摘(zhāi)要： 大口(kǒu)徑電磁(ci)流量計(ji) 使用中(zhong)很難送(song)往實驗(yan)室檢定(ding),現在通(tong)常采取(qǔ)的是使(shi)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼用同級(jí)💛别❌超聲(shēng)波流量(liang)計進行(háng)現場校(xiào)準。而受(shòu)限于現(xiàn)場環境(jing)、安裝位(wei)置等因(yīn)素對兩(liang)種流量(liàng)計測量(liàng)結果的(de)影響，校(xiao)準結果(guo)往往需(xu)要根據(ju)校準實(shi)際情🔞況(kuàng)進行符(fu)合性研(yán)究,使校(xiào)準工作(zuò)變得有(yǒu)意義。
0引(yǐn)言
　　随着(zhe)政府及(jí)社會對(dui)于水資(zi)源重視(shì)程度的(de)提高,供(gòng)水企業(yè)本身🏃🏻‍♂️對(dui)于供水(shuǐ)環節經(jing)濟核算(suan)的要求(qiu),使得大(da)口徑的(de)流量計(jì)需求日(ri)❓益增加(jia)。與此同(tong)時，污水(shuǐ)處理量(liàng)的增長(zhǎng)也使得(dé)許多污(wū)水處理(lǐ)廠紛紛(fen)選擇使(shǐ)用大口(kou)徑流量(liang)計作爲(wèi)計量端(duan)口。污水(shui)電磁流(liú)量計 因(yin)其無壓(ya)力損失(shi)且不受(shòu)管道内(nei)流體密(mì)度、黏度(dù)、溫度☀️等(deng)因素❓的(de)影響,成(cheng)爲污水(shui)處理企(qi)業的首(shǒu)選。
　　大口(kou)徑電磁(cí)流量計(ji)的在線(xian)使用數(shu)量十分(fèn)龐大,精(jing)度等級(ji)-般爲0.5級(jí)或1.0級。對(duì)于 電磁(cí)流量計(jì) ,國家有(yǒu)《JJG1033--2007電磁流(liú)量計》檢(jiǎn)定規程(chéng),規程規(gui)定需将(jiāng)被檢電(diàn)磁流🆚量(liàng)計安裝(zhuāng)在液體(ti)流量标(biao)準裝置(zhi)上進行(háng)檢定。這(zhe)就要求(qiú)使用企(qǐ)業先停(tíng)止處理(li)污水,然(ran)後将流(liu)量計從(cóng)管道上(shang)拆卸下(xià)來,送到(dào)🔞法定計(ji)量機構(gòu)進行♻️檢(jiǎn)定。這在(zài)實際狀(zhuàng)況下是(shì)極其困(kun)難的,時(shi)間和經(jīng)濟上都(dou)不允許(xǔ)。因此,大(dà)部分⛹🏻‍♀️企(qǐ)業隻能(neng)選擇在(zài)線校準(zhǔn)㊙️模式對(duì)流量計(ji)♻️進行誤(wu)差驗證(zhèng)。
　　由于現(xian)場管道(dào)的封閉(bi)性,使用(yòng)嵌人式(shi)或插人(ren)式的标(biāo)準器進(jìn)行🏃‍♀️校準(zhun)是不可(ke)行的,而(ér)外夾式(shì)的 液體(ti)超聲波(bō)流量計(ji) 精度往(wang)往劣于(yú)被校電(diàn)磁流量(liàng)計。綜合(hé)以上因(yīn)素,目前(qian)國❗内🔞對(dui)✍️大口徑(jing)電磁流(liú)量計現(xian)場校準(zhǔn)通常采(cai)用相同(tóng)精度等(deng)級的外(wai)夾式超(chao)聲波流(liu)量計作(zuo)爲标準(zhǔn)器進行(háng)🌍比較,即(ji)讓超聲(shēng)✨波流量(liang)計與被(bei)校準電(diàn)磁流量(liàng)計串聯(lián)⭕在現場(chang)管道中(zhōng),同步讀(dú)取兩者(zhe)的示值(zhí)。
