เนื้อหาวันที่ : 2010-12-01 19:04:33 จำนวนผู้เข้าชมแล้ว : 17340 views

การปรับเทียบเครื่องมือวัดการไหล (Calibration of Flow Meters)

การปรับเทียบสามารถถูกแสดงได้อย่างชัดเจนว่าเป็นการเปรียบเทียบของการวัดจากเครื่องมือวัดระหว่างค่าที่ยอมรับได้ แต่ไม่ได้ถูกกำหนดความถูกต้อง กับมาตรฐานการวัดที่ทราบค่าความถูกต้อง การใช้งานเครื่องมือวัดที่ไม่ได้ถูกปรับเทียบมีความเสี่ยงที่ทำให้เกิดความไม่ถูกต้องจากการวัดและเข้าใจผิดในผลลัพธ์ที่ได้และการตัดสินใจที่ผิดพลาด

ทวิช ชูเมือง

 .

.
การปรับเทียบ (Calibration)

การปรับเทียบสามารถถูกแสดงได้อย่างชัดเจนว่าเป็นการเปรียบเทียบของการวัดจากเครื่องมือวัดระหว่างค่าที่ยอมรับได้ แต่ไม่ได้ถูกกำหนดความถูกต้อง กับมาตรฐานการวัดที่ทราบค่าความถูกต้อง การใช้งานเครื่องมือวัดที่ไม่ได้ถูกปรับเทียบมีความเสี่ยงที่ทำให้เกิดความไม่ถูกต้องจากการวัดและเข้าใจผิดในผลลัพธ์ที่ได้และการตัดสินใจที่ผิดพลาด       

.

การปรับเทียบเป็นการจัดเตรียมเพื่อความเชื่อใจในการวัดและเป็นหลักประกันได้ว่าเครื่องมือวัดมีความถูกต้องตรงความต้องการ ทำให้ผลิตภัณฑ์และกระบวนการผลิตทำงานตรงกับรายละเอียดที่กำหนดไว้ การปรับเทียบสามารถทำได้ในหลาย ๆ สถานที่ ซึ่งอาจดำเนินการโดยผู้ใช้งาน ผู้ผลิต หรือห้องปฏิบัติการ

.

การปรับเทียบ เป็นความสัมพันธ์ระหว่างค่าที่อ่านได้จากเครื่องมือวัด และค่าที่อ่านได้จากระบบมาตรฐาน
มาตรฐาน เป็นค่าที่วัดได้ ถูกแสดงในรูปจำนวนค่าที่ใช้เป็นค่าอ้างอิง

.

วิธีวัดการไหล ไม่ใช่การทำงานหรือกระบวนการปรับเทียบเครื่องมือวัดเพียงอย่างเดียว การวัดจำนวนของไหลขึ้นอยู่กับการจัดทำพื้นฐานของจำนวนที่ถูกวัดและตัวแปรต่าง ๆ ที่มีอิทธิพลต่อการวัด นอกเหนือจากนั้นแล้วเครื่องมือวัดการไหลต้องมีการปรับเทียบให้มีความสามารถในการวัดได้ตลอดย่านของอัตราการไหลที่ใช้งาน   

.

ซึ่งรวมไปถึงการให้ข้อกำหนดของการทำงานที่มาพร้อมกันเพื่อเตรียมการปรับเทียบ (Calibration) เนื่องจากคุณสมบัติของไหลและตัวแปรที่มีอิทธิพลต่าง ๆ ดังเช่นความดัน, อุณหภูมิและความหนืด ซึ่งจะส่งผลกระทบต่อสมรรถนะของเครื่องมือวัดการไหล การปรับเทียบเป็นการดำเนินการภายใต้เงื่อนไขที่กำหนดและต้องมีการแสดงเงื่อนไขที่ต้องการนี้

.

ดังที่กล่าวไว้แล้วว่า การปรับเทียบไม่ใช่การทำงานที่แท้จริงของการวัดจำนวนการไหล แต่เป็นการเปรียบเทียบค่าการไหลที่อ่านได้จากการวัดระหว่างอุปกรณ์ที่ถูกปรับเทียบกับระบบหรืออุปกรณ์มาตรฐาน การเปรียบเทียบนี้เป็นความสัมพันธ์ระหว่างการวัดจากเครื่องมือวัดการไหลและจากระบบมาตรฐานที่ถูกจัดทำขึ้น

.

การเปรียบเทียบจะถูกดำเนินการในระหว่างช่วงเวลาการปรับเทียบกับระบบมาตรฐานโดยระบบมาตรฐานประกอบไปด้วยอุปกรณ์ต่าง ๆ อาทิเช่น ระบบปั๊ม, ท่อ, ของไหล, เครื่องมือวัด, การวัดจำนวนอ้างอิง, การคำนวณและผู้ปฏิบัติการ ทั้งหมดรวมกันเป็นการวัดจำนวนของไหลที่ผ่านเครื่องมือวัดที่ถูกปรับเทียบ ของไหลมีการไหลเป็นแบบไดนามิกและเครื่องมือวัดเกือบทั้งหมดที่มีใช้งานจะมีผลกระทบจากสภาวะหรือเงื่อนไขที่นำไปใช้งาน       

.

ในทางปฏิบัติแล้วเป็นไปไม่ได้เลยที่จะมีระบบมาตรฐานที่สามารถถูกจัดทำขึ้นให้เหมือนภายใต้สภาวะที่เครื่องมือวัดถูกนำไปใช้งานจริง สำหรับการใช้งานจริงแล้วเครื่องมือวัดการไหลมีผลกระทบมาจากตัวแปรต่าง ๆ จากกระบวนการผลิต มีดังนี้

.

* อุณหภูมิ (Temperature)
* ความหนืด (Viscosity)
* รูปแบบการไหล (Flow Profile)
* อัตราการไหลที่ผันผวนและการไหลเป็นจังหวะ (Pulsations) 

.

นอกจากนั้นแล้วยังมีผลกระทบมาจากสิ่งแวดล้อมภายนอก, การสั่นสะเทือน, ความเครียดจากอุณหภูมิของอุปกรณ์ที่แตกต่างกันก็จะมีผลกระทบที่แตกต่างกันด้วย สามารถแสดงตัวอย่างตัวแปรที่มีผลกระทบต่อการวัดการไหลด้วย Coriolis Flow Meter ได้ดังรูปที่ 1

.

รูปที่ 1 ตัวแปรที่มีผลกระทบต่อการวัดการไหลด้วย Coriolis Flow Meter

.

เนื่องจากการปรับเทียบเป็นการเปรียบเทียบระหว่างการวัดจากเครื่องมือวัดการไหลและค่าที่ได้จากระบบมาตรฐาน ผลลัพธ์จากความสัมพันธ์ระหว่างกันจะเป็นที่เงื่อนไขที่กำหนดและต้องดำเนินการประเมินส่วนอื่น ๆ ของส่วนเกี่ยวข้องกับการใช้งานจริง การเลือกระบบมาตรฐานเป็นรูปแบบใดนั้นจะเป็นการตกลงกันหรือยอมรับได้ว่าเป็นสภาวะหรือเงื่อนไขจำลองของการใช้งานที่เหมือนมากที่สุดหรือเป็นไปได้ในทางปฏิบัติ

.

นอกจากนั้นแล้วระบบมาตรฐานที่เลือกใช้ต้องมีความเหมาะสมกับสมรรถนะและคุณลักษณะของเครื่องมือวัดการไหลที่จะถูกทดสอบและให้ผลลัพธ์ที่ได้ตรงกับความต้องการ

.
อัตรา, จำนวน และ เวลา (Rate, Quantity and Time)

กลไกหรือชิ้นส่วน (Mechanism) ของเครื่องมือวัดการไหลให้ค่าที่อ่านได้เป็นค่าการไหลที่เป็นแบบไดนามิก (Dynamic) จากการตอบสนองของเซนเซอร์ในตัวเครื่องมือวัดต่อของไหลที่มีการไหลผ่านตัวเซนเซอร์เพื่อทำการเปลี่ยนค่าการไหลไปเป็นสัญญาณเอาต์พุตที่มีความสัมพันธ์กับอัตราการไหลหรือจำนวนที่ผ่านตัวเซนเซอร์

.

เห็นได้อย่างชัดเจนว่าการวัดอัตราการไหลและค่าจำนวนการไหลนั้นเป็นความสัมพันธ์ของช่วงเวลาระหว่างเวลาที่จำนวนการไหลที่ต้องการนั้นถูกวัด ในทางปฏิบัติผู้ใช้งานมีการคาดหวังที่แตกต่างกันของผลลัพธ์ที่ได้จากการปรับเทียบ ในการจัดทำความสัมพันธ์เป็นเรื่องสำคัญมากเกี่ยวกับเวลาตอบสนองของอุปกรณ์ในวิธีการปรับเทียบ

.

การตอบสนองต่อเวลาเป็นเหตุผลโดยตรงสำหรับเครื่องมือวัดแบบกลไก (Mechanical Meter) ส่วนที่เชื่อมต่อระหว่างการไหลและส่วนแสดงผลเมื่อมีการไหลเปลี่ยนแปลงผ่านเครื่องมือวัด การแสดงผลสามารถแสดงได้ทั้งในแบบภาพและถูกกำหนดในรูปของแรงกระตุ้นและการเคลื่อนไหวภายในของเครื่องมือวัด

.

ถ้าเครื่องมือวัดการไหลนั้นมีการติดตั้งอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เข้ากับกลไกนี้ หรือบางครั้งถูกรวมเป็นชุดเดียวกับส่วนของเครื่องมือวัดการไหล บางครั้งความสัมพันธ์นี้อาจมีความยากในการแสดงรายละเอียดที่ชัดเจน ดังตัวอย่าง เครื่องมือวัดการไหลแบบ Positive Displacement นำไปใช้กับของเหลวที่มีการตอบสนองค่อนข้างเร็วในการเปลี่ยนแปลงอัตราการไหล

.

ในเหตุการณ์ที่มีการเปลี่ยนแปลงทันทีทันใด ดังเช่น การไหลหยุด, แกนหมุนหยุดและตัวบันทึกค่าหยุด ถ้าตัวกำเนิดพัลส์มีความเหมาะสม เมื่อการไหลหยุดตัวกำเนิดพัลส์จะต้องหยุดในเวลาเดียวกัน แต่ตัวนับความถี่จะไม่เป็นไปตามนี้จนกว่าจะจบวงรอบการวัด ซึ่งอาจจะเป็น 1 วินาทีหรือ 10 วินาที ในช่วงระยะเวลานั้น ตัวอ่านค่าสะสม (Totaliser) จะอ่านค่าจำนวนรวมได้อย่างถูกต้อง          

.

แต่ตัวแสดงค่าอัตราการไหลจะไม่แสดงค่าอัตราการไหลที่ถูกต้อง การปรับปรุงสามารถทำโดยให้จำนวนพัลส์ถูกแบ่งมาตราส่วนโดยไมโครโปรเซสเซอร์และทำการคำนวณสัญญาณเอาต์พุตไปเป็นจำนวนการไหล แก้ไขให้ถูกต้องด้วยค่าอุณหภูมิและให้สัญญาณเอาต์พุตที่เป็นสัดส่วนกับพัลส์เอาต์พุต, 

.

สัญญาณกระแสมิลลิแอมป์, สัญญาณเอาต์พุตเป็นจำนวนและอัตราการไหล สัญญาณเอาต์พุตเหล่านี้จะมีการตอบสนองต่อเวลาที่แตกต่างกันและจะล่าช้าจากการเปลี่ยนแปลงอัตราการไหลเป็นเวลาเท่ากับการประมวลผล ในกรณีการล่าช้าถึงแม้ว่าจะมีเวลายาวนาน อาจจะกระทบต่อการหน่วงสัญญาณเอาต์พุตต่อค่าที่วัดได้จริง การหน่วงเหล่านี้สามารถไม่ถูกพิจารณาได้ ถ้าวิธีการปรับเทียบไม่ได้ถูกเลือกใช้ให้ตอบสนองต่อเหตุการณ์ที่เกิดขึ้น

.

เทคโนโลยีใหม่ ๆ ในเครื่องมือวัดการไหล ดังเช่น Coriolis Meter, Electromagnetic หรือ Ultrasonic Meter ส่วนใหญ่แล้วสัญญาณเอาต์พุตจะมีพื้นฐานจากการประมวลผลด้วยไมโครโปรเซสเซอร์และการปรับตั้งค่าตัวแปรต่าง ๆ มีความสำคัญต่อค่าการไหลที่ได้ เช่น ค่าเฉลี่ย, ค่าการหน่วง, จุด Cut-off เป็นต้น นอกจากนั้นการทำความเข้าใจและคำจำกัดความของการตอบสนองต่อเวลาจะขาดเสียไม่ได้ในขั้นตอนการปรับเทียบ

.

อุปกรณ์บางชนิดอาจมีการตอบสนองไม่เหมาะสมกับเวลาภายในจุดที่ทำการปรับเทียบ, การอ่านค่าซ้ำที่ไม่ดี (Poor Repeatability) หรือการเบี่ยงเบนจากการปรับเทียบอาจจะพบเห็นได้ ซึ่งผลกระทบเหล่านี้อาจไม่เกิดขึ้นในการใช้งานจริง

.
Resolution

ถึงแม้จะเห็นได้อย่างชัดเจนว่าความละเอียดในการวัดของอุปกรณ์ต้องมีความเหมาะสมเพียงพอ เพื่อทำให้การปรับเทียบเหมาะสมกับค่าความถูกต้องที่ต้องการ เพื่อให้ได้ตรงจุดความต้องการนั้น ระบบมาตรฐานต้องสามารถวัดของไหลได้อย่างละเอียดเพียงพอ เพื่อให้เหมาะสมกับความละเอียดและค่าความถูกต้องของอุปกรณ์ ดังตัวอย่าง ถ้าเครื่องมือวัดการไหลมีความละเอียดเป็น 1 ลิตร ระบบมาตรฐานที่ใช้ในการปรับเทียบต้องมีปริมาณที่มากกว่า 1000 ลิตรเพื่อให้ได้ค่าความถูกต้องเป็น 0.1 เปอร์เซ็นต์

.

โดยทั่วไปในอุตสาหกรรมน้ำมันต้องการปริมาณมากกว่า 10000 ลิตร เพื่อให้แน่ใจว่าเครื่องมือวัดในระบบมาตรฐานมีความละเอียดของค่าความถูกต้องเป็น 0.01 เปอร์เซ็นต์ ความต้องการความละเอียดจะประมาณให้ใช้เท่ากับเครื่องมือวัดที่มีสัญญาณเอาต์พุตพัลส์และแบบอะนาลอก ในกรณีของแบบอะนาลอกนั้นผลกระทบจากการสุ่มตัวอย่างและค่าเฉลี่ยต้องถูกพิจารณาให้เป็นไปตามความละเอียดของเครื่องมือวัด

.

