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  3. 電磁流量計(jì)常見(jiàn)問(wèn)題

大口徑電磁流量計(jì)流量不準(zhǔn)確的校準(zhǔn)方法

電磁流量計(jì)常見(jiàn)問(wèn)題
摘要:文中介紹了一種因地制宜，巧妙地利用蓄水池作為標(biāo)準(zhǔn)容器進(jìn)行大口徑電磁流量計(jì)校準(zhǔn)的方法，從方法的可行性進(jìn)行了分析和研究，并對(duì)測(cè)量值的測(cè)量不確定度進(jìn)行分析與評(píng)定，從而提高利用進(jìn)行大口徑流量計(jì)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)的可信性。
 
0、引言：
  節(jié)能降耗的形勢(shì)已日益嚴(yán)峻，能源計(jì)量是用能單位計(jì)量工作的重要環(huán)節(jié)，加強(qiáng)能源計(jì)量管理，能有效促進(jìn)用能單位實(shí)行能源的定量化管理。而作為能源計(jì)量的重要組成部分，流量計(jì)量也逐漸引起人們重視。隨著流量計(jì)量的日益普及，計(jì)量工作者們不僅已通過(guò)很多成熟的手段實(shí)現(xiàn)了流量計(jì)的實(shí)驗(yàn)室檢定校準(zhǔn)，而且還提出了一些現(xiàn)場(chǎng)的在線檢測(cè)方法。
 
1、概述：
  安徽省計(jì)量院受蕪湖市某自來(lái)水公司的委托，他們反映某水廠的出口計(jì)量可能存在計(jì)量不準(zhǔn)確的問(wèn)題，請(qǐng)我們幫助現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)。蕪湖市是安徽省的一個(gè)沿江城市，城市的取水水源主要是利用長(zhǎng)江水源，該市某一水廠地處江邊，而且是新建的現(xiàn)代化水廠，其基建的圖紙基本完整，我們?cè)谏钊肓私饬巳∷陀盟牧髁坑?jì)量后，計(jì)劃用兩種方法對(duì)流量計(jì)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)，一種是用便攜式超聲流流量計(jì)進(jìn)行校準(zhǔn)，另一種是利用現(xiàn)場(chǎng)蓄水池作為標(biāo)準(zhǔn)器校準(zhǔn)電磁流量計(jì)，然后我們?cè)俦容^校準(zhǔn)結(jié)果。
 
2、現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)方法的研究：
2.1、利用便攜式超聲流流量計(jì)作為標(biāo)準(zhǔn)器：
  首先，我們用便攜式超聲流流量計(jì)進(jìn)行校準(zhǔn)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)，得出示值誤差為－2.58%。
 
2.2、利用現(xiàn)場(chǎng)蓄水池作為標(biāo)準(zhǔn)器：
  系統(tǒng)校準(zhǔn)方案如圖1所示。
20181217145745.jpg
2.2.1、測(cè)量?jī)x器的選擇：
  我們是利用水池的作為標(biāo)準(zhǔn)容積對(duì)現(xiàn)場(chǎng)安裝的電磁流量計(jì)進(jìn)行校準(zhǔn)。所用主要標(biāo)準(zhǔn)器是鋼卷尺、鋼直尺、投入式液位計(jì)、計(jì)時(shí)器秒表等輔助設(shè)施。具體參數(shù)選擇如下:
鋼卷尺:
(1)測(cè)量范圍:(0～100)m;
(2)準(zhǔn)確度等級(jí):I級(jí)。
投入式液位計(jì):
(1)測(cè)量范圍:(0～5000)mm;
(2)***大允許誤差MPE:0.2%FS。
此設(shè)備我們選用GE的產(chǎn)品，性能穩(wěn)定，重復(fù)性好。
2.2.2現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)(見(jiàn)表1)
用蓄水池作為標(biāo)準(zhǔn)器使用，其實(shí)際體積的計(jì)算公式如下:
Vi=L×B×Hi－VF
式中:L—蓄水池的長(zhǎng)度(m);
B—蓄水池的寬度(m);
Hi—蓄水池的的實(shí)際深度(m);
Vi—現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)流量計(jì)時(shí)的有效實(shí)際用水體積(m3);
VF—蓄水池內(nèi)應(yīng)扣除附加無(wú)效積體(m3)。
20181217145806.jpg
假定附加體積量為VF—1.5m3，則:
Vi=L×B×Hi－VF
=130.402×41.324×Hi－1.500
=5388.739×Hi－1.500
若我們把測(cè)定的蓄水池的容量作為現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)流量計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)累計(jì)體積量，則:
Vs=Vi=5388.739×Hs－1.500
實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)安裝了一臺(tái)DN800口徑的電磁流量計(jì)，蓄水池的有效深度約為4.5m。
實(shí)際測(cè)量時(shí)我們選擇午夜12:00以后開(kāi)始進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)，此時(shí)夜深人靜，整個(gè)地區(qū)用水量相對(duì)處于比較少的時(shí)候，我們開(kāi)始進(jìn)行試驗(yàn)，先關(guān)閉蓄水池的進(jìn)水閥同時(shí)閉出水計(jì)量的電磁流量計(jì)的進(jìn)水閥，待水位穩(wěn)定后，我們記錄蓄水池的液位高度和電磁流量計(jì)的初始值，再打開(kāi)電磁流量計(jì)后端的出口閥門(mén)并同時(shí)啟動(dòng)計(jì)時(shí)裝置，電磁流量計(jì)流量穩(wěn)定后，流量計(jì)的瞬時(shí)流量顯示值約為7820.5m3/h左右。待流量計(jì)走了60min后關(guān)閉電磁流量計(jì)后端的出口閥門(mén)。此時(shí)，液位的顯示差值為1.435m，此時(shí)電磁流量計(jì)走了7660.8m3。計(jì)算電磁流計(jì)的示值誤差:
20181217145820.jpg
由于是現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)，我們通常用示值誤差一般不超過(guò)±2%來(lái)進(jìn)行判斷。故校準(zhǔn)結(jié)果符合現(xiàn)場(chǎng)使用要求。
 