　　檢測人(rén)員在出(chu)具校準(zhun)證書時(shi)給出兩(liang)種流量(liàng)計的示(shi)值并🏃‍♀️評(ping)☁️定測量(liàng)結果的(de)不确定(ding)度。現在(zai)出現了(le)一個普(pǔ)遍性💜的(de)問題:校(xiao)👉準的📱示(shì)值誤差(cha)經常大(da)大超過(guò)被校流(liu)量計的(de)💰最大允(yǔn)許誤差(chà),且不确(què)🐆定度分(fen)析不夠(gou)全面。原(yuan)因在于(yu)一方面(mian)标準器(qi)的精度(du)等級與(yǔ)被🈲校流(liú)量計平(píng)級,示值(zhí)誤差期(qi)望本身(shen)就比較(jiào)大;另一(yi)方面,流(liú)量計本(běn)身之外(wài)的因素(su)對測量(liang)結果也(ye)有比較(jiào)大的影(yǐng)🔞響,如環(huan)境條件(jian)、介質、安(ān)裝位置(zhi)等。
　　很多(duo)用戶購(gou)買流量(liang)計後,把(bǎ)流量計(ji)的精度(du)誤認爲(wei)整個流(liú)量體系(xi)的精度(dù)。校準的(de)數據偏(piān)離就讓(rang)許多用(yong)戶産生(sheng)疑問甚(shèn)至糾紛(fēn),這就導(dǎo)緻了校(xiào)準數據(ju)常常讓(rang)使用方(fāng)無✏️法判(pàn)斷👄示值(zhí)誤⚽差是(shi)否準确(que),也無法(fǎ)精确修(xiū)正誤差(cha),更不🔴能(neng)實現溯(su)源性,校(xiao)準♉就失(shī)去了✏️意(yi)義。
　　國家(jia)目前沒(mei)有電磁(cí)流量計(jì)的校準(zhǔn)規範,所(suo)以檢測(cè)人員在(zai)校準電(diàn)磁流量(liàng)計時往(wǎng)往參照(zhào)電磁流(liú)量計檢(jian)定規程(chéng)。問題♌在(zai)于,檢定(ding)電磁流(liú)量計時(shí)是在實(shi)驗室環(huán)境下進(jìn)行,然而(er)現場校(xiao)準時的(de)管道、安(ān)裝距離(li)等條件(jiàn)并非如(rú)實驗室(shi)裏那樣(yàng)👉理想,按(àn)照檢定(ding)規程的(de)方法校(xiao)準電磁(cí)流量計(jì),得到的(de)測量結(jié)果是否(fou)有🏃🏻效?所(suǒ)以檢測(ce)人員往(wǎng)往隻能(neng)給出現(xian)場環境(jìng)下的校(xiao)‼️準結果(guo),而🈚無法(fa)對校準(zhun)的符合(hé)性進行(hang)判斷。
1.電(diàn)磁流量(liang)計現場(chǎng)校準符(fu)合性研(yan)究的必(bi).要性
　　根(gen)據《JJF1094-2002測量(liàng)儀器特(te)性評定(ding)》要求,對(dui)測量儀(yi)器特性(xing)進行🛀符(fu)合⛱️性評(píng)定時,若(ruo)評定示(shì).值誤差(chà)的不确(que)定度U95與(yǔ)被校✉️測(ce)量儀器(qi)最大允(yun)許誤差(cha)的絕對(dui)值MPEV滿足(zú)關系U95≤1/3MPEV時(shí),可不🏃‍♂️3'考(kǎo)慮示值(zhi)誤差評(ping)定的測(cè)量不✊确(que)定度的(de)影響，是(shi)否合⭕格(ge)的判定(dìng)依據如(ru)表1所示(shi)。