ความสำคัญของ Calibration Fluid และ Conditions    

คุณสมบัติของไหล (Fluid Properties)

เครื่องมือวัดการไหลเป็นการทำปฏิกิริยาของทรานสดิวเซอร์ในตัวเครื่องมือวัดกับการไหลที่ผ่าน ซึ่งธรรมชาติของปฏิกิริยานี้จะมีผลกระทบมาจากคุณสมบัติของไหลหรือการกระจายความเร็วการไหลที่ผ่านตัวเครื่องมือวัด การเปลี่ยนแปลงปฏิกิริยาเหล่านี้มีผลทำให้มีความผันแปรในทรานสดิวเซอร์ต่อค่าความถูกต้องของจำนวนการไหลที่วัดได้ ความรุนแรงของความผิดพลาดมีความแตกต่างกันสำหรับเครื่องมือวัดและของไหลที่แตกต่างกัน

.

ด้วยเหตุผลนี้จึงต้องพิจารณาระบบที่ใช้ในการปรับเทียบโดยใช้ของไหลและระบบท่อให้เหมือนกับที่เครื่องมือวัดทำงานอยู่หรือถูกติดตั้งจริง บ่อยครั้งเป็นไปไม่ค่อยได้และต้องมีการจัดทำให้เหมาะสมทางธุรกิจหรือด้านค่าใช้จ่าย ทางเลือกของการปรับเทียบจะอยู่บนพื้นฐานจากการใช้งานจริงของเครื่องมือวัด   

.

ความต้องการด้านค่าความถูกต้องและสมรรถนะที่คาดหวังจากชนิดเครื่องมือวัด ดังตัวอย่าง แผ่นออริฟิส สมรรถนะที่สามารถยอมรับได้มีความเกี่ยวข้องกับค่า Reynolds Number การปรับเทียบยินยอมให้สามารถดำเนินการกับของไหลที่แตกต่างจากการใช้งานจริงได้

.

จากเหตุผลนี้อาจยินยอมให้ใช้ของเหลวในการปรับเทียบสำหรับเครื่องมือวัดที่นำไปใช้กับก๊าซ โดยการจัดเตรียม Reynolds Number ให้มีค่าเดียวกัน

.

สำหรับเครื่องมือวัดชนิดอื่น ๆ ดังเช่น Turbine Meters มีความต้องการในเครื่องมือวัดไฮโดรคาร์บอน การเลือกของเหลวในการปรับเทียบเป็นสิ่งสำคัญ Turbine Meters มีความไวต่อความหนืด เพราะฉะนั้นจึงเป็นสิ่งสำคัญในการปรับเทียบเครื่องมือวัดชนิดนี้ โดยใช้ของเหลวเหมือนกับที่นำไปใช้งาน (หรือตัวแทน) ถ้าเป็นไปได้

.

ด้วยเหตุผลนี้ เครื่องมือวัดเกี่ยวกับการซื้อขาย (Fiscal Meter) สำหรับผลิตภัณฑ์น้ำมันบ่อยครั้งจึงถูกดำเนินการปรับเทียบในบริเวณใช้งานโดยการใช้ Pipe Plover ลักษณะการปรับเทียบที่บริเวณใช้งานสำหรับการวัดเพื่อการซื้อขาย แสดงตัวอย่างได้ดังรูปที่ 2

.

รูปที่ 2 การติดตั้ง Simple Turbine Flow Meter [3]

.

ส่วนเครื่องมือวัดก๊าซ บ่อยครั้งใช้อากาศเป็นของไหลในการปรับเทียบด้วยเหตุผลทางด้านความปลอดภัย ถ้าใช้ก๊าซที่แตกต่างกันไป สมรรถนะที่เกี่ยวข้องกับ Reynolds Number ต้องเตรียมการให้มีความสัมพันธ์ที่ดีสำหรับย่านการวัดที่กว้าง

.

แต่อาจเป็นข้อยกเว้นสำหรับ Variable Area Flow Meter และ Thermal Flow Meter บางชนิด ถ้าความหนืดของก๊าซมีค่าแตกต่างจากอากาศ อาจมีผลกระทบต่อสมรรถนะของเครื่องมือวัดแบบ Positive Displacement และในกรณีนี้การปรับเทียบควรดำเนินการโดยใช้ก๊าซที่จะใช้งานจริง

.

คุณสมบัติของไหลเช่น ความหนาแน่น, อุณหภูมิ, ค่าความนำไฟฟ้า และความดัน อาจต้องถูกพิจารณาเมื่อมีการถอดเครื่องมือวัดออกมาทำการปรับเทียบภายนอก

.
รูปแบบการไหล (Flow Profile)

เมื่อของไหลผ่านไปตามท่อ การกระจายความเร็วการไหลมีความผันแปรขึ้นอยู่กับขนาดท่อ, ความขรุขระของผิวท่อและค่า Reynolds Number ของไหล การเปลี่ยนแปลงรูปแบบท่อจากทางตรงไปเป็นรูปแบบอื่น ๆ จะทำให้รูปแบบการไหลผันแปรไปรุนแรงมาก ตัวอย่างรูปแบบท่อ ดังเช่น ข้องอ, วาล์ว, ข้องอ 2 ครั้ง

.

ทำให้เกิดการกระจายความเร็วของไหลที่ไม่สมมาตรและบางครั้งทำให้เกิดการหมุนวน ดังนั้นการที่ของไหลที่มีความเร็วผันแปรไปจะทำปฏิกิริยากับทรานสดิวเซอร์สามารถเป็นไปได้อย่างสูง ผลกระทบของรูปแบบความเร็วการไหลเหล่านี้ต้องถูกพิจารณาในการปรับเทียบ

.

ระบบการปรับเทียบเกือบทั้งหมดต้องมีการจัดเตรียมท่อทางตรงที่เหมาะสม ทั้งทางด้านหน้าและด้านหลังของเครื่องมือวัดการไหล หรือติดตั้งร่วมกับ Flow Straightener เพื่อให้รูปแบบการไหลมีสภาวะใกล้เคียงกับอุดมคติมากที่สุด เพื่อให้เหมาะสมกับชนิดของเครื่องมือวัดที่จะถูกปรับเทียบ แสดงตัวอย่าง Flow Straightener ได้ดังรูปที่ 3

.

รูปที่ 3 Tube Bundle Flow Straightener

.

ในการใช้งานต้องจำไว้ว่าตลอดความยาวของท่อในระบบต้องเตรียมการให้มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางเท่ากับขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางทางเข้าตัวเครื่องมือวัด และต้องไม่มีการเปลี่ยนขนาดหรือการเชื่อมที่ไม่ได้แนวและการติดตั้งปะเก็นหรือข้อต่อที่ยื่นเข้าไปในท่อ ซึ่งจะไปรบกวนกระแสการไหล

.

* Traceability, Accuracy and Uncertainty
* Traceability หรือความสามารถการติดตาม หมายถึงคุณสมบัติผลลัพธ์ของการวัดด้วยวิธีที่มันสามารถเป็นความสัมพันธ์ไปยังการอ้างอิงที่แสดงไว้อย่างความต่อเนื่องไม่ขาดตอนของการเปรียบเทียบกับความไม่แน่นอนที่แสดงไว้โดยปกติเป็นมาตรฐานภายในประเทศหรือต่างประเทศ

.

* Accuracy หรือความถูกต้อง หมายถึงการเข้าใกล้ของความตกลงระหว่างผลลัพธ์ของการวัดและค่าจริงจากการวัด
* Uncertainty หรือความไม่แน่นอน หมายถึงตัวแปรที่เกี่ยวข้องกับผลลัพธ์ของการวัด ซึ่งคุณลักษณะการกระจายของค่าที่วัดมีเหตุผลถือว่าเป็นค่าที่วัดได้

.

* จากที่ได้กล่าวไปแล้วในหัวข้อที่ผ่านมา การปรับเทียบเป็นการดำเนินการวัดการไหลเพื่อนำไปเปรียบเทียบกันระหว่างค่าการไหลที่อ่านได้จากอุปกรณ์กับค่าการไหลจากระบบมาตรฐาน จึงมีความจำเป็นที่ต้องพิจารณาว่าคุณสมบัติต่าง ๆ ที่ต้องการในระบบมาตรฐาน ประการแรกและเป็นสิ่งสำคัญนั่นคือ มาตรฐานต้องมีการวัดหน่วยเดียวกับอุปกรณ์     

.

ในการดำเนินการเปรียบเทียบจะไม่สามารถเปรียบเทียบสัญญาณเอาต์พุตที่มีหน่วยการวัดเป็นแบบมวลกับปริมาณในถังได้ โดยไม่มีการวัดความหนาแน่นของไหล ในการวัดการไหลมาตรฐานเป็นระบบที่ประกอบไปด้วย การวัดจำนวนและการวัดองค์ประกอบของสภาวะของไหล, คุณสมบัติและตัวแปรที่สำคัญ เวลาก็จะต้องมีการวัดในการแสดงให้เห็นอัตราการไหล

.

มีการโต้เถียงกันในการใช้คำว่า ความถูกต้อง (Accuracy) ในงานปรับเทียบ เนื่องจากมีความหมายน้อยทางวิทยาศาสตร์และหลายฝ่ายชอบอ้างเหตุผลว่าการเรียกชื่อไม่มีที่ในการแลกเปลี่ยนความเห็น     

.

อย่างไรก็ตามในทางปฏิบัติแล้ว ความถูกต้อง เป็นชื่อที่ผู้ใช้งานทั้งหมดใช้อ้างถึงและสามารถเป็นประโยชน์อย่างมากในการแสดงค่าที่คาดหวังและเป็นรายละเอียดทั่วไปที่สามารถเข้าใจได้ดี ความถูกต้องเป็นชื่อในเชิงคุณภาพและจำนวนที่เกี่ยวข้อง ค่าความถูกต้องถูกใช้เป็นเจตนาของความคิดและถูกใช้สำหรับแสดงออกทางวัตถุประสงค์โดยเฉพาะ

.

คุณสมบัติอย่างอื่นของมาตรฐานคือว่าต้องมีความสามารถในการแสดงความเชื่อมั่นไปยังการวัดซ้ำว่าค่าที่วัดได้มีความไว้เนื้อเชื่อใจได้ ในการทำแบบนี้การวัดทั้งหมดต้องแสดงให้เห็นว่ามีความสามารถการติดตามไปยังการวัดที่ระดับสูงกว่าและท้ายที่สุดเป็นไปตามมาตรฐานในประเทศและระหว่างประเทศ คำจำกัดความที่ให้ไว้อาจแตกต่างกันและแสดงขั้นตอนโดยซึ่งการวัดสามารถถูกแสดงไปยังขั้นตอนการปรับเทียบที่มาตรฐานระดับสูงขึ้น

.

การปรับเทียบควรถูกคาดหวังว่าความไม่แน่นอนของแต่ละการปรับเทียบมีค่าสูงขึ้นในทางที่ควรจะมีความไม่แน่นอนน้อยลงในแต่ละขั้นตอน ต้องจำไว้ว่าการเตรียมการหรือกล่าวอ้างความสามารถการติดตาม ทำให้ไม่มีการแสดงเกี่ยวกับคุณภาพหรือความไม่แน่นอนของการปรับเทียบครั้งสุดท้าย และสำหรับการปรับเทียบที่ถูกรับรองเป็นความเพียงความพึงพอใจในมุมมองหนึ่งของความต้องการด้านคุณภาพ

.

การแสดงความเห็นอย่างถูกต้องของความถูกต้อง สำหรับมาตรฐานหรือการปรับเทียบ เป็นความไม่แน่นอนที่ต้องมีการแสดงความไม่แน่นอน ทำให้มั่นใจว่าผลการคำนวณที่ได้อยู่ในขอบเขตที่กำหนด ค่าของขอบเขตและความมั่นใจอาจเปลี่ยนแปลงได้ 

.

ทุก ๆ มาตรฐานจะต้องถูกประเมินสำหรับความไม่แน่นอนของผลการคำนวณของจำนวนที่ถูกวัด ในความเป็นจริงแล้วต้องเป็นผลลัพธ์ของการปรับเทียบที่ได้จากมาตรฐาน

.

ความไม่แน่นอนถูกอ้างถึงสำหรับการปรับเทียบหรือมาตรฐานจะเป็นการถูกประเมินจากรายละเอียดการทดสอบของอุปกรณ์ทุกชิ้นในระบบ โดยใช้รายละเอียดของระบบหรือจากประวัติการใช้งาน เป็นการแสดงโดยเฉพาะเจาะจงสำหรับตัวแปรอะไรก็ตามที่ความไม่แน่นอนมีการอ้างถึง ซึ่งอาจเป็นจำนวนที่ถูกวัดโดยมาตรฐานหรือจำนวนที่ผ่านเครื่องมือวัดการไหล

.

ความกดดันไม่ได้อยู่ที่ค่าความไม่แน่นอนของผลลัพธ์ที่ได้จากการปรับเทียบ แต่เป็นความละเอียด (Resolution) ของเครื่องมือวัด, ตัวแปรที่มีอิทธิพลและสุดท้ายเป็นการอ่านซ้ำ (Repeatability) และความเป็นเชิงเส้น (Linearity) ของผลลัพธ์จากการปรับเทียบ ซึ่งต้องถูกรวมเข้าไปในการเตรียมการสำหรับการปรับเทียบความไม่แน่นอนของการวัด

.

จุดประสงค์ของการปรับเทียบเป็นการเตรียมอุปกรณ์หนึ่งเพื่อการประเมินผลของความไม่แน่นอนที่เกี่ยวข้องจากเครื่องมือวัดในการใช้งานจริง ความรับผิดชอบที่คงเหลือสำหรับผู้ใช้งานเป็นการใช้ความไม่แน่นอนจากการปรับเทียบไปพร้อมกับความเข้าใจการใช้งานเครื่องมือวัดในสภาวะจริงเปรียบเทียบกับสภาวะในการปรับเทียบ ในการจัดเตรียมความไม่แน่นอนในผลลัพธ์สุดท้ายนี้ ต้องจำไว้ว่าความผิดพลาดที่แสดงในผลลัพธ์จากการปรับเทียบต้องยอมรับได้

.

ผลลัพธ์ของการปรับเทียบควรมีการแสดงความไม่แน่นอนและควรเป็นการแสดงบนใบรับรองผลลัพธ์ การแสดงต้องชัดเจนและไม่คลุมเครือว่ามีอะไรถูกรวมเข้าไปบ้างและผลลัพธ์ที่ถูกอ้างอิง ความไม่แน่นอนสามารถถูกแสดงอยู่บนใบรับรองที่เป็นความไม่แน่นอนของจำนวนที่ถูกวัด (การไหลปริมาณหรือมวล) หรือความไม่แน่นอนคาดคะเนจากเครื่องมือวัดของจำนวนการวัด

.