2.2.3、校準(zhǔn)結(jié)果的測(cè)量不確定度分析：
  以上校準(zhǔn)結(jié)果能否可能作為校準(zhǔn)結(jié)果進(jìn)使用呢?下面我們對(duì)現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)的結(jié)果進(jìn)行測(cè)量不確定度評(píng)估:
20181217145918.jpg
(2)根據(jù)測(cè)量不確定度傳播律有:
20181217145943.jpg
(3)分析測(cè)量不確定度來(lái)源
本案例的測(cè)量不確定度的主要來(lái)源有:
①蓄水池的長(zhǎng)度的不確定度u(L);
②蓄水池的寬度的不確定度u(B);
③蓄水池的深度的不確定度u(Hi);
④被校準(zhǔn)流量計(jì)的讀數(shù)不確定度u(Vi);
⑤各類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)器的不確定度(可包含相應(yīng)的長(zhǎng)、寬、高)中合并計(jì)算;
⑥水溫、水壓、蓄水池液面波動(dòng)性所引起不確定度，本案可忽略不計(jì)。
 
(4)計(jì)算各不確定度分量
測(cè)量用鋼卷尺的***大允許誤差為Δ按均勻分布，則不確定度為:
20181217150111.jpg
被檢流量計(jì)的***大允許誤差為MPE:±0.5%，按均勻分布，對(duì)應(yīng)的7660.8m3的測(cè)量不確定度為:
20181217150246.jpg

一、概述 

智能電磁流量計(jì)由傳感器和轉(zhuǎn)換器兩部分構(gòu)成。它是基于法拉第電磁感應(yīng)定律工作的，用來(lái)測(cè)量電導(dǎo)率大于5μS/cm導(dǎo)電液體的體積流量，是一種測(cè)量導(dǎo)電介質(zhì)體積流量的感應(yīng)式儀表。除可測(cè)量一般導(dǎo)電液體的體積流量外，還可用于測(cè)量強(qiáng)酸強(qiáng)堿等強(qiáng)腐蝕液體和泥漿、礦漿、紙漿等均勻的液固兩相懸浮液體的體積流量。 

廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、輕紡、造紙、環(huán)保、食品等工業(yè)部門(mén)及市政管理，水利建設(shè)、河流疏浚等領(lǐng)域的流量計(jì)量。 

二、特點(diǎn)

·智能電磁流量計(jì)測(cè)量不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導(dǎo)率變化的影響。

·智能電磁流量計(jì)測(cè)量管無(wú)阻礙流動(dòng)部件、無(wú)壓損、直管段要求較低。

·智能電磁流量計(jì)傳感器可帶接地電極，實(shí)現(xiàn)儀表良好接地。

·智能電磁流量計(jì)傳感器采用先進(jìn)加工工藝，使儀表具有良好的抗負(fù)壓能力。 

·轉(zhuǎn)換器采用液晶背光式顯示，可使反射陽(yáng)光下或暗室內(nèi)的讀數(shù)變得容易。

·通過(guò)紅外線遙控設(shè)定參數(shù)，在惡劣的環(huán)境下不打開(kāi)轉(zhuǎn)換器的蓋板也可以安全的進(jìn)行設(shè)定。

·智能電磁流量計(jì)轉(zhuǎn)換器具有自診斷報(bào)警輸出，空負(fù)載檢測(cè)報(bào)警輸出，流量上下限報(bào)警輸出，兩極流量值報(bào)警輸出等功能。

·智能電磁流量計(jì)不僅可用于一般的過(guò)程檢測(cè)，還適用于礦漿、紙漿及糊狀液的測(cè)量。

三、詳細(xì)參數(shù)



儀表通經(jīng)

DN10-DN2000

公稱(chēng)壓力

0.6 ～ 70MPa

精度等級(jí)