　　MPEV參照說(shuō)明書或(huo)出廠檢(jiǎn)定,是已(yǐ)知的值(zhi),而示值(zhí)誤差一(yi)旦校🐪準(zhǔn)完🍉成也(ye)可以确(que)定,因此(cǐ)U95的評估(gū)至關重(zhong)要。目前(qián)而言,校(xiào)準結果(guǒ)的不确(què)定度評(píng)估往往(wang)僅考慮(lǜ)👄實驗室(shi)🏃🏻環境下(xia)，隻對測(ce)量結果(guǒ)❓的重複(fu)性、标準(zhun)器示值(zhí)誤差帶(dài)來的不(bú)确定度(dù)進行評(píng)定,忽略(luè)🚶‍♀️了現場(chang)環境下(xia)電磁流(liú)量計安(ān)裝在較(jiao)差狀态(tài)的管道(dào)或現場(chang)🌐安裝條(tiao)件達不(bú)到要求(qiú)時,其它(tā)各種因(yin)素帶來(lái)的不确(què)定度影(yǐng)響。
　　對現(xian)場檢測(ce)結果如(rú)何進行(hang)評估?是(shi)一直困(kun)擾着檢(jian)🈲測技術(shù)人員的(de)難題。這(zhe)裏提出(chu)研究其(qi)符合性(xing),可以🏃🏻‍♂️判(pàn)斷測量(liang)結果是(shi)否在可(ke)控範圍(wei)内，校準(zhǔn)是否有(yǒu)效。進行(háng)符✔️合性(xing)評㊙️定的(de)同時,能(néng)幫助用(yong)戶理解(jiě)校準結(jie)果消除(chu)疑慮,亦(yi)可有效(xiào)分析出(chu)問題所(suǒ)在,使得(de)使用方(fang)更容易(yì)對症下(xià)藥進行(háng)整改。
2流(liu)量計原(yuan)理
2.1電磁(ci)流量計(jì)
　　電磁流(liu)量計是(shì)應用法(fa)拉第電(diàn)磁感應(ying)原理,根(gen)據:導電(diàn)流體通(tōng)過外加(jiā)磁場時(shí)感生的(de)電動勢(shì)來測量(liàng)導電流(liu)體流量(liàng)的一種(zhǒng)儀器。體(ti)積流量(liang)q.與産生(sheng)的電動(dong)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻勢成正(zheng)比,檢測(ce)電動勢(shì)信号即(jí)可求出(chu)對應流(liú)量值。
2.2超(chāo)聲波流(liú)計
　　超聲(sheng)波流量(liang)計 現場(chǎng)校準一(yi)般使用(yong)外夾式(shì)時差法(fa)超聲波(bo)流量計(ji)🈲。在規定(ding)位置安(an)裝兩個(gè)超聲波(bō)換能器(qi)相互發(fā)射超聲(shēng)波信号(hào)🐇,使聲波(bo)在流體(ti)🙇‍♀️中傳播(bō),順流方(fang)向聲波(bō)傳播速(su)度會增(zeng)大,逆流(liú)方向則(ze)減㊙️小。同(tong)一傳播(bō)距離就(jiu)有不同(tóng)的傳播(bo)時間,利(li)用傳播(bo)速度之(zhi)差與被(bèi)測流體(ti)流速之(zhī)關系求(qiú)取流速(su)，再根據(jù)流體截(jié)面積計(jì)算💰出體(ti)積流量(liàng)。
3符合性(xìng)評定來(lai)源和影(yǐng)響因素(su)