ความไม่แน่นอนของสมการพร้อมกับข้อมูลอาจถูกรวมเข้าไป ซึ่งอาจรวมไปถึงสมรรถนะของเครื่องมือวัดในช่วงการปรับเทียบ ความไม่แน่นอนจะไม่รวมการคาดคะเนของความไม่แน่นอนที่เวลาแตกต่างกันหรือสภาวะที่แตกต่างกัน

.

ในการกำหนดความไม่แน่นอนที่ต้องการของมาตรฐานที่เกี่ยวข้องกับเครื่องมือวัดในระบบมาตรฐาน มีคำแนะนำทั่วไปว่าระบบมาตรฐานที่จะนำมาใช้เป็นตัวอ้างอิงควรจะมีความไม่แน่นอนน้อยกว่า 10 เท่าของความต้องการสำหรับอุปกรณ์ที่ถูกปรับเทียบ ถึงแม้ว่าหลักการที่ถูกแนะนำนี้เป็นหลักการที่ดีสำหรับการนำไปใช้เป็นบรรทัดฐานในการปรับเทียบ     

.

แต่บ่อยครั้งเป็นไปไม่ได้ในทางปฏิบัติสำหรับการวัดการไหลที่จะทำได้ เนื่องจากเป็นความถูกต้องสูงมากจากการคาดหวังจากเครื่องมือวัดการไหล สำหรับการใช้งานทั่วไประบบมาตรฐานมีความไม่แน่นอนของตัวแปรต่ำกว่า 3 เท่าของความต้องการอาจจะสามารถทำได้

.

ในบางสถานการณ์สำหรับงานทดสอบหรือการปรับเทียบแบบ In-Situ ความไม่แน่นอนของตัวอ้างอิงหรือมาตรฐานอาจจะแย่กว่าความไม่แน่นอนที่คาดหวังของตัวเครื่องมือวัด ความไม่แน่นอนที่ทำได้ของการปรับเทียบใด ๆ จึงมีค่ามากกว่าตัวอ้างอิงหรือมาตรฐานที่ใช้

.

ดังนั้นความไม่แน่นอนของการวัดในท้ายสุดก็จะมีค่าสูงกว่าระดับที่ถูกคาดหวังก่อนทำการปรับเทียบ เมื่อกรณีเกิดขึ้นการปรับเทียบอาจจะใช้เป็นข้อดีในการแสดงรายละเอียดเช่นเดียวกับการตรวจสอบ ดังเช่นผลลัพธ์ที่ถูกใช้ในการยืนยันเครื่องมือวัดการทำงานอยู่ภายในรายละเอียดที่กำหนด

.
การรับรอง (Accreditation)

การรับรองเป็นกระบวนการที่ผ่านห้องปฏิบัติการปรับเทียบ เพื่อให้แน่ใจว่าผลลัพธ์ที่ถูกเตรียมการไปยังลูกค้าตรงกับมาตรฐานของการคาดหวังในขอบเขตของการทำงาน การรับรองเป็นกระบวนการโดยอุปกรณ์, วิธีการทางเทคนิค, สัญญา, คุณภาพของผลลัพธ์ที่ถูกทดสอบ เพื่อให้ลูกค้ามีความเชื่อมั่นในการจัดส่งผลลัพธ์สุดท้าย พูดได้อย่างชัดเจนว่าการรับรองอาจถูกดำเนินการโดยห้องปฏิบัติการ

.

แต่ทางปฏิบัติทั่วไปถูกดำเนินการโดยบริษัทที่สาม (Thirst Party) หรือลูกค้า ก่อนจะทำสัญญาว่าจ้างงาน ลูกค้าอาจรับรองห้องปฏิบัติการโดยการตรวจสอบวิธีการทำงานของห้องปฏิบัติการ ถ้าจุดประสงค์นี้ถูกดำเนินการโดยลูกค้า ไม่ใช่เรื่องทั่วไปที่จะยินยอมให้ห้องปฏิบัติการแจ้งไปยังลูกค้ารายอื่น ๆ ของการรับรองนี้ ซึ่งอาจทำให้ลูกค้าเหล่านั้นมีการยอมรับผลลัพธ์ด้วยความเชื่อมั่นที่สูง

.

โดยการที่ไม่ได้มีการใช้ขั้นตอนการรับรองของตัวเอง เพื่อหลีกเลี่ยงการรับรองหลาย ๆ ทาง โดยที่มีรายละเอียดแตกต่างกัน ซึ่งอาจต้องใช้การรับรองจากบริษัทที่สาม ปกติแล้วจะถูกเตรียมการโดยการรับรองระดับภายในประเทศว่าจะรับรองห้องทดลองที่มาตรฐานที่กำหนด ห้องปฏิบัติการปรับเทียบในปัจจุบันถูกรับรองโดยมาตรฐาน ISO 17025 ข้อตกลงระหว่างรัฐบาลถูกจัดทำขึ้นเพื่อยินยอมให้การรับรองที่มีในประเทศที่แตกต่างกันให้เป็นไปตามมาตรฐานระหว่างประเทศ

.
การรายงานผลลัพธ์

รายงานผลลัพธ์ของการปรับเทียบ ต้องมีความเข้าใจกับธรรมชาติของสัญญาณเอาต์พุตจากเครื่องมือวัด การไหลว่าอาจจะแสดงค่าอัตราการไหลหรือปริมาณในจำนวนที่แตกต่างกัน อาจมีระบบแสดงค่าด้วยกลไกหรือทางอิเล็กทรอนิกส์ที่แสดงค่าจำนวนหรืออัตราการไหล หรือจำนวนพัลส์เอาต์พุตทางอิเล็กทรอนิกส์, ความถี่หรือกระแส เอาต์พุตอาจจะเป็นรูปแบบความดันแตกต่าง  

.

เมื่อเอาต์พุตหรือระบบแสดงผลบนพื้นฐานของอัตราการไหล (เช่น ความถี่, อัตราการไหล, ความดันแตกต่างหรือกระแส) ค่าสัญญาณเอาต์พุตต้องอ่านได้ง่ายและเป็นค่าเฉลี่ยของทุกจุดที่ทำการปรับเทียบ ถ้าเอาต์พุตของจำนวนที่ไหลผ่านเป็นจำนวนพัลส์หรือแสดงค่าของจำนวน ค่าที่อ่านจากหน่วยแสดงผลต้องมีการเปรียบเทียบกับจำนวนของไหลที่ถูกวัดโดยระบบมาตรฐาน ถ้าเป็นการแสดงผลที่มองเห็นได้ ค่าการไหลที่ชัดเจนต้องถูกหยุดเพื่ออ่านค่าที่แสดงผล 

 .

แต่ค่าสัญญาณเอาต์พุตเป็นสัญญาณไฟฟ้าสามารถเกิดขึ้นพร้อมกับการวัดจากระบบมาตรฐาน ทางเลือกอื่นเป็นการใช้สัญญาณอิเล็กทรอนิกส์ผ่านการสื่อสารแบบอนุกรมหรือ FieldBus ที่เป็นทางเลือกที่แตกต่างของเอาต์พุตอาจมีให้เลือกใช้ รวมไปถึงหน่วยแสดงผลของพัลส์หรือมิลลิแอมป์ สัญญาณเอาต์พุตชนิดนี้โดยปกติไม่สามารถทำให้เป็นจังหวะเดียวกับมาตรฐานและต้องมีการระมัดระวังในระหว่างเวลาประมวลผลในระบบ

 .

ผลลัพธ์ของการปรับเทียบโดยปกติจะเป็นตารางแสดงการวัดจากมาตรฐานและจากอุปกรณ์ ตัวแปรที่สำคัญและข้อมูลดิบที่มีให้จะเปลี่ยนแปลงขึ้นอยู่กับรายละเอียดการปรับเทียบ ค่าที่อ่านได้จากเครื่องมือวัดและมาตรฐานไม่ใช่ทางที่ใช้ประโยชน์ในการแปลงไปเป็นผลลัพธ์ของการปรับเทียบ  

 .

นั่นหมายความว่าปกติแล้วต้องมีการคำนวณบ้างจากตัวแปรที่แตกต่างกัน ค่าสมรรถนะที่แสดงค่านี้สามารถใช้ในการแสดงผลลัพธ์ในลักษณะซึ่งสะท้อนให้เห็นถึงสมรรถนะของเครื่องมือวัดตลอดย่านการไหลและทำให้ผู้ใช้งานเก็บค่าสัญญาณเอาต์พุตไว้ใช้ในอนาคต

 .
การแสดงสมรรถนะที่แตกต่างกันโดยปกติจะใช้เป็นดังนี้
K-Factor

K-Factor จะถูกใช้สำหรับเครื่องมือวัดที่มีสัญญาณเอาต์พุตเป็นพัลส์ที่เป็นสัดส่วนกับจำนวนที่ผ่าน K-Factor จะถูกแสดงในรูปแบบพัลส์ต่อจำนวน เช่น Pulse/m3, Pulse/kg เป็นต้น

 .
Factor

เมื่อพื้นฐานอัตราการไหลสามารถหาได้ เช่น อัตราการไหล, แรงดันไฟฟ้า, ความถี่, กระแสไฟฟ้า Factor ของเครื่องมือวัดอาจจะถูกคำนวณเป็นดังนี้

     

เมื่อ  F = Factor ของเครื่องมือวัด
        Q = อัตราการไหล
         V = ปริมาณ
         i = ค่ากำหนดจากอุปกรณ์ 
         s = ค่ากำหนดจากมาตรฐาน  

 .

Error
     เป็นค่าที่แตกต่างระหว่างค่าที่แสดงและค่าที่ถูกกำหนดโดยมาตรฐาน ค่า Error จะถูกหารด้วยค่ากำหนดจากมาตรฐานโดยปกติถูกใช้และแสดงในรูปของเปอร์เซ็นต์ ดังนี้

 .
            
 .

เป็นเรื่องสำคัญเสมอในการกำหนดสมการนี้ เนื่องจากอุตสาหกรรมบางแห่งใช้แบบแผนที่แตกต่างกันที่ระบุเป็นแบบ Inverse หรือ Negative Error ซึ่งพื้นฐานบนค่ามาตรฐานลบจากค่าที่ถูกแสดงผล

 .

Error สามารถถูกกำหนดสำหรับเครื่องมือวัดร่วมกับสัญญาณเอาต์พุตที่เป็นพัลส์, ความถี่, แรงดันไฟฟ้าหรือกระแสไฟฟ้า ในกรณีค่าที่ถูกแสดงถูกกำหนดจากเอาต์พุตที่อ่านได้และความสัมพันธ์ที่กำหนดไว้ล่วงหน้าระหว่างค่าเอาต์พุตและจำนวนที่เท่ากันหรืออัตราการไหล

 .

กรณีตัวอย่างอาจจะสันนิฐานว่า สัญญาณกระแส 20 มิลลิแอมป์มีค่าการไหลเป็น 10 ลิตรต่อวินาทีและสัญญาณกระแส 4 มิลลิแอมป์มีค่าการไหลเป็น 0 ลิตรต่อวินาที ค่า Q ควรจะถูกคำนวณจากการวัดกระแสและความสัมพันธ์เชิงเส้น แสดงตัวอย่างรายงานการปรับเทียบได้ดังรูปที่ 4

 .

รูปที่ 4 ตัวอย่างรายงานจากการปรับเทียบ  

 .
Discharge Coefficient (C)

สำหรับเครื่องมือวัดความดันแตกต่างประเภทต่าง ๆ ดังเช่น แผ่นออริฟิสและ Nozzle ค่า C จะต้องถูกกำหนด ค่า C เป็นอัตราส่วนของการไหลจริงกับการไหลทางทฤษฏี อย่างไรก็ตามการไหลทางทฤษฏีถูกกำหนดโดยการสันนิษฐานว่าพื้นที่เล็กที่สุดของการไหลมีค่าเท่ากับพื้นที่รูของแผ่นออริฟิส

 .

อัตราส่วนค่า C ที่ถูกคำนวณมีค่าเปลี่ยนแปลงจาก 0.5 ถึง 1 โดยจะขึ้นอยู่กับอุปกรณ์ ตัวอย่าง แผ่นออริฟิสจะมีค่า C มากกว่า 0.6 และ Nozzle มีค่าระหว่าง 0.9 และ 1 ค่า C มีค่าค่อนข้างคงที่ สำหรับอุปกรณ์ที่นิยมใช้มีการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยตลอดย่านการไหล

 .
Flow Rate

การแสดงค่าสมรรถนะของอุปกรณ์จะถูกแสดงตามย่านการไหล อัตราการไหลที่วัดได้จากเครื่องมือวัดปกติถูกแสดงในรูปของจำนวนต่อหน่วยเวลา ร่วมกับหน่วยที่เลือกให้เหมาะสมกับการใช้งาน ทางเลือกตัวแปรการไหลพื้นฐานที่ซับซ้อนอาจจะถูกนำมาใช้ ดังเช่น Reynolds Number ซึ่งสามารถแสดงกราฟสมรรถนะโดยทั่วไปโดยรายงานสำหรับความหนืดและความหนาแน่น

 .
ความถี่การปรับเทียบ

คำถามทั่วไปที่เกี่ยวข้องกับการปรับเทียบจะเป็นคำถามว่า ต้องมีการปรับเทียบบ่อยครั้งเพียงใด ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญ เนื่องด้วยการปรับเทียบสามารถเป็นการดำเนินการที่มีค่าใช้จ่ายสูง แต่เครื่องมือวัดที่มีการอ่านค่าถูกต้องสามารถมีค่าใช้จ่ายที่สูงกว่า   

 .

อาจจะโชคไม่ดีที่ไม่มีคำตอบที่ถูกต้องสำหรับคำถามนี้ คำตอบอาจง่ายสำหรับในบางการใช้งาน บริษัทที่สามหรือมาตรฐานจะกำหนดความถี่ในการปรับเทียบสำหรับการใช้งาน เกือบทั้งหมดผู้ใช้งานต้องตรวจสอบและกำหนดเหตุผลของตนเอง สำหรับปรับระยะเวลาในการปรับเทียบ

 .

การตัดสินใจค่อนข้างซับซ้อนและจะอยู่บนพื้นฐานของจำนวนตัวแปร หลักฐานในการกำหนดระยะเวลาการปรับเทียบเป็นการทำให้ความเสี่ยงน้อยที่สุดของค่าที่อ่านได้จากเครื่องมือวัดไม่ถูกต้อง ทำให้มีผลกระทบอย่างรุนแรงต่อกระบวนการผลิต

 .