0.5級(jí)或1.0級(jí)

安裝方式

法蘭安裝，可選法蘭夾持

環(huán)境溫度

-25℃～+60℃

介質(zhì)溫度

分體型： 氯丁橡膠襯里、聚氨酯襯里：-10℃～+8℃ PTFE襯里、PFA襯里、F46襯里：-10℃～+160℃ 一體型： -10℃～+80℃

介質(zhì)電導(dǎo)率

＞5μs/cm

可測(cè)較低流速

0.1米/秒

可測(cè)***高流速

15米/秒

量程比

1:20，可按客戶要求訂制

顯示器

標(biāo)配

信號(hào)輸出

脈沖/4-20mA（負(fù)載電阻0-750Ω）

供電電源

220VAC,允差15%或+24VDC，紋波≤5%

通訊接口

可選RS485/RS232

通訊協(xié)議

MODBUS、HART、Profibus等

測(cè)量管體（襯里）材質(zhì)

氯丁橡膠、聚氨酯、PTFE、PFA、F46等耐腐材料

測(cè)量元件（電極）材質(zhì)

316L不銹鋼、鈦合金、哈氏合金、鉭合金、鉑銥合金、碳化鎢等

防爆等級(jí)

Exd[ia]qIICT5/ ExmbⅡT4

結(jié)構(gòu)形式

一體型、分體型、沉浸型、防爆型

防護(hù)等級(jí)

IP65、IP68可選 （IP65：塵密、防噴水；IP68：塵密、可連續(xù)浸水，只限分體型）

整機(jī)功耗

＜15W

常用流速-流量對(duì)照表流速（m/s）； 流量（m3/h） 口徑（mm）

 

0.5

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

10

0.14

0.28

0.57

0.85

1.1

1.4

1.7

2.

2.3

2.5

2.8

15

0.32

0.64

1.3

1.9

2.5

3.2

3.8

4.5

5.1

5.7

6.3

20

0.57

1.1

2.3

3.4

4.5

5.7

6.8

7.9

9.0

10

11

25

0.88

1.8

3.5

5.3

7.1

8.8

11

12

14

16

17.6

32

1.4

2.9

5.8

8.7

12

14

17

20

23

26

28.9

40

2.3

4.5

9.0

14

18

23

27

32

36

41

45.2

50

3.5

7.1

14

21

28

35

42

49

57

64

70

65

6.0

12

24

36

48

60

72

84

96

107

119

80

9.0

18

36

54

72

90

109

127

145

163

180

100

14

28

57

85

113

141

170

198

226

254

282

125

22

44

88

132

177

221

265

309

353

397

441

150

32

64

127

191

254

318

382

4, 45

509

572

636

200

57

113

226

339

452

565

678

791

904

1017

1131

250

88

177

353

530

707

883

1060

1236

1413

1590

1767

300

127

254

509

763

1017

1272

1526

1780

2035

2289

2545

350

173

346

692

1039

1385

1731

2077

2423

2769

3116

3464

400

226

452

904

1356

1809

2261

2713

3165

3617

4069

4523

450

286

572

1145

1717

2289

2861

3434

4006

4578

5150

5725

500

353

707

1413

2120

2826

3533

4239

4946

5652

6359

7069

600

509

1017

2035

3052

4069

5087

6104

7122

8139

9156

10180

700

692

1385

2769

4154

5539

6924

8308

9693

11078

12463

13847

800

904

1809

3617

5426

7235

9043

10852

12660

14469

16278

18086

900

1145

2289

4578

6867

9156

11445

13734

16023

18312

20602

22891

1000

1413

2826

5652

8478

11304

14130

16956

19782

22608

25434

28260

1200

2035

4069

8139

12208

16278

20347

24417

28486

32556

36625

40694

1400

2769

5539

11078

16617

22156

27695

33234

38773

44312

49851

55390

1600

3617

7235

14469

21704

28938

36173

43407

50642

57876

65111

72346

1800

4578

9156

18312

27469

36625

45781

54937

64094

73250

82406

91562

2000

5652

11304

22608

33912

45216

56520

67824

79128

90432

101736

113040
3、結(jié)語(yǔ)：
  雖然我們現(xiàn)在可能利用便攜式超聲流量計(jì)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)，但現(xiàn)在校準(zhǔn)結(jié)果的置信度往往令人擔(dān)憂，特別是使用時(shí)間較長(zhǎng)的管道，往往內(nèi)部結(jié)垢比較嚴(yán)重，其校準(zhǔn)結(jié)果出現(xiàn)的偏差比較大，這時(shí)我們就無(wú)法確認(rèn)是測(cè)量方法問(wèn)題還是流量計(jì)的計(jì)量準(zhǔn)確度存在問(wèn)題，因此，我們用蓄水池作用標(biāo)準(zhǔn)容器進(jìn)行大口徑電磁流量計(jì)的校準(zhǔn)不失是現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行大口徑流量現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)方法的一種補(bǔ)充。

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