　　雖然标(biāo)準器與(yǔ)被檢儀(yí)表在同(tóng)一個管(guǎn)道中，介(jie)質的物(wu)理性😘質(zhì)、環境條(tiao)件和安(an)裝位置(zhi)基本相(xiàng)同,但同(tóng)樣的因(yin)素對不(bu)同種類(lèi)的流量(liang)計影響(xiang)卻不一(yi)樣。這就(jiu)決定了(le)兩個精(jing)📱度相近(jìn)的流量(liàng)計在相(xiang)同條件(jiàn)下測💘量(liang)結果可(ke)能相差(chà)很大，這(zhe)些會導(dǎo)緻校準(zhun)👉結果偏(pian)移💛的因(yin)素就是(shi)符合性(xing)評定的(de)來源。
3.1必(bì)須符合(he)的因素(su)
3.1.1是否滿(mǎn)管的影(yǐng)響
　　電磁(ci)流量計(jì)和超聲(shēng)波流量(liang)計都屬(shu)于速度(du)式流量(liàng)計,測量(liang)🌍得到的(de)是管道(dào)内的平(ping)均流速(su),再根據(jù)管道截(jie)面積計(jì)算出流(liu)量值。然(rán)而當管(guan)道内流(liu)體不是(shi)滿🐅管狀(zhuàng)态時,實(shi)際流體(ti)截面積(jī)小于滿(mǎn)管時的(de)流體截(jie)面積,測(ce)量🌈的結(jie)果就會(huì)偏離很(hen)✉️大。所以(yǐ)測量前(qián)一定要(yào)确認流(liú)體是否(fou)處于滿(man)管流動(dòng)狀态,對(dui)于非滿(man)管的管(guǎn)道,無法(fa)進行有(you)效的校(xiao)準🌍測量(liàng)。
3.1.2安裝位(wèi)置的影(yǐng)響
　　在流(liú)量計安(ān)裝位置(zhi)的下遊(you)應有一(yī)定的背(bèi)壓,才能(neng)确保流(liu)體🐆充🏃🏻滿(mǎn)管道。一(yī)般的安(an)裝位置(zhi)有四種(zhong):高位水(shuǐ)平🏒安裝(zhuang)、低位🙇‍♀️水(shui)平安裝(zhuāng)🔞、垂直向(xiàng)下安裝(zhuāng)和垂直(zhi)向上安(an)裝。如圖(tú)1所示,其(qi)中高位(wei)水♋平安(an)裝和垂(chuí)直向下(xia)安裝極(jí)容易導(dao)緻流體(ti)非滿管(guan)的情況(kuàng),隻允許(xǔ)垂直向(xiang)上安裝(zhuāng)和低位(wei)水平安(an)裝。

3.2需要(yao)附加進(jìn)行評定(ding)的因素(sù)
3.2.1前後直(zhí)管段的(de)影響
　　流(liu)量計保(bǎo)證儀表(biǎo)安裝前(qián)後有一(yī)定長度(dù)的直管(guan)段,以😘确(que)保🔴流體(tǐ)到達被(bèi)檢儀表(biǎo)時管道(dao)截面流(liú)速軸對(duì)稱分布(bù)。對于電(dian)🏃磁流量(liang)計✊,當流(liu)體流速(sù)分布不(bu)均勻時(shi),每個流(liu)動質點(dian)相對🧑🏽‍🤝‍🧑🏻于(yu)電極幾(jǐ)何位置(zhi)的不同(tóng),對電極(jí)所産生(shēng)的感應(ying)✨電動勢(shi)的大小(xiao)也不同(tóng),測量結(jié)果就會(huì)有偏差(cha)。
　　超聲波(bō)流量計(ji)對直管(guǎn)段要求(qiú)相比于(yú)電磁流(liú)量計更(gèng)加苛刻(kè),當流體(tǐ)不穩定(dìng)時,對聲(sheng)波傳播(bō)速度和(he)方向影(yǐng)響很大(da)。在前後(hòu)直管段(duàn)相同的(de)情況下(xia)，兩種流(liu)量計的(de)🎯測量誤(wù)差也不(bú)一樣。
3.2.2介(jiè)質的影(ying)響