ดังตัวอย่าง น้ำมันดิบที่มีอัตราการไหลสูง มีสิ่งที่น่าสนใจทางภาษีที่สูง มูลค่าของผลิตภัณฑ์สูง, ความเสี่ยงต่อความเสียหายของเครื่องมือวัดสูงจะต้องการปรับเทียบทุก ๆ สัปดาห์, ในทางกลับกันระบบการวัดน้ำเสียด้วย Venturi อาจต้องมีการตรวจสอบเป็น 5 ปีครั้ง, การปรับเทียบเครื่องมือวัดความดันแตกต่างทุก ๆ ปีหรือสำหรับการปรับเทียบแบบไม่มีการไหล,

 .

ความเสี่ยงของเครื่องมือวัดความดันต่อการเปลี่ยนแปลงสิ่งแวดล้อม, ความเสี่ยงต่อสิ่งสกปรกของตัวกลาง, มูลค่าผลิตภัณฑ์ต่ำ และค่าใช้จ่ายของการปรับเทียบการไหล มีข้อห้ามเกี่ยวกับความเสี่ยงของการเปลี่ยนแปลงค่า Discharge Coefficient

 .

ผลกระทบจากตัวแปรอื่น ๆ อาจถูกตัดสินใจบนพื้นฐานของประวัติการใช้งานเครื่องมือวัด ถูกแสดงโดยการเก็บบันทึกการปรับเทียบที่ผ่านมาและการเปรียบเทียบของการวัดภายในกระบวนการ ถ้ากระบวนการผลิตหยุดเพื่อซ่อมบำรุงจะทำให้การปรับเครื่องมือวัดมีค่าใช้จ่ายต่ำกว่าการกำหนดให้หยุดทำงาน ผู้ใช้งานอาจกำหนดให้ตรงกับความต้องการของบริษัทที่สาม

 .
ค่าใช้จ่ายและรายละเอียด

ห้องปฏิบัติการเตรียมการปรับเทียบเครื่องมือวัดการไหลชนิดเดียวเท่านั้นและมีข้อจำกัดขนาดเครื่องมือวัดที่สามารถปรับเทียบได้ที่ค่าใช้จ่ายต่ำ ๆ ห้องทดลองที่ครอบคลุมเครื่องมือวัดทุกชนิดและหลายขนาดและหลายของไหลจะมีค่าใช้จ่ายค่อนข้างสูง

 .

ความไม่แน่นอนต่ำจะมีค่าใช้จ่ายสูงเหมือนกับมีจำนวนจุดทดสอบมาก ถึงแม้ว่าจำนวนจุดทดสอบน้อยไม่ได้ทำให้ราคาลดลงเป็นสัดส่วน เนื่องจากต้องดำเนินการจัดเตรียมเครื่องมือวัดและทำรายงานเหมือนกัน ความสามารถในการดำเนินการได้หลายขนาดอาจทำให้ขนาดเล็ก ๆ มีค่าใช้จ่ายลดลง

 .

ความไม่แน่นอนต่ำจะมีค่าใช้จ่ายสูงเหมือนกับมีจำนวนจุดทดสอบมาก ถึงแม้ว่าจำนวนจุดทดสอบน้อยไม่ได้ทำให้ราคาลดลงเป็นสัดส่วน เนื่องจากต้องดำเนินการจัดเตรียมเครื่องมือวัดและทำรายงานเหมือนกัน ความสามารถในการดำเนินการได้หลายขนาดอาจทำให้ขนาดเล็ก ๆ มีค่าใช้จ่ายลดลง

 .
ตารางที่ 1 รายละเอียดความต้องการจากผู้ใช้งาน

 .

รายการตรวจสอบตามตารางที่ 1 แสดงข้อมูลที่ต้องการเมื่อต้องการปรับเทียบ มีความต้องการตั้งแต่ การติดต่อข้อมูลบุคลากร ไปยังขนาดเครื่องมือวัด, ชนิดของไหล, รายละเอียดการทดสอบ, จุดต่อและระบบท่อเป็นชิ้นส่วนที่สำคัญที่จะอนุญาตให้สามารถติดตั้งเครื่องมือวัดที่ต้องการทดสอบได้

 .
วิธีการปรับเทียบ

จำนวนวิธีการและระบบที่ใช้ในการปรับเทียบเครื่องมือวัดการไหลค่อนข้างเฉพาะเจาะจง ถึงแม้ว่าจะมีหลักการที่เหมือนกัน แต่มีความแตกต่างระหว่างวิธีการของเหลวและก๊าซ

 .

ความแตกต่างหลัก 2 ประการสำหรับวิธีการวัดของไหลที่เป็นของเหลวและก๊าซ เป็นดังนี้ ประการแรกของเหลวสามารถบรรจุอยู่ในภาชนะเปิดได้ ขณะที่ก๊าซต้องอยู่ในภาชนะปิด นอกเหนือจากนั้นแล้วก๊าซมีความสามารถอัดตัวได้สูงมากกว่าของเหลวในทางปฏิบัติ อาจถูกสันนิฐานว่าไม่สามารถอัดตัวได้ ด้วยเหตุนี้เป็นสิ่งสำคัญสำหรับการปรับเทียบในก๊าซและของเหลวและสำหรับเหตุผลนี้ต้องมีการพิจารณาที่แยกออกจากกันไป

 .

การปรับเทียบสำหรับของเหลว

Liquid Collection Methods

คุณลักษณะหนึ่งสำหรับของไหลที่เป็นของเหลวคือสามารถถูกบรรจุอยู่ในถังเปิดได้ ถึงแม้ว่าของเหลวบางชนิดอาจจะระเหยเป็นไอได้อย่างรวดเร็วหรือมีอันตรายก็ตาม ซึ่งในการใช้งานต้องมีการป้องกันไว้ก่อนอย่างเหมาะสม จากผลลัพธ์ดังกล่าวมาตรฐานการปรับเทียบโดยปกติเป็นชนิด Bucket และ Stopwatch  

 .
โดย Bucket จะเป็นถังเก็บ ซึ่งถูกชั่งน้ำหนักหรือรู้ปริมาณ ขณะที่ชนิด Stopwatch เป็นวิธีการจับเวลาที่มีการไหลใส่ลงในถังเก็บ การปรับเทียบแบบอยู่กับที่ (Static) ขึ้นอยู่บนพื้นฐานของการเก็บของเหลวในถังเก็บและทำการหาจำนวนโดยวิธีอยู่กับที่ 
 .

สำหรับวิธีการแบบไดนามิก (Dynamic) มีความพยายามในการจัดทำขึ้นเพื่อวัดจำนวนแบบไดนามิก

Standing Start and Stop Method

วิธีการนี้โดยทั่วไปนิยมใช้สำหรับเครื่องมือวัดจำนวนของเหลว โดยเฉพาะอย่างยิ่งเครื่องมือวัดสำหรับการทำงานเป็นช่วง (Batch) วิธีการ Standing Start and Stop เป็นวิธีการที่ง่ายและสามารถถูกนำไปใช้สำหรับการปรับเทียบที่ต้องการค่าความถูกต้องทั้งสูงและต่ำ การทำงานโดยระบบการไหลจะถูกบรรจุลงในถัง ต้องมีการไล่ด้วยอากาศและวัดอัตราการไหลที่ต้องการ  

 .

หลังจากนั้นการไหลจะถูกหยุดโดยใช้วาล์วที่ปิดอย่างรวดเร็ว เมื่อมีการปล่อยของเหลวออกจากถังเก็บจนหมด วาล์วปล่อยทิ้งจะถูกปิด ก็จะเริ่มต้นการไหลและบรรจุลงในถังเก็บอีกครั้งหนึ่ง เมื่อของไหลเข้าสู่ถังเก็บจนเต็มแล้วการไหลก็จะหยุด จำนวนของไหลที่ถูกเก็บอยู่ในถังจะถูกวัดและเปรียบเทียบกับค่าการไหลที่อ่านได้จากเครื่องมือวัด การจับเวลาในการบรรจุของไหลไปยังถังจะทำให้ได้อัตราการไหลในขณะบรรจุของไหลลงถัง สามารถแสดงได้ดังรูปที่ 5

 .

รูปที่ 5 วิธีการ Standing Start and Stop

 .

การทำงานของวิธีการนี้ต้องมีการดำเนินการให้ตรงกับบรรทัดฐานเป็นดังนี้
* ประการแรกระบบปั๊มและวงจรการไหลต้องมีการเตรียมการและออกแบบเพื่อทำให้การไหลผ่านเครื่องมือวัด โดยสามารถหยุดการไหลได้และไม่ทำให้ปั๊มหรือระบบท่อเสียหาย โดยปกติต้องมีการติดตั้งระบบ Bypass

 .

* ประการที่สองต้องไม่มีอากาศค้างอยู่ในระบบท่อ ซึ่งอาจจะมีอยู่ในจุดที่ไม่มีการเคลื่อนไหวหรือข้อต่อตัวที ซึ่งจะทำให้เกิดการแกว่งตัวของค่าการไหลที่อ่านได้ เมื่อการไหลหยุด เป็นสาเหตุทำให้เครื่องมือวัดอ่านค่าไม่ถูกต้อง
 การควบคุมการไหลต้องมีการปิดและเปิดอย่างรวดเร็ว

 .

เมื่อต้องการลดความผิดพลาดเวลาขาขึ้น (Rise Time) และขาลง (Fall Time) ให้ต่ำที่สุดในทางปฏิบัติ การหยุดอย่างรวดเร็วจะทำให้เกิดความดันการแกว่งตัวและ Water Hammer สิ่งเหล่านี้อาจทำให้ลดลงได้โดย ปิดวาล์วจนกระทั่งถึงจุดที่ยอมรับได้

 .

วาล์วต้องมีเวลาปิดและเปิดที่เท่ากัน เครื่องมือวัดที่จะนำมาปรับเทียบกับวิธีการนี้จะต้องมีเวลาการตอบสนองเร็วต่อการวัด เพื่อให้เหมาะสมกับเวลาในการปิดและเปิดการไหล เวลาในการทดสอบต้องนานเพียงพอสำหรับการปรับเทียบ กับในช่วงการเพิ่มความเร็วและลดความเร็ว เพื่อทำให้ไม่ส่งผลกระทบต่อความผิดพลาด สามารถแสดงความแตกต่างของค่าการไหลที่อ่านได้จากเครื่องมือวัดที่มีการตอบสนองต่างกัน ได้ดังรูปที่ 6

 .

รูปที่ 6 ช่วงเวลาการปิดเปิด

 .

จากรูปที่ 6 เป็นการแสดงผลกระทบของการตอบสนองจากเครื่องมือวัด 2 ชนิด ที่เป็นแบบไมโครโปรเซสเซอร์หรือแบบอิเล็กทรอนิกส์ เมื่อเซนเซอร์หยุดทำงานอย่างรวดเร็ว แต่ระบบอิเล็กทรอนิกส์ต้องใช้เวลาในการติดตามเวลาจริง เครื่องมือวัดอีกตัวหนึ่งเป็นแบบดั่งเดิม (Conventional) ซึ่งมีเวลาในการตอบสนองช้าต่อการเปลี่ยนแปลงของการไหล เครื่องมือวัดหลายชนิดในปัจจุบันจะมีเวลาในการตอบสนองต่อการไหลค่อนข้างเร็ว

 .

เนื่องจากระดับของเหลวในถังเก็บด้านหลังของวาล์วปิดเปิดในระบบท่ออาจเปลี่ยนแปลงเนื่องจาก การเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วของการไหล ต้องมีการจัดทำให้ระดับมีค่าคงที่

 .

เป็นไปไม่ได้บ่อยนักที่จะทำให้ได้ความถูกต้องสูงสำหรับการปรับเทียบด้วยวิธีการนี้กับเวลาการทดสอบที่น้อยกว่า 60 วินาที และสำหรับการไหลจำนวนมากกับวาล์วที่ทำงานช้า อาจจะต้องการเวลาการทำงานที่นานขึ้น อาจจะใช้เวลาในการในการเปิดวาล์วจับเวลาการบรรจุลงถังและเป็นตัวเริ่มต้นสำหรับนับพัลส์ปิดและเปิด

 .

จากที่กล่าวมาทั้งหมดเป็นวิธีการปรับเทียบที่อยู่บนพื้นฐานเกี่ยวกับการวัดโดยน้ำหนัก ถ้ามีการใช้ถังปริมาณจะเป็นการบรรจุการไหลจากด้านล่างและเวลาการปิดวาล์วจะช้า เพื่อให้แน่ใจว่าระดับของไหลในถังถึงจุดที่ต้องการวัด

 .
Flying Start and Finish Method

ในบางครั้งวิธีการปรับเทียบแบบนี้จะถูกเรียกว่า วิธีเปลี่ยนทาง (Diverter Method) วิธีการนี้การไหลที่ผ่านเครื่องมือวัดจะไม่หยุดเหมือนวิธีที่ผ่านมา แต่การไหลจะถูกเปลี่ยนทิศทางให้ไหลกลับไปยังระบบและถังเก็บ ตัวเปลี่ยนทางจะต้องมีกลไกส่งสัญญาณไปปิดเปิดตัวจับเวลาและตัวนับ ซึ่งจะเป็นเวลาที่บรรจุของไหลลงถังและนับพัลส์จากอุปกรณ์เครื่องมือวัดที่ถูกทดสอบ แสดงได้ดังรูปที่ 7

 .

รูปที่ 7 วิธีเปลี่ยนทาง

 .

ส่วนหลักของวิธีนี้ที่ทำให้การวัดมีความถูกต้องเป็นการแยกส่วนระหว่างของไหลที่กลับไปยังระบบกับของไหลที่ไปยังถังเก็บ ควรจะสมบูรณ์โดยไม่มีการเปลี่ยนอัตราการไหลผ่านอุปกรณ์ ด้วยเหตุผลนี้การไหลไปยังตัวเปลี่ยนทาง โดยปกติทำเป็นสภาวะการสร้างการไหลพุ่งออกมาบาง ๆ ยาวไปบนแผ่นแยก ซึ่งจะถูกเปิดออกสู่บรรยากาศ เพื่อให้แน่ใจว่าไม่มีการเปลี่ยนความดันเกิดขึ้น

 .

ซึ่งอาจจะทำให้การไหลเปลี่ยนแปลง เมื่อทำการเปลี่ยนทาง กลไกเปลี่ยนทางถูกทำงานเร็วที่สุดเท่าที่เป็นไปได้ เพื่อลดความผิดพลาดด้านเวลาให้น้อยที่สุด ถ้ามีการออกแบบระบบการเปลี่ยนทางที่ดี เวลาการทดสอบสามารถลดลงได้ไปที่ 30 วินาที การทำงานของตัวเปลี่ยนทางต้องน้อยกว่า 0.5 วินาที ความไม่แน่นอนหลัก ๆ มาจากความผิดพลาดทางเวลาแสดงได้ดังรูปที่ 8

 .

รูปที่ 8 ไดอะแกรมความผิดพลาดทางเวลา

 .

