经历了 10 多年的时间,计量等级分为1 级、2 级和 3 级。目前,市级计量检定机构涉及最多的是应用于供暖使用的家用热量表,口径一般为15mm、20mm 和 25mm。从结构上可划分为叶轮式、超声波式和电磁式,其中叶轮式热量表俗称机械式热量表,成本较低,应用最广。超声波式热能表由于结构上的优势和生产成本不断降低,近年来大有后来居上之势。
热量表生产执行的行业标准为CJ128- 2007 《热量表》,由当时的建设部发布,2008 年 4 月 1 日实施;热能表检定执行的国家计量检定规程为 JJG225- 2001《热能表》,由国家质检总局发布,2002 年 3 月 1 日实施,该规程正在修订之中。
根据现行有效的热能表检定规程,检定的主要设备使用的是热水流量标准装置,从测量原理上可划分为质量法和标准表法两种,质量法以电子秤为主标准器,其装置扩展不确定度可达到 0.2%(k=2);标准表法以准确度较高、重复性较好的标准流量计为主标准器,其装置扩展不确定度可达到优于 0.5%(k=2)。由于目前我国市场上只有2 级和 3 级热量表,而且家用供暖热计量采用的一般为 3 级表,根据《热能表》检定规程规定,在装置扩展不确定度优于 0.5%(k=2)时,可以满足 2 级和 3 级热量表检定工作的开展。
由于不同生产企业制造的热水流量标准装置在管路设计、配套设备、材料选用等方面存在着一定的差别,所以在检定中作为使用计量标准的检定人员应掌握所用设备的特性和特点,以便最大限度地发挥检测设备的功能,快捷、高效、准确地完成热量表检定工作。
丹东市计量所的热量表检定工作,早在 2005 年就开始立项研究,于 2010 年底正式开展。经过多方考察和调研,所领导决定采用质量法和标准表法合一的热水流量标准装置,作为计量标准,这样做的好处是,既从准确度出发覆盖了 2、3 级热量表的检定工作,又能适应大批量的3 级家用热量表的首次检定和后续检定工作。在建标过程中,检定人员着重考察了检定装置的各项指标特性,分析结果指导厂家的调试工作。
其中以下3个方面的问题供同行参考。
1、标准表法检定时间的设定问题
在通用的流量检定中(以体积量为例),一般以满足1 分钟以上的排量为有效时间,而在热量表的行业标准和热能表的检定规程中对检定时间均没有做出说明,虽然检定时间延长,用水量加大,可以使检定结果准确度高一些,但如果一味延长检定时间,会使效率下降,检定成本加大,是不可取的。所以,我们选取一只稳定性较好的热量表,做了不同检定时间下的流量误差对比试验,即在相同的流量下分别做120 秒 、150 秒 、200秒 、300秒、600 秒、1000 秒 6 个检定时间,重复测量 10 次,根据实验结果考察计量设备流量误差稳定的时间段,取其中误差接近最长时间的最短测量时间,为此流量下日常检定首选时间。在批量检定没有检测过的热量表时,应重新复核一下,以避免不同生产厂家热量表的特性存在差别的影响,不同口径的热量表分别作出相对合理的检定时间。例如:某厂家热量表,在 2.5m3/h 流量时 200 秒、300 秒、600 秒、1000 秒,流量误差较为接近,故该表日常检定在 2.5m3/h 时,取 200 秒作为检定时间较为合理。
2、质量法与标准表法的对比实验
质量法热水流量标准装置的扩展不确定度优于标准表法,表面上看准确度应该更高一些,但由于使用质量法会受到电子秤量程的限制,尤其是常用流量的检定,不能像标准表法那样延长检定时间,只能在不超过电子秤称量范围内,采用与上述方法类似的测量,作出质量法合理的检定时间。此外检定时间的延长对实验管路和保温桶的保温效果无疑是一种考验,保温效果做的不完善,称量换算不准确,也会带来误差,所以两种方法必须进行对比。以质量法扩展不确定度 0.2%、k=2 时,标准表法扩展不确定度 0.5%、k=2 时为例,两者测量结果之差以不超过 0.4%为好。
3、质量法校准标准表法的功能实现
如前所述,由于质量法的扩展不确定度优于标准表法,所以在日常检查和标准表法期间核查时,可以使用质量法与标准表法的累积流量示值进行标准表的校准,其中电子秤需在校准前重新核查一次,但这里需要注意的是:校准时间应尽量达到或接近标准表法和质量法检定的合理时间,否则对比就没有意义。可根据校准结果合理对标准表的脉冲当量进行修正,如果修正前两者相差大于0.3%,有必要对标准表重新检定或校准。
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