　　當介(jiè)質爲含(han)有雜質(zhì)的污水(shuǐ)時,會有(you)化學、生(sheng)物、物理(li)🤩污🌐染物(wu)的💋影響(xiang)。對于電(diàn)磁流量(liàng)計,-些沉(chén)澱物會(hui)附着在(zài)電磁流(liu)量計電(dian)極表面(mian)⭐,常常引(yǐn)起零點(diǎn)變動,故(gù)必須确(què)認是否(fǒu)周期性(xìng)清理,未(wèi)定期清(qīng)理的電(diàn)磁流量(liàng)計會帶(dài)有附加(jiā)誤差⛱️。
　　污(wū)水流動(dong)過程中(zhong)比淨水(shui)更容易(yi)産生氣(qì)泡，污水(shui)中的🧑🏽‍🤝‍🧑🏻固(gù)體🔱顆粒(lì)、生物因(yīn)子、氣泡(pao)會嚴重(zhòng)阻礙超(chāo)聲波的(de)傳播和(he)信号接(jie)🛀🏻收,對超(chāo)聲波流(liú)量計的(de)測量精(jīng)度影響(xiang)是非💋常(cháng)嚴重的(de)。
3.2.3漸擴管(guǎn)和漸縮(suō)管的影(yǐng)響
　　當管(guan)道設計(jì)與電磁(cí)流量計(ji)口徑選(xuan)型不符(fu)時,常常(chang)使用漸(jian)變管進(jin)行變徑(jìng)。根據試(shi)驗研究(jiu),角度小(xiǎo)于15°、直管(guan)段距離(li)大于💜5D(D爲(wèi)管道直(zhi)徑)的漸(jian)擴管和(he)漸縮管(guan)對流體(ti)狀态幾(jǐ)乎🔴沒有(you)影響;而(ér)角度大(da)于15或直(zhí)管段距(ju)離小于(yu)5D時,應當(dang)考慮💃漸(jiàn)擴管和(hé)漸縮管(guǎn)對測量(liàng)結果的(de)影響。
3.2.4管(guan)道狀态(tài)的影響(xiang)
　　管道的(de)缺陷一(yī)般包括(kuò):管道外(wài)部起鏽(xiù)或附着(zhe)污泥,導(dǎo)緻外徑(jìng)測量偏(pian)大;管道(dào)類型爲(wei)卷鋼,有(you)焊接痕(hén)迹突起(qǐ),導緻外(wai)徑測量(liang)👨‍❤️‍👨偏大;管(guan)道老化(huà)内部有(you)鏽層，導(dao)緻内徑(jing)🐪實際值(zhi)偏小，流(liu)量随之(zhī)🔞偏小。
　　電(dian)磁流量(liang)計與超(chāo)聲波流(liu)量計流(liu)量計算(suàn)原理同(tong)爲流🌍體(tǐ)平均流(liu)速乘以(yǐ)流體截(jié)面積，因(yīn)此内徑(jing)偏差導(dao)緻的流(liú)體截面(mian)積誤差(cha)會對兩(liǎng)種流量(liàng)計造成(cheng)影響。超(chao)聲波流(liu)量計🔞安(ān)裝時需(xu)要測量(liàng)管道外(wai)徑,壁厚(hòu)的測量(liang)隻在打(da)磨處進(jin)行,因爲(wèi)内徑=外(wài)徑-壁厚(hou),此時要(yao)考慮外(wai)徑測🈲量(liàng)偏大的(de)影響。
3.2.5超(chao)聲波流(liú)量計換(huan)能器安(ān)裝距離(lí)的影響(xiang)
　　參考文(wen)獻中的(de)試驗結(jie)果,超聲(shēng)波流量(liàng)計換能(néng)器安裝(zhuang)‼️距離✔️的(de)偏差也(yě)會導緻(zhi)測量結(jie)果有誤(wu)差。當傳(chuán)感器之(zhī)間的安(an)裝距離(lí)的相對(dui)誤差爲(wèi)4.7%時,流量(liang)相對誤(wu)差爲10.7%;管(guan)道内徑(jing)相對誤(wù)🤩差爲-3.3%時(shi),流量相(xiàng)對誤差(chà)爲-5.5%。因此(ci)安裝距(jù)離對于(yu)超聲波(bo)流量🏃🏻‍♂️計(ji)的影響(xiang)🔞是非常(cháng)大的。須(xū)根據有(yǒu)✉️無換能(neng)器安裝(zhuang)标尺,現(xiàn)場操作(zuò)等因素(sù)🔅評估誤(wù)差。