จากรูปที่ 8 เป็นการแสดงไดอะแกรม Hydraulic Center ของตัวเปลี่ยนทางที่หาได้โดยการปรับเทียบ เครื่องมือวัดที่มีจำนวนอ้างอิงสูงที่อัตราการไหลคงที่ โดยการใช้เวลาในการเปลี่ยนทางทั้งสั้นและยาว ความแตกต่างระหว่างการปรับเทียบโดยใช้การเปลี่ยนทางสั้นและใช้การเปลี่ยนทางยาว เป็นการกำหนดความผิดพลาดของเวลา   

 .

ตัวเซนเซอร์เวลาถูกเคลื่อนที่จนกระทั่งความแตกต่างระหว่างจุดปรับเทียบมีค่าน้อยที่สุด ต้องมีการทำซ้ำที่ค่าอัตราการไหลที่แตกต่างกันและเป็นตำแหน่งที่ดีที่ยอมรับได้ การกระจายที่ตกค้างและความแตกต่างระหว่างการปรับเทียบแบบการเบี่ยงเบนยาวและสั้น ทำให้ความไม่แน่นอนขึ้นอยู่กับความผิดพลาดของเวลา 

 .

วิธีเปลี่ยนทางถูกนำไปใช้งานหลักสำหรับเครื่องมือวัดที่มีการตอบสนองต่อเวลาช้าและเมื่ออัตราการไหลในการวัดหลักมากกว่าจำนวนที่ผ่าน สำหรับเครื่องมือวัดที่ใช้การมองเห็นไม่สามารถถูกปรับเทียบด้วยวิธีนี้

 .

วาล์วแบบสามทางสามารถใช้เป็นตัวเปลี่ยนทาง บางครั้งอาจทำให้เกิดความดันเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วที่จุดตัดและความแตกต่างของความดันด้านหลังในทั้ง 2 ตำแหน่ง โดยปกติจะไม่ถูกใช้สำหรับระบบที่มีความถูกต้องสูง

 .
Dynamic Methods

วิธีการนี้ไม่ใช่เป็นเทคนิคเฉพาะสำหรับการไหลต่อเนื่อง แต่ยังสามารถวัดจำนวนโดยไม่ต้องหยุดการไหลที่ผ่านตัวเครื่องมือวัด

 .

วิธีอยู่กับที่จากที่ได้แสดงรายละเอียดไปแล้วจากหัวข้อที่ผ่านมา สามารถปรับเปลี่ยนให้เป็นแบบวิธีไดนามิก โดยการเปลี่ยนน้ำหนักหรือปริมาณในถังเก็บสามารถถูกตรวจจับและใช้เป็นตัวกระตุ้น การวัดจุดทดสอบของเวลาและเอาต์พุตของเครื่องมือวัด การไหลที่เกิดขึ้นจากการปล่อยของเหลวออกจากถังเก็บใช้เป็นจุดเริ่มต้นทดสอบ   

 .

การปิดจุดปล่อยทิ้งและเพิ่มระดับหรือการเพิ่มน้ำหนักที่ถูกตรวจจับและถูกใช้เริ่มต้นของจุดทดสอบ โดยการเริ่มเดินตัวจับเวลาและอ่านค่าจากเครื่องมือวัด เมื่อถังเก็บเต็มและหลังจากสัญญาณได้ถูกส่งออกไปหยุดการเก็บข้อมูล จุดปล่อยทิ้งของถังเปิดและถังจะเริ่มว่างเปล่า ท่อปล่อยทิ้งต้องมีขนาดใหญ่เพียงพอที่อนุญาตให้การไหลผ่านอย่างเต็มที่เมื่อเปิดออก

 .

ถึงแม้ว่ามีข้อยกเว้นต่างๆของเทคนิคนี้ ที่จริงๆแล้วถูกใช้สำหรับการปรับเทียบที่ความถูกต้องต่ำๆ ดังเช่นค่าการอ่านซ้ำโดยปกติต้องดีกว่า 1 เปอร์เซ็นต์ วิธีการนี้บางครั้งถูกใช้สำหรับถังขนาดใหญ่ในพื้นที่ใช้งานที่ใช้เวลาในการทดสอบนาน สามารถมีเหตุผลความถูกต้องสำหรับการปรับเทียบแบบ In-Situ หรือการตรวจสอบของเครื่องมือวัด

 .

สำหรับวิธี Dynamic แบบอื่นรวมไปถึงการใช้เครื่องมือวัดอ้างอิง, Pipe Prover หรืออุปกรณ์อ้างอิงแบบอื่นดังเช่น เครื่องมือวัดแบบ Nozzle หรือ Insertion จะแสดงรายละเอียดในหัวข้อต่อไป

 .
Measurement Method

มีหลักการพื้นฐาน 2 แบบที่ถูกใช้ในการวัดจำนวนของเหลวในถังเก็บ สามารถหาปริมาณของเหลวหรือมวลได้

 .
Gravimetric Calibrators

เครื่องมือวัดการไหลสามารถถูกปรับเทียบเกี่ยวกับน้ำหนัก โดยน้ำหนักของจำนวนของเหลวที่เก็บอยู่ในถัง โดยถังจะถูกชั่งในสภาวะที่ว่างเปล่าเทียบกับตอนของเหลวเต็มถังและคำนวณความแตกต่าง ทำให้ทราบน้ำหนัก (ในอากาศ) ของเหลวที่ถูกเก็บไว้

 .

เนื่องจากจำนวนที่ถูกเก็บไว้ต้องถูกแสดงในรูปมวล หลังจากนั้นเปลี่ยนไปเป็นปริมาณ น้ำหนักที่ถูกเก็บไว้ต้องมีการทำให้ถูกต้องสำหรับผลกระทบของการลอยตัวของอากาศ (Air Buoyancy) เครื่องชั่งน้ำหนักถูกปรับเทียบโดยใช้น้ำหนักที่มีความหนาแน่น 800 kg/m3 และของเหลวที่ถูกเก็บไว้มีค่าความหนาแน่นที่แตกต่างกันมาก อากาศในถังจะมีผลกระทบที่มีความหมาย ผลกระทบประมาณ 0.1 เปอร์เซ็นต์ของน้ำโดยมีสมการเป็นดังนี้

 .
     
 .

เมื่อ M    = Mass
        W   = Measured weight
        air = Density of Air
        f   = Density of Fluid
        w  = Density of Calibration Weights (8000 kg/m3)

 .

จากสมการจำนวนในวงเล็บใหญ่เป็น Buoyancy Correction Factor และสมการถูกกำหนดเบื้องต้นและให้เป็นค่าคงที่ ในการใช้งานบางประเภทไม่ต้องการความถูกต้องสูง

 .

การหาค่าปริมาณ โดยใช้มวลที่เก็บไว้หารด้วยความหนาแน่น โดยความหนาแน่นจะถูกกำหนดที่เครื่องมือวัดการไหลที่จะให้ปริมาณการไหลผ่าน ความหนาแน่นสามารถถูกวัดได้โดยใช้ เครื่องมือวัดความหนาแน่น (Densitometer) แต่บ่อยครั้งถูกคำนวณมาจากอุณหภูมิและความดันที่เครื่องมือวัด และคุณสมบัติของไหลที่ทราบค่า ถ้ามีการใช้เครื่องมือวัดความหนาแน่น ความแตกต่างในอุณหภูมิระหว่างเครื่องมือวัดความหนาแน่นและเครื่องมือวัดการไหลต้องมีค่าที่ยอมรับได้

 .

เครื่องมือวัดน้ำหนักที่ถูกใช้ต้องถูกปรับเทียบ โดยใช้มาตรฐานของมวลที่ยอมรับได้ ปกติแล้วตาชั่งแบบยกได้ที่มีลูกตุ้ม เป็นการวัดน้ำหนักที่มีความถูกต้องสูง ในขณะที่ระบบอิเล็กทรอนิกส์แบบ Force Balance จะมีค่าสมรรถนะที่ดีพร้อมกับสัญญาณเอาต์พุตทางไฟฟ้า ระบบ Gyroscopic Weighting จะให้ความละเอียดที่ดี

 .

แต่บางครั้งเกินกว่าความต้องการของการวัดการไหล เมื่อควบรวมความไม่แน่นอนของความหนาแน่น, ความไม่แน่นอนสามารถทำได้ถึง 0.03 เปอร์เซ็นต์ เทคนิคการวัดน้ำหนักแบบ Strain Gauge อาจถูกนำมาใช้ แต่จะไม่สามารถทำค่าความไม่แน่นอนได้ดีกว่า 0.1 เปอร์เซ็นต์

 .
Volumetric Calibrators

การวัดจำนวนของไหลที่เก็บไว้ อาจจะถูกหาได้ในรูปปริมาณ โดยการเก็บของเหลวในถังเก็บที่รู้ปริมาณ ในวิธีการปรับเทียบแบบปริมาณ (Volumetric Calibrators) ถังมาตรฐานถูกนำมาเป็นถังเก็บที่ถูกปรับเทียบด้วยปริมาณ โดยทั่วไปจะเป็นหลอดวัด (Pipette) ที่ปลายเป็นกรวย สำหรับใช้ปล่อยทิ้งและลดความเสี่ยงของอากาศที่ค้างอยู่ ช่วงคอของหลอดวัดจะติดตั้ง Sight Glass และมีสเกลในหน่วยปริมาณ แสดงได้ดังรูปที่ 9

 .

รูปที่ 9 Volumetric Calibrators

 .

ถังไม่ได้เป็นอุปกรณ์หลักของการปรับเทียบและต้องมีการหาปริมาณโดยการปรับเทียบ ปริมาณสามารถคำนวณโดยใช้น้ำหนักของน้ำที่เก็บอยู่ในถังหรือสำหรับถังใหญ่ดำเนินการโดยใช้การวัดปริมาณขนาดเล็ก ซึ่งเป็นการติดตามได้โดยตัวเองไปยังมาตรฐานประจำชาติโดยวิธีชั่งน้ำหนัก

 .

ระบบการวัดปริมาณ โดยทั่วไปถูกใช้กับวิธี Standing Start and Finish เนื่องจากมีการยากในการเปลี่ยนทางการไหลไปยังถัง เทคนิคนี้มีค่าการอ่านซ้ำที่สูง แต่มีความสามารถการติดตามที่ต่ำ ปริมาณถังถูกแสดงที่อุณหภูมิอ้างอิง (ปกติที่ 15 หรือ 20 องศาเซลเซียส) แต่ต้องมีการใส่ตัวแปรของการขยายตัวของวัสดุถัง         

 .

ถ้าของเหลวมีการเกาะติดผนังถัง เวลาการปล่อยทิ้งเป็นสิ่งที่สำคัญ (หลังจากที่ถังว่างเปล่า) แต่ละถังต้องถูกปรับเทียบเวลาการปล่อยทิ้งและต้องมีการคงไว้ ด้วยเหตุผลนี้ของเหลวที่มีความหนืดสูงกว่า 10 cSt เริ่มทำให้เกิดปัญหา ทั้งความถูกต้องและการอ่านซ้ำ เนื่องจากไม่สามารถคาดเดาจำนวนของเหลวที่เกาะอยู่ตามผนังถัง 

 .

สำหรับวิธีการปรับเทียบแบบปริมาณเกือบทั้งหมด จำนวนการแก้ไขและระเบียบแบบแผนต้องถูกปฏิบัติตาม เนื่องจากเป็นส่วนเพิ่มและลดของมาตรฐานทั้งสองและอุปกรณ์ที่จะถูกปรับเทียบ การขยายและการลดการไหลระหว่างมาตรฐานและเครื่องมือวัดต้องมีการแสดงให้เห็น การขยายตัวเนื่องจากอุณหภูมิเป็นสิ่งสำคัญ แต่การขยายในระบบความดันต้องมีการบันทึกไว้

 .

ถังปริมาณอ้างอิงและ Pipe Prover มีปริมาณที่ถูกกำหนดที่อุณหภูมิและความดันอ้างอิง ปกติอุณหภูมิอ้างอิงอยู่ที่ 15 หรือ 20 องศาเซลเซียส จุดอ้างอิงอื่น ๆ สามารถกำหนดได้ สำหรับจุดประสงค์พิเศษเพื่อลดขนาดของการแก้ไข (Size of Correction) ในทำนองเดียวกันความดันอ้างอิงโดยปกติเป็นความดันบรรยากาศ (1.01325 BarA) ปริมาณมาตรฐานหรือปริมาณพื้นฐานจะทำการวัดอย่างไรและกำหนดเป็นขอบเขตของเอกสารนี้ และเป็นการเตรียมสำหรับจุดเริ่มต้นของการปรับเทียบ   

 .

ถังบรรจุในมาตรฐานที่อุณหภูมิของมาตรฐานในช่วงการปรับเทียบไม่ใช่เป็นปริมาณพื้นฐาน มันเป็นปริมาณพื้นฐานถูกเพิ่มขึ้นหรือลดลงโดยการขยายตัวของวัสดุจากมาตรฐาน ตามที่ถังบรรจุทำให้เกิดปริมาณ มันเป็นปริมาณขยายตัวของวัสดุที่ใช้ สมการพื้นฐานเป็นดังนี้

 .
       
 .
เมื่อ Vs = ปริมาณที่บรรจุ 
        = การขยายตัวเชิงเส้นของวัสดุที่ทำถัง
       ts  = อุณหภูมิมาตรฐาน
        tr  = อุณหภูมิอ้างอิง
 .

ในการกำหนดปริมาณของไหล ซึ่งผ่านเครื่องมือวัดการไหลไปยังมาตรฐาน การขยายตัวของไหล เนื่องจากความแตกต่างของอุณหภูมิถูกคำนวณโดย

     

เมื่อ   V = ปริมาณที่ผ่านเครื่องมือวัด
          = การขยายปริมาตรของไหล
         ts  = อุณหภูมิมาตรฐาน
         tm = อุณหภูมิเครื่องมือวัด

 .

ในทำนองเดียวกันต้องมีการใส่ตัวแปรเพื่อแก้ไขความถูกต้องสำหรับความดัน ต้องจำไว้ว่าอย่างไรก็ตาม ถังปริมาณจะเป็นถังความดันบรรยากาศ บางครั้งพบว่าในทางปฏิบัติส่วนใหญ่ลดปริมาณของทุกสิ่งไปยังจุดอุณหภูมิอ้างอิงมากกว่าการแก้ไขที่สภาวะจริงและหลังจากนั้นคำนวณค่าความผิดพลาดของหรือ K-Factor หนทางทั้งสองควรให้คำตอบที่เหมือนกัน

 .

ในอุตสาหกรรมน้ำมันการแก้ไขถูกคำนวณแยกเฉพาะในสูตรเฉพาะและมีการตั้งชื่อตัวแปรแก้ไข (Correction Factor) เป็นดังนี้
     Ctsp = Temperature Correction for the Steel of the Prover (standard)
     Cplp = Pressure Correction of the Liquid for the Prover

 .

การแก้ไขความถูกต้องของเครื่องมือวัดการไหลไปยังสภาวะอ้างอิง เป็นข้อโต้เถียงกัน ถ้ามีการดำเนินการ การคำนวณจะเหมือนกับข้างต้น ความยุ่งยากในการคำนวณสัมประสิทธิ์การขยายตัว เครื่องมือวัดการไหลเป็นอุปกรณ์ที่มีความซับซ้อนที่ไม่ใช่เฉพาะพื้นที่หรือปริมาณของอุปกรณ์เปลี่ยนแปลงกับอุณหภูมิ แต่ระยะห่างภายในและความเสียดทานเปลี่ยนแปลง ทำให้ยุ่งยากในการกำหนดค่าสัมประสิทธิ์

 .

สำหรับเหตุผลนี้มันเป็นเรื่องปกติที่ถูกแนะนำว่าไม่ต้องใช้การแก้ไขไปยังเครื่องมือวัดการไหล แต่อ้างอิงผลลัพธ์ที่สภาวะจริง บางอุตสาหกรรมทำการใส่การแก้ไข เพื่อกำหนดสัมประสิทธิ์ เครื่องมือวัดสามารถถูกปรับเทียบกับถังด้วยค่าการอ่านซ้ำที่มีค่าดีกว่า ?0.02 เปอร์เซ็นต์ และความไม่แน่นอนเท่ากับ 0.05 เปอร์เซ็นต์ ในการสันนิษฐานว่ามีปริมาณเพียงพอและใช้วิธีการ Standing Start and Finish

 .
Pipe Prover

Pipe Prover เป็นวิธีการปริมาณ ความแตกต่างระหว่างถังและ Prover ซึ่ง Prover อาจจะถูกใช้ที่ความดันและการปรับเทียบเป็น Dynamic จะต้องการแก้ไขของปริมาณพื้นฐานที่อุณหภูมิอ้างอิงและความดัน สำหรับความดันและอุณหภูมิทั้งสองที่เกี่ยวข้องกับการขยายตัวของท่อและของไหล Pipe Prover บางครั้งเป็นอุปกรณ์ปรับเทียบที่ดี สำหรับการปรับเทียบแบบ Truly Dynamic มันจะถูกใช้ในระบบปิด เป็นการปรับเทียบที่มีความถูกต้องสูงและสามารถใช้แบบ In-Situ หรือในห้องปฏิบัติการ

 .

ต้องจำไว้ว่าชื่อ Proving ที่ถูกใช้กว้างขวางในอุตสาหกรรมน้ำมัน สำหรับข้อกำหนดการทำงานในการทดสอบความถูกต้องและสภาพสมบูรณ์สำหรับเป้าหมายของเครื่องมือวัดการไหล มีความหมายเหมือนกับการปรับเทียบ (Calibration)

 .

การทำงานของ Pipe Prover แสดงได้ดังรูปที่ 10

รูปที่ 10 Pipe Prover

 .

ช่วงความยาวของท่อที่ถูกติดตั้งไว้ด้วยสวิตช์ โดยที่รู้ค่าปริมาณของเหลวระหว่างสวิตช์ ถ้า Displacer หรือ Pig อยู่ในการไหล เวลาที่ใช้เดินทางระหว่างสวิตช์จะให้ค่าการวัดของอัตราการไหล ถ้าสวิตช์ถูกใช้เป็นตัวนับพัลส์จำนวนพัลส์รวมจากเครื่องมือวัดการไหล จะทำให้ตัวแปรของเครื่องมือวัดทราบค่าได้

 .

เทคนิคที่แสดงในรูปที่ XX เป็นความเฉลียวฉลาดในการพบปัญหาในการปรับเทียบ Prover ตัวแรกมีความยาวท่อเป็นไมล์ เชื่อมต่อระหว่างโรงกลั่นน้ำมัน 2 แห่ง ที่มีข้อโต้เถียงกันในเรื่องเครื่องมือวัดการไหลผลิตภัณฑ์ ด้วยความไม่สามารถในการปรับเทียบเครื่องมือวัดอย่างเป็นอิสระ ความยาวและขนาดของท่อได้ถูกประมาณและเวลาสำหรับทำความสะอาด Pig เป็นระยะเดินทางที่ถูกเตรียมการอย่างเพียงพอ

 .

สำหรับการวัดของปริมาณ ในการตรวจสอบการวัดสำหรับผลิตภัณฑ์ด้วยหลักการที่ได้ถูกปรับปรุงใหม่ ให้เป็นอุปกรณ์การวัดที่เรียกว่า Pipe Prover อุปกรณ์เหล่านี้ถูกใช้กันอย่างกว้างขวางในการวัดของไหลทุกชนิดที่มีมูลค่าสูงตั้งแต่ LPG จนถึงน้ำมันดิบที่มีความหนืดสูงและถูกผลิตในทุกขนาดตั้งแต่ 2–48 นิ้ว ของเหลวที่ยังคงเหลืออยู่และถูกปิดอยู่ในระบบ

 .

ของไหลที่ใช้ในการปรับเทียบสามารถใช้เป็นผลิตภัณฑ์ในสภาวะปกติและการปรับเทียบสามารถดำเนินการโดยไม่กระทบต่อกระบวนการผลิต Prover บ่อยครั้งถูกติดตั้งที่สถานีการวัด (Metering Station) เมื่อผลิตภัณฑ์มีมูลค่าสูงและเป็นการใช้ที่เฉพาะเจาะจงหรือบางครั้งเป็นอุปกรณ์เคลื่อนที่ไปยังสถานีวัดต่าง ๆ สามารถพบได้ 4 แบบหลัก ๆ เป็นดังนี้

 .
Unidirectional Sphere Prover

Unidirectional Prover มี Displacer เคลื่อนที่เฉพาะในทิศทางเดียวไปตามท่อ Displacer ประกอบไปด้วยรูปทรงกลม (Sphere) ทำด้วยสารยืดหยุ่นได้ (Neoprene, Viton, Polyurethane) ซึ่งมีภายในกลวง ตรงกลางบรรจุด้วยของเหลวหรือความดันทำให้ขยายตัวให้มีขนาดใหญ่กว่าเส้นผ่าศูนย์กลางท่อ โดยจะมีการขยายตัวใหญ่กว่าขนาดท่อประมาณ 2 เปอร์เซ็นต์ เมื่อใส่รูปทรงกลมเข้าไปในท่อ ทำให้เปลี่ยนเป็นรูปไข่และเป็นการซีลอย่างดีระหว่างผนังท่อ ตัวท่อเป็นท่อเหล็กยาวที่มีขนาดเท่ากัน

 .

ผนังภายในโดยปกติถูกเคลือบไว้ด้วย Phenolic หรือ Epoxy resin เพื่อทำให้มีผิวเรียบและมีความเสียดทานต่ำและป้องกันการกัดกร่อน ตามที่ท่อต้องมีความยาวบ่อยครั้งที่ถูกทำเป็นแบบ Loop โดยมีรัศมีการโค้งงอต้องเลือกให้ Displacer รูปไข่ผ่านได้โดยต้องไม่รั่วหรือติดขัด ความยาวของท่อต้องถูกปรับเทียบซึ่งที่ปลายทั้งสองจะติดตั้งสวิตช์ตรวจจับผ่านผนังท่อ จะทำงานเมื่อ Displacer รูปไข่ผ่าน ซึ่งที่จุดสิ้นสุดของ Prover จะเป็นวาล์วสำหรับเก็บ Displacer รูปไข่ ถูกออกแบบเพื่อใช้จับยึดรูปไข่

 .

ที่เวลาเริ่มต้นการทดสอบ Displacer รูปไข่จะถูกผลักเข้าไปยังการไหลและเดินทางไปตามท่อ บริเวณสิ้นสุดของท่อ Displacer รูปไข่ถูกจับยึดและกลับไปยังตำแหน่งเริ่มต้น ในการทดสอบครั้งต่อไป วาล์วต้องอนุญาตให้สามารถทำการถอด Displacer รูปไข่ได้ การออกแบบวาล์วเป็นจุดวิกฤติ ไม่ใช่เฉพาะป้องกันการรั่วเท่านั้น แต่ต้องมีกลไกในการตรวจสอบการรั่วไหลด้วย แสดงได้ดังรูปที่ 11

 .

รูปที่ 11 Unidirectional Sphere Prover

 .
Bi-directional Sphere Prover

เพราะว่ามีความยุ่งยากในการจัดการกับ Displacer รูปไข่และลดการซ่อมบำรุง จึงได้มีการพัฒนา Prover เป็นแบบ 2 ทิศทาง การวางรูปแบบจะเหมือนกับแบบทิศทางเดียว ข้อแตกต่างหลักจะเป็นการไหลสามารถไหลไปรอบ Loop ได้ 2 ทิศทาง วาล์วแบบ 4 ทิศทางจะเป็นตัวทำให้การเปลี่ยนทิศทางเป็นไปอย่างสมบูรณ์และไม่มีการรั่วไหล

 .

Displacer รูปไข่จะถูกจับยึดอยู่ในห้องแบบพิเศษ ซึ่งเป็นการออกแบบให้ปล่อย Displacer รูปไข่และรับแรงกระแทกอย่างกะทันหัน ในด้านหน้าของห้องเก็บ Displacer รูปไข่ มีการจัดเตรียมช่องให้สามารถถอดออกได้ จากรูปจะเห็นได้ว่ามีสวิตช์อยู่ 2 ตัวได้ถูกติดตั้งไว้ที่จุดปลายเป็นการจัดเตรียมให้มีการวัดที่สมบูรณ์ โดยให้ระบบสำรองและตรวจสอบผลลัพธ์รวมโดยการพัฒนาแบบปริมาณแยกกัน 4 ชุด แสดงได้ดังรูปที่ 12

 .

รูปที่ 12 Bi-directional Sphere Prover

 .
Piston Prover

สำหรับของไหลบางอย่างที่มีคุณสมบัติในการกัดกร่อนสูง อาจทำให้วัสดุเคลือบผิวเสียหายหรือทำให้ Displacer รูปไข่แบบทั่วไปรั่ว จึงอาจจะใช้เป็นแบบลูกสูบ โดยท่อต้องเป็นเส้นตรงเพื่อให้ลูกสูบผ่าน ท่อจะต้องเรียบ Displacer เป็นแบบลูกสูบมีซีลหลายชั้น สวิตช์เป็นแบบทั่วไปที่มาสัมผัส Prover แบบนี้เป็นชนิด 2 ทิศทางโดยใช้วาล์วแบบ 4 ทิศทาง Prover ชนิดนี้ไม่ใช่แบบทั่วไปสำหรับใช้กับของเหลว แต่พบการใช้งานโดยเฉพาะกับ LPG, LNG และของไหลมูลค่าสูงที่จัดการได้ยาก

 .
Small Volume (or Compact) Prover
Prover แบบนี้จะขึ้นอยู่กับคำจำกัดความ สามารถเป็นได้ใน 2 รูปแบบดังนี้

1. Prover ใดที่มีขนาดเล็กกว่าแบบปกติทั่วไปในการใช้งานต่าง ๆ โดยปกติหมายความว่า Prover จะมีปริมาณความจุจำนวนน้อย ในการอนุญาตให้เก็บกัก จนทำให้พัลส์ที่ได้ เป็นผลกระทบอย่างรุนแรงความละเอียดของความไม่แน่นอนของเครื่องมือวัด (จากมาตรฐานมีค่า < 10000) ในประเด็นอื่น ๆ มันจะเป็นการออกแบบที่เหมือนถังแบบปกติแต่ต้องใช้ตัวเพิ่มเติมพัลส์ (Pulse Interpolation) ในการปรับปรุงความละเอียดของเครื่องมือวัด

 .

2. Pipe Prover ที่ถูกออกแบบโดยผู้ใช้งาน ด้วยปริมาณประมาณ 1 ใน 10 ของการออกแบบปกติ สำหรับใช้งานที่เหมือนกัน โดยทั่วไปจะเป็น Piston Prover แสดงได้ดังรูปที่ 13

 .

รูปที่ 13 Piston Prover

 .

การออกแบบดังแสดงในรูปที่ 13 เป็น Piston Prover แบบทิศทางเดียว เพื่อให้มีขนาดสั้นและคงความถูกต้อง ตัวตรวจจับทางแสงจะถูกติดตั้งอยู่ภายนอกท่อ ตัวลูกสูบจะเป็นส่วนรวมกับวาล์ว Poppet ซึ่งอนุญาตให้มีการไหลผ่านลูกสูบเมื่ออยู่ในตำแหน่งเปิด แท่งจากภายนอกอนุญาตให้ลูกสูบถูกดึงโดยใช้ความดันของไฮดรอลิก ที่ด้านหน้าของกระบอกสูบ

 .

ขณะที่วาล์วเปิด  การปลดปล่อยความดันไฮดรอลิกอนุญาตให้วาล์วปิดโดยรวมกับแรงของสปริง ความดันก๊าซที่ด้านปลายของแท่งโลหะและแรงจากการไหล การไหลผ่านลูกสูบลงไปในท่อและความดันไฮดรอลิกถูกเก็บกักไว้ที่ด้านปลายท่อ วาล์วจะเปิดและกลับไปยังตำแหน่งเริ่มต้น แท่งโลหะที่สองดันตำแหน่งสวิตช์ผ่านตัวตรวจจับทางแสง ทำให้มีความถูกต้องของสัญญาณเริ่มและหยุดตลอดการวัดปริมาณ

 .

ปริมาณขนาดเล็กจะทำให้ไม่สามารถให้พัลส์เพียงพอจากเครื่องมือวัดการไหล ดังนั้นเทคนิคที่เรียกว่า การเพิ่มพัลส์ จึงถูกใช้ในการเพิ่มความละเอียดของพัลส์ที่ถูกนับ สำหรับในอุตสาหกรรมน้ำมัน จำนวนพัลส์ต่ำสุดต้องมีค่าเท่ากับ 10000 ถ้ามีการเก็บเพียงเล็กน้อย การเพิ่มเติมพัลส์อาจจะถูกใช้ เพื่อเตรียมการให้สัญญาณมีความเหมาะสม ตัวอย่างสามารถแสดงได้ เมื่อมีพัลส์ลดลงถึง 100 พัลส์ที่ถูกเก็บไว้ในระหว่างการผ่านหนึ่งครั้ง

 .
Operation and Calibration of Prover

การไหลที่ผ่าน Prover และเครื่องมือวัดโดยตรง Displacer ที่ปล่อยไปยังการไหล เมื่อตัวตรวจจับตัวแรกทำงาน ทำให้ตัวนับและตัวจับเวลาเริ่มทำงาน เมื่อตัวตรวจจับที่สองทำงาน ตัวนับและตัวจับเวลาหยุดทำงาน จากการที่รู้ค่าปริมาณระหว่างตัวตรวจจับทั้งสอง ทำให้พัลส์ที่นับได้และเวลาจะถูกคำนวณไปเป็นอัตราปริมาณการไหลและจะได้ค่า K-Factor ในอุตสาหกรรมน้ำมันมาตรฐาน 3 หรือ 5 การปรับเทียบต้องถูกดำเนินการในแต่ละอัตราการไหลที่กำหนด ทำให้มีความถูกต้องอยู่ในช่วง 0.02 เปอร์เซ็นต์

 .