3.2.6其它(tā)因素影(yǐng)響
　　測量(liang)過程中(zhong)還有其(qí)它因素(sù)會導緻(zhi)測量結(jie)果的失(shī)準,如:電(diàn)磁流🐅量(liang)計周圍(wéi)磁場影(ying)響、電磁(ci)流量計(jì)遠傳線(xiàn)路過長(zhang)對信号(hào)影❌響、噪(zao)💋音對超(chao)聲波流(liú)量計的(de)聲波影(yǐng)響💁、流量(liàng)計離泵(bèng)過✍️近(小(xiǎo)于30D距離(lí))帶來的(de)流場不(bu)均勻的(de)影🐇響等(deng)。這些㊙️都(dou)是無法(fǎ)🔞現場量(liàng)化的誤(wu)差來源(yuan),應盡量(liàng)避免，消(xiāo)除産生(shēng)🍉誤差的(de)可能❓性(xing)。
4評估與(yu)計算
　　用(yong)戶關心(xin)的是現(xiàn)場環境(jing)下流量(liàng)的測量(liàng)是否準(zhǔn)确。由♋于(yu)缺乏專(zhuan)🚶業性,用(yong)戶會認(rèn)爲校準(zhǔn)結果中(zhōng)的示值(zhí)誤差🔴就(jiù)應該代(dài)表流量(liàng)測量時(shí)流量計(ji)的準确(que)性,經‼️常(chang)對證書(shū)給出的(de)不确定(ding)度置🈲之(zhi)不理。
　　除(chú)了前文(wén)提到的(de)測量結(jié)果的重(zhòng)複性、标(biāo)準器示(shì)值誤🆚差(cha)💋引起的(de)不确定(dìng)度u1、u2,引入(ru)各種幹(gan)擾因子(zi)的不确(que)🔱定度🈲分(fèn)量應附(fù)加到校(xiào)準結果(guo)中,根據(jù)需要附(fù)加進行(háng)評定📞的(de)因素,有(yǒu)u3、u4、u5、u6等。得到(dao):

5結論
　　最(zui)後評估(gū)的U95根據(jù)現場環(huan)境與測(ce)量過程(cheng)一般在(zai)1.0%~4.0%之間。當(dāng)|0|≤MPEV+Uqs時,校準(zhun)符合性(xìng)判斷不(bu)合格;當(dāng)MPEV-U95≤|O|≤MPEV+U95時,根據(jù)《JJF1094--2002測量儀(yí)器特性(xing)評🌐定》定(ding)義,校準(zhun)符合性(xing)結果屬(shǔ)于待定(dìng)。即可以(yǐ)通過采(cai)用精度(dù)更高🌈的(de)測量标(biao)準、改善(shàn)環境條(tiao)件、增加(jia)測量次(cì)數和改(gai)變測量(liàng)方法等(děng)措施❤️,以(yi)降低測(ce)‼️量不确(què)定度😍評(ping)定。然而(ér)限制于(yú)校準方(fang)法的困(kùn)乏、标準(zhǔn)器精度(dù)的局限(xian)、現場環(huan)境的客(ke)觀存在(zai),不确定(dìng)度的評(ping)定始終(zhōng)無法達(da)到U95≤1/3MPEV的程(chéng)度,測量(liang)誤差也(ye)基本不(bú)可能滿(mǎn)足|Δ|≤MPEV-U95,那麽(me)對電磁(cí)流量計(jì)的校準(zhun)符合性(xing)研究結(jié)果隻能(neng)停留在(zài)待定😘與(yu)不合格(ge)之間。

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