ปริมาณของ Prover ระหว่างสวิตช์ถูกกำหนดโดยการปรับเทียบ จะถูกเรียกว่า ปริมาณพื้นฐาน (Base Volume) และเป็นปริมาณอ้างอิงที่อุณหภูมิ 15 องศาเซลเซียส (หรือจุดอุณหภูมิอ้างอิงอื่น) ปริมาณที่หาได้โดยการเคลื่อนที่ของน้ำไปยังปริมาณ (หรือมวล) มาตรฐานการวัด สำหรับ Prover ขนาดใหญ่ เครื่องมือวัดใช้น้ำเป็นตัวอ้างอิงหรือผลิตภัณฑ์ที่วัดปริมาณและเครื่องมือวัดที่ถูกปรับเทียบ เป็นส่วนของการทำงานที่เหมือนกันเทียบกับการวัดปริมาณของ Pipe Prover หรือ Volume Prover ขนาดเล็ก

 .

การเป็นตัวปรับเทียบเชิงปริมาณและในการคำนวณต้องมีการรวมตัวแก้ไข สำหรับอุณหภูมิและความดันของ Prover และของไหล มาตรฐานที่ใช้ควบคุมการออกแบบ, การปรับเทียบและใช้งานของ Pipe Prover รวมไปถึงรูปแบบปริมาณขนาดเล็กจะมีให้ใช้จาก ISO, Institute of Petroleum และ API

 .
การเพิ่มเติมพัลส์ (Pulse Interpolation)

จากรายละเอียดที่ได้แสดงไปแล้วในหัวข้อที่ผ่านมาเป็นวิธีการเพิ่มเติมพัลส์ เป็นเทคนิคที่ใช้เพิ่มความละเอียดของพัลส์เอาต์พุต โดยการประมาณเศษส่วนของพัลส์ที่หายไปที่จุดเริ่มต้นของการทดสอบและที่ได้มาหลังการทดสอบ การเพิ่มทำได้โดยทางอิเลคทรอนิคส์โดยใช้การคูณความถี่ (Frequency Multiplier) หรือเพิ่มช่วงเวลาพัลส์ วิธีที่ใช้กันมาเป็นเวลานานเป็นวิธีการทวีเวลาในการวัดแสดงได้ดังรูปที่ 14

 .

รูปที่ 14 การเพิ่มเติมพัลส์

 .

การประมาณเศษส่วนพัลส์ที่สูญเสียไปหรือที่ได้มาจากจุดเริ่มต้นและจุดจบ จำนวนพัลส์ทั้งหมดถูกนับ จำนวนนี้ถูกคูณ โดยอัตราส่วนของเวลาระหว่างสวิตช์กับเวลาระหว่างพัลส์แรก หลังจากสวิตช์เริ่มและพัลส์แรกหลังจากสวิตช์หยุด

 .

 .

เทคนิคนี้ทำงานได้ดี เมื่อพัลส์มีความถี่คงที่หรือเป็นช่วงเวลา ค่าช่วงเวลาของแต่ละพัลส์เปลี่ยนแปลงโดยมากกว่า 5-10 เปอร์เซ็นต์ ทำให้เกิดความล่าช้าของการอ่านซ้ำ

 .
Calibration for Gas Flow Meter

ทางเลือกของวิธีการปรับเทียบสำหรับเครื่องมือวัดการไหลโดยเฉพาะ ถูกจำกัดโดยขนาดของเครื่องมือวัด, ย่านของการไหลและสภาวะการไหล ความดันและความถูกต้องของการปรับเทียบที่ต้องการ โดยทั่วไปวิธีการเกือบทั้งหมดมีความคล้ายคลึงกันกับวิธีการของเหลว ความแตกต่างหลักระหว่างการปรับเทียบของเครื่องมือวัดการไหลก๊าซและของเหลว จะเป็นความสามารถอัดตัวได้ของไหล

 .

เมื่อทำการปรับเทียบเครื่องมือวัดการไหลก๊าซ อุณหภูมิ, ความดันและเฉพาะปริมาตรของก๊าซถูกวัดโดยมาตรฐานเป็นความแตกต่าง ต้องมีการใช้ตัวแปรแก้ไขไปยังสภาวะทั่วไป ทางที่ดีบางครั้งเปลี่ยนไปเป็นการไหลมวลที่แต่ละช่วงและจากนั้นเปลี่ยนกลับไปยังสภาวะที่จุดหนึ่งหรือที่สภาวะมาตรฐาน (Standard Condition)

 .
Displacement Methods

จำนวนของผู้ครอบครองอุปกรณ์มาตรฐานที่ถูกใช้สำหรับการปรับเทียบเครื่องมือวัดการไหลก๊าซอยู่บนพื้นฐานหลักการของ Pipe Prover ปัญหาหลักของระบบ Prover ใด ๆ สำหรับก๊าซเป็นแรงเสียดทานที่เกิดขึ้นโดย Displacer Seal แรงเสียดทานนี้ทำให้ก๊าซถูกอัดตัวจนกระทั่งความดันแตกต่างมากกว่าแรงเสียดทาน  

 .

การเปลี่ยนแปลงในแรงเสียดทานสามารถป้องกันให้ Displacer เคลื่อนที่อย่างราบเรียบ สาเหตุการเกาะหรือทำให้ผลลัพธ์ไม่ดี Piston Pipe Prover บางชนิดถูกผลิตมาเพื่อใช้สำหรับก๊าซ โดยทั่วไปสำหรับความดันสูง ๆ เมื่อความหนาแน่นก๊าซสูงหรือลูกสูบถูกขับหรือถูกช่วยในบางลักษณะ 

 .

อย่างไรก็ตามจำนวนความพิเศษและลักษณะ Piston Prover ที่มีให้เลือกใช้กับก๊าซความดันคงที่ เมื่อลูกสูบถูกขับด้วยเกลียวที่แม่นยำ การถอดออกต้องการความดันก๊าซให้ชนะแรงเสียดทาน

 .
Mercury Seal Prover

สำหรับการไหลต่ำ ๆ  Mercury Seal Prover ใช้ Displacer ที่เบาในท่อแก้วแนวตั้ง ลูกสูบทำงานในแนวตั้งดันขึ้นภายในท่อ ซีลเป็นรูปแบบ Mercury Ring หยุดอยู่ในลูกสูบ เป็นการลดแรงเสียดทานให้ต่ำที่สุด แสดงได้ดังรูปที่ 15

 .

รูปที่ 15 Mercury Seal Prover

 .

Soap Film Burettes เป็นรูปแบบของ Pipe Prover ถูกใช้สำหรับทั้งการปรับเทียบและการวัด ในกรณีนี้ท่อแก้วถูกติดตั้งในแนวตั้งอยู่บนอ่างน้ำซึ่งมีฟองสบู่ (Soapy Water) โดยก๊าซเข้าทางด้านล่าง ก๊าซไหลผ่านจากเครื่องมือวัดที่ทดสอบผ่านไปยังท่อแก้วแนวตั้ง เมื่อก๊าซเข้าไปยังหลอดแก้วจะเกิดฟิล์มลื่น ๆ ขวางท่อและเดินทางขึ้นไปในท่อที่ความเร็วเดียวกับก๊าซ โดยวิธีการวัดเวลาการเดินทางของฟิล์มข้ามระหว่างขีดแบ่งระดับที่จุดจบของหลอดแก้ว ซึ่งถูกปรับเทียบอย่างแม่นยำทำให้ได้ค่าอัตราการไหลของก๊าซ แสดงได้ดังรูปที่ 16

 .

รูปที่ 16 Soap Film Burette

 .

วิธีการนี้โดยปกติถูกใช้วัดการไหลก๊าซภายในช่วง 10-7 ถึง 10-4 m3/s ที่สภาวะใกล้กับบรรยากาศและภายใต้การควบคุมสภาวะอ้างอิงอย่างระมัดระวังความถูกต้องของการไหลอยู่ในช่วง ? 0.25 เปอร์เซ็นต์โดยใช้ Soap Film Burettes

 .
Bell Prover

Bell Prover เป็นมาตรฐานสำหรับการปรับเทียบเครื่องมือวัดการไหลก๊าซต่ำ ๆ ดังเช่น เครื่องมือวัดก๊าซภายในที่อยู่อาศัยทรงกระบอก (หรือ Bell) เปิดที่ด้านล่างและถูกปิดที่ด้านบนจุ่มลงในอ่างของเหลว น้ำหนักของทรงกระบอกถูกรองรับด้วยโซ่และถ่วงโดยน้ำหนัก การถ่วงด้วยน้ำหนักขนาดเล็กถูกติดตั้งเพื่อชดเชยลักษณะการเปลี่ยนแปลงแรงพยุงตัว (Buoyancy) ตามที่ทรงกระบอกถูกจมลงในอ่างของเหลว

 .

การดึงผ่านแบริ่งที่แรงเสียดทานต่ำ การเปลี่ยนน้ำหนักความดันสามารถเกิดขึ้นในทรงกระบอก ท่อถูกปล่อยผ่านของเหลวด้วยความจุที่เก็บไว้และเนื่องจากทรงกระบอกอยู่ต่ำ ก๊าซจึงถูกแทนที่และไหลจากทรงกระบอกไปยังเครื่องมือวัดที่ทำการทดสอบ โดยการรู้เวลาที่ทรงกระบอกลดลงและรู้ค่าความสัมพันธ์ของทรงกระบอกสำหรับความจุต่อความยาว

 .

ปริมาณการไหลของก๊าซผ่านตัวเครื่องมือวัดจะถูกคำนวณค่าได้และทำการเปรียบเทียบกับค่าที่อ่านได้ โดยการปิดเปิดการจ่ายก๊าซ (ไม่ได้แสดงในรูป) ทรงกระบอกจะเคลื่อนกลับไปยังตำแหน่งเริ่มต้น ในการออกแบบดั่งเดิมจะใช้น้ำเป็น Sealing Liquid ถ้าเป็นอากาศอิ่มตัวทำให้เกิดการระเหยตัวได้ ทำให้ต้องมีการวัดความชื้นเข้ามาเกี่ยวข้อง ดังนั้น Bell Prover เกือบทั้งหมดในปัจจุบันจึงถูกใส่ด้วย Low-vapour-pressure/low-viscosity oil แสดงได้ดังรูปที่ 17

 .

รูปที่ 17 Bell Prover

 .

การทำให้การขยายตัวหรือการหดตัวของก๊าซน้อยที่สุด อุณหภูมิของเหลว, ก๊าซและอากาศควรจะมีค่าที่แตกต่างไม่มากกว่า 1 องศาเซลเซียส ความผิดพลาดสามารถเกิดขึ้นได้ เนื่องจากการชดเชยที่ไม่ถูกต้อง สำหรับการเปลี่ยนในการพยุงตัวของทรงกระบอก ตามที่มันจมลงและในความจริงแล้วก๊าซไม่อิ่มตัวจริง ในปัจจุบันสำหรับการไหลถึง 10-2 m3/s สามารถใช้ Bell Prover ในการวัดได้ความถูกต้องอยู่ระหว่าง ? 0.2 เปอร์เซ็นต์ถ้ามีการระมัดระวังความผิดพลาดต่าง ๆ ให้ต่ำที่สุด

 .
Critical Flow Venturi-Nozzle (Sonic Nozzle)

ถึงแม้ว่าไม่มีวิธีการหลัก ๆ ของการปรับเทียบ Sonic Nozzle สามารถสร้างเป็นรูปร่างเป็นส่วนของระบบเมื่อถูกรวมเข้ากับวิธีการวัดหลัก นอกจากนั้น Sonic Nozzle ยังจัดเตรียมให้เป็นระบบอ้างอิงสำหรับการปรับเทียบหลาย ๆ แบบ เมื่อเสถียรภาพของเหล่านั้นมีความต้องการปรับเทียบไม่บ่อยครั้งของ Nozzle

 .

ถ้าความดันตกคร่อมระหว่างด้านเข้าและส่วนคอ (Throat) ของ Nozzle หรือ Restriction มีค่าเพิ่มขึ้น จนถึงความเร็ว Sonic ที่บริเวณส่วนคอของ Nozzle ถ้ากำหนดค่าความดันและอุณหภูมิที่ด้านเข้า ทำให้อัตราการไหลมวล (Mass Flow Rate) ที่ผ่าน Nozzle จะมีค่าคงที่

 .
อัตราการไหลมวลของก๊าซจะแสดงได้ดังนี้
            
 .
เมื่อ Cd = Discharge Coefficient 
        C* = Critical Flow Factor
        A   = Area of Nozzle Throat
        Po = Upstream Pressure
       To = Upstream Temperature
 .

อัตราการไหลมวลภายใต้สภาวะ Sonic เป็นอิสระต่อความดันและอุณหภูมิด้านหลังและขึ้นอยู่กับเฉพาะรูปร่างของ Nozzle คุณสมบัติของก๊าซและความดันและอุณหภูมิด้านหน้า ด้วยคุณลักษณะนี้ทำให้อุปกรณ์เหมาะสมโดยเฉพาะอย่างยิ่ง สำหรับดำเนินการปรับเทียบเครื่องมือวัดที่เป็น Rotary Displacement Meter ซึ่งสามารถทำให้เกิดความดันผันผวนในการไหล

 .

รูปที่ 18 Sonic Nozzle

 .

มาตรฐานของ Sonic Venturi ตามที่แสดงอยูในมาตรฐาน ISO ดังแสดงในรูปที่ 18 การออกแบบในรูปอื่น ๆ จะอยู่บนพื้นฐานแผ่นออริฟิสแบบ Conical Entries และ Parallel Throat สามารถถูกใช้ได้ แต่มีความดันตกคร่อมสูง

 .

ข้อเสียอย่างหนึ่งของ Critical Flow Venturi-Nozzle มีความดันสูญเสียสูง ซึ่งโดยปกติจะมากกว่า Subsonic Nozzle หรืออุปกรณ์วัดการไหลแบบอื่น ๆ นอกจากนั้นต้องมีความรู้แม่นยำถึงคุณสมบัติเทอร์โมไดนามิกของก๊าซที่ต้องการ และอาจเป็นสาเหตุความยุ่งยากในก๊าซ ดังเช่นก๊าซธรรมชาติที่คุณสมบัติอาจซับซ้อนและเปลี่ยนแปลง  

 .

อุปกรณ์นี้เหมาะสมโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับดำเนินการปรับเทียบเครื่องมือวัดการไหลในการไหลก๊าซความดันสูง ที่มีอัตราการไหลที่ Reynolds Number มากกว่า 10E5 ความไม่แน่นอนที่ 0.2 เปอร์เซ็นต์สามารถทำได้ ถ้าความดันตกคร่อมสูงสามารถทำให้ในบางสถานการณ์ต้องการเวลาที่ยาวนานขึ้น ในการทำให้อุณหภูมิคงที่ในตำแหน่งเครื่องมือวัดที่ทดสอบ

 .

คุณลักษณะหลักของ Nozzle คือว่าการเปลี่ยนความดันไม่สามารถเดินทางได้เร็วกว่าความเร็วเสียง เป็นผลทำให้ Nozzle เป็นตัวแยกการเปลี่ยนความดันที่ด้านหลังจากสภาวะการเปลี่ยนแปลงที่ด้านหน้าและทำให้การไหลมวลคงที่เมื่อความดันด้านหน้าคงที่ ซึ่งนำไปใช้ในกรณีเมื่อความดันด้านหลังเปลี่ยนแปลง

 .

ถึงแม้ว่าสำหรับจุดประสงค์การวัดของ Nozzle ถูกใช้เป็นตัวแยกกับความดันด้านหลัง ที่ข้อจำกัดที่เหมาะสม ดังเช่น วาล์วทำงานที่ความเร็ว Sonic, ทำงานในหน้าที่เหมือนกัน จากคุณสมบุตินี้อนุญาตให้ Nozzle ถูกปรับเทียบกับระบบการวัดมวลและปริมาณหลักในแบบ Static และในความจริงแล้ว Nozzle ถูกรวมเข้ากับการทำงานของมาตรฐานหลัก

 .
Gravimetric/P.V.T Methods

ระบบการปรับเทียบก๊าซแบบง่ายเป็นแผนการอย่างคร่าว ๆ ซึ่งคล้ายคลึงกับวิธีการเก็บของเหลวและสามารถหาได้ทั้งระบบน้ำหนักหรือปริมาณ สำหรับก๊าซถังเก็บจะถูกปิดและก๊าซจะไหลเข้าไปผ่านวาล์ว ในระบบน้ำหนัก ถังต้องถูกถอดออกจากระบบจ่าย เพื่อนำไปใช้ชั่งน้ำหนัก สำหรับระบบปริมาณต้องรู้ความดัน, อุณหภูมิและปริมาตรของถัง

 .

จากการสังเกตอุปสรรคระบบดังกล่าวสามารถพบได้ จากก๊าซเข้าไปในถัง, ความดันเพิ่มขึ้นทำให้อัตราการไหลลดลง ในการแก้ปัญหานี้ ระบบเหล่านี้โดยปกติถูกใช้ร่วมกับ Sonic Nozzle ในการแยกความดันดังรายละเอียดในหัวข้อที่ผ่านมา การไหลมวลผ่าน Nozzle ขึ้นอยู่กับความดันด้านหน้าและเป็นอิสระต่อความดันด้านหลัง (หรือในถัง) ทำให้การไหลมวลผ่านอุปกรณ์ด้านหน้ามีค่าคงที่ขณะเติมลงในถัง แสดงได้ดังรูปที่ 19

 .

รูปที่ 19 การใช้งาน Sonic Nozzle

 .

ทางเลือกของ Nozzle สามารถถูกใช้เป็นอุปกรณ์ส่งผ่านไปยังการปรับเทียบเครื่องมือวัดความดันต่ำ ที่ตัวมันเองถูกปรับเทียบกับถัง ถังในการวัดอาจเป็นถังปิด ซึ่งถูกชั่งน้ำหนักได้ ในบางขนาดถังอาจจะหนักถึง 2.5 ตันและถูกอัดด้วยความดัน 30 บาร์ จะบรรจุก๊าซประมาณ 40 kg สำหรับทางเลือกถังอาจจะรู้ปริมาณ ในกรณีนี้โดยการวัดความดันและอุณหภูมิและรู้คุณสมบัติของก๊าซ ทำให้สามารถรู้ค่าจำนวนก๊าซที่ถูกเก็บไว้

 .

เนื่องจากผลกระทบจากการอัดตัวได้ของก๊าซ ปัญหาพบได้ในการควบคุมอัตราการไหลในระบบการไหลก๊าซมากกว่าในระบบการไหลของเหลว นอกจากนั้นถ้ามีความหนาแน่นน้อยกว่าของเหลว จึงมีความยากในการชั่งน้ำหนักอย่างแม่นยำ

 .

ระบบน้ำหนักสามารถถูกใช้วัดอัตราการไหลของอากาศถึง 4 kg/s ที่ความดันถึง 50 บาร์ และมีความไม่แน่นอนที่ 0.15 เปอร์เซ็นต์

 .
On-site Calibration Methods

ในส่วนนี้แสดงวิธีการปรับเทียบ 3 วิธี ที่เหมาะสมสำหรับการปรับเทียบเครื่องมือวัดการไหลที่บริเวณใช้งาน วิธีการเหล่านี้เป็นการเพิ่มเติมจากการใช้วิธีการที่ได้แสดงผ่านมา

 .

โดยทั่วไปวิธีการเหล่านี้ถูกใช้ในการปรับเทียบเครื่องมือวัดที่วิธีการมาตรฐานห้องทดลองไม่เหมาะสม เนื่องจากผลิตภัณฑ์, ขนาดของเครื่องมือวัดหรือไม่สามารถหยุดกระบวนการผลิตได้ ปกติแล้วเป็นวิธีการที่ไม่ให้ความแน่นอนที่ดี และในบางครั้งอาจจะให้ความไม่แน่นอนแย่กว่าเครื่องมือวัดที่คาดหวัง ถ้ามีความไม่แน่ใจเกิดขึ้นวิธีการเหล่านี้ ซึ่งต้องถูกใช้ในการตรวจสอบสมรรถนะของเครื่องมือวัดที่ตรวจสอบ

 .

Tracer Method
 เทคนิคการ Tracer สามารถถูกแบ่งออกได้เป็น 2 วิธีดังนี้
1. Transit Time
2. Dilution Methods

 .

ในวิธีการ Transit Time พัลส์ของเหลว Tracer ที่ถูกฉีดเข้าไปในระบบการไหลหลัก เวลาที่ใช้สำหรับ Tracer ผ่านระหว่างตัวตรวจวัดทั้งสองจุด ถ้าปริมาณของท่อระหว่างตัวตรวจจับรู้ค่า ทำให้สามารถรู้ค่าปริมาณการไหล ในปัจจุบัน Tracer ที่ถูกใช้ในวิธีการนี้เป็น Radioactive Isotopes และ Radiation Detectors ถูกใช้เป็นตัวกำหนด Tracer Transit time แสดงได้ดังรูปที่ 20

 .

รูปที่ 20 Transit Time

 .

สำหรับวิธีการ Dilution ของไหล Tracer ที่สามารถถูกตรวจจับได้ในความเข้มข้นต่ำ ที่ถูกฉีดเข้าไปในการไหล แสดงได้ดังรูปที่ 21

 .

รูปที่ 21 Dilution

 .

การฉีดเข้าไปด้วยอัตราที่ทราบค่าปริมาณ (m3/s) กระแสการไหลหลักจะถูกสุ่มตัวอย่างที่ระยะทางด้านหลังของจุดที่ฉีดเข้าไปไกลเพียงพอที่ทำให้มีการผสมเป็นเนื้อเดียวกันและความเข้มข้น (C) ของ Tracer ถูกวัด เมื่อปริมาณการฉีด (q) มีปริมาณน้อยเทียบกับอัตราการไหลหลัก (Q) อัตราการไหลสามารถหาได้จาก
                   Q = q/C

 .

วิธีการ Tracer ไม่เหมาะสมสำหรับ Slugging, การไหลช้า ๆ ในวิธีการ Dilution ความผิดพลาดหลักเกิดจากความถูกต้องในการหาค่าความเข้มข้นของ Tracer และในวิธีการ Tracer Velocity เป็นเรื่องยากในการหาค่าปริมาณระหว่างตัวตรวจจับ อย่างไรก็ตามมีการยืนยันว่าเทคนิค Radioactive สามารถหาค่าอัตราการไหลภายใต้สภาวะที่เหมาะสม มีความไม่แน่นอนที่ 0.5 เปอร์เซ็นต์ 

 .
Insertion Meter

ในวิธีการนี้อัตราการไหลในระบบท่อถูกประเมินโดยการวัดจำนวนจุดความเร็วตำแหน่งหน้าตัดของการไหลและรวมกันตลอดพื้นที่หน้าตัด อุปกรณ์ที่ถูกใช้ในการวัดความเร็วตามจุดต่าง ๆ อาจใช้เป็น Pitot Tube, Insertion Turbine หรือ Insertion Magnetic แสดงได้ดังรูปที่ 22

 .

รูปที่ 22 Pitot Tube

 .

ข้อเสียหลักของวิธีการเหล่านี้ เป็นการใช้เวลามากและมีความยากมากกับการไหลที่ไม่คงที่ สำหรับความเร็วของก๊าซในช่วง 0.3–3.0 m/s ที่ความไม่แน่นอน 4 เปอร์เซ็นต์สามารถทำได้โดย Vane Anemometer และสำหรับความเร็วในช่วง 6–120 m/s ที่ความไม่แน่นอน 2 เปอร์เซ็นต์สามารถทำได้โดย Pitot Tube สำหรับการไหลของน้ำในท่อขนาดใหญ่ ต้องมีความระมัดระวังในการวัดว่าไม่มีผลกระทบโดยการไหลวน, ข้องอ หรือ ตัวที แน่นอนปัญหาอีกข้อหนึ่งคือทำอย่างไรในการปรับเทียบ Insertion meter

 .
* Clamp-on Ultrasonic Meters

Clamp-on Ultrasonic Meters ทำงานโดยการรู้ค่าเส้นผ่าศูนย์กลางภายในท่อและวัดความเร็วการไหลที่ผ่านหน้าตัดของท่อ โดยใช้เวลาการเดินทางของ Ultrasonic Meter ตัวทรานสดิวเซอร์ ถูกยึดอยู่ภายนอกท่อและในการวัดค่ามีหลายตัวแปรที่ต้องทำการพิจารณา ดังเช่น รูปแบบการไหล, วัสดุท่อและสภาวะภายในและคุณสมบัติของไหล ความไม่แน่นอนไม่ดีกว่า 1-10 เปอร์เซ็นต์สามารถสันนิฐานได้ แต่สำหรับแบบเคลื่อนที่ได้ ความไม่แน่นอนประมาณ 5 เปอร์เซ็นต์

 .
Expectations for Calibration

กราฟการเปรียบเทียบของเครื่องมือวัดที่ได้จากการปรับเทียบใช้เฉพาะเครื่องมือวัดเท่านั้น เพื่อแสดงการทำงานภายใต้สภาวะซึ่งมันถูกปรับเทียบ ถ้าในการนำไปใช้งานมีการเปลี่ยนแปลงสภาวะออกไป การปรับเทียบอาจใช้ไม่ได้ ความไม่แน่นอนจริงซึ่งอาจมีเหตุผลหาได้จากเครื่องมือวัดที่ถูกปรับเทียบ เป็นดังนี้

 .

อย่างแรก เครื่องมือวัดไม่สามารถถูกปรับเทียบไห้มีความไม่แน่นอนได้ดีกว่าค่าการอ่านซ้ำและความไม่แน่นอนของมาตรฐาน ส่วนความไม่แน่นอนจากการสุ่มของการปรับเทียบ สามารถถูกคำนวณทางสถิติจากผลลัพธ์หรือจากการปรับเทียบ  

 .

เมื่อหลักเกณฑ์ความไม่แน่นอนสามารถเฉพาะถูกประเมินจากความรู้ของระบบการปรับเทียบและความสามารถการติดตามได้ การไม่ทราบค่าความผิดพลาดของระบบสามารถถูกตรวจสอบได้โดยการเปรียบเทียบภายในของส่วนสนับสนุนโดยใช้มาตรฐานการส่งผ่าน

 .

ส่วนสนับสนุนการปรับเทียบเครื่องมือวัดการไหลของเหลว ต้องมีการรู้ความสามารถการติดตาม ควรจะสามารถวัดอัตราการไหลที่มีความไม่แน่นอนอยู่ระหว่าง 0.5 และ 0.05 เปอร์เซ็นต์ขึ้นอยู่กับขนาด, ค่าใช้จ่ายและความซับซ้อนของระบบและในการวัดปริมาณที่ต้องการความถูกต้องสูงๆ

 .

ระบบการปรับเทียบสำหรับเครื่องมือวัดการไหลก๊าซ ควรจะสามารถวัดอัตราการไหลที่มีความไม่แน่นอนอยู่ในระหว่าง 0.5 เปอร์เซ็นต์ ระบบหลักจะเป็นระบบน้ำหนักสามารถถูกใช้ ถ้าความไม่แน่นอนที่ 0.5 เปอร์เซ็นต์และเมื่อใช้ Critical Nozzle, Directly Traceable ในระบบน้ำหนัก ถูกใช้ตามมาตรฐานการทำงานมีความไม่แน่นอนอยู่ในระหว่าง 0.25 เปอร์เซ็นต์ 

 .

เอกสารอ้างอิง
[1] Nel flow program,” The Calibration of Flow meter best practice guide”, March 2002.
[2] D.W. Spitzer,” Flow Measurement”, ISA.
[3] API MPMS Chapter 4-Proving system, Section 8-Operation of Proving systems.

สงวนลิขสิทธิ์ ตามพระราชบัญญัติลิขสิทธิ์ พ.ศ. 2539 www.thailandindustry.com
Copyright (C) 2009 www.thailandindustry.com All rights reserved.

ขอสงวนสิทธิ์ ข้อมูล เนื้อหา บทความ และรูปภาพ (ในส่วนที่ทำขึ้นเอง) ทั้งหมดที่ปรากฎอยู่ในเว็บไซต์ www.thailandindustry.com ห้ามมิให้บุคคลใด คัดลอก หรือ ทำสำเนา หรือ ดัดแปลง ข้อความหรือบทความใดๆ ของเว็บไซต์ หากผู้ใดละเมิด ไม่ว่าการลอกเลียน หรือนำส่วนหนึ่งส่วนใดของบทความนี้ไปใช้ ดัดแปลง โดยไม่ได้รับอนุญาตเป็นลายลักษณ์อักษร จะถูกดำเนินคดี ตามที่กฏหมายบัญญัติไว้สูงสุด