摘要：大(dà)口徑 (DN ≥400mm) 電磁流(liu)量計 廣泛用(yòng)于國、省控重(zhong)點排污企業(ye)的進出口，但(dan)由于拆卸困(kun)難、不可停運(yùn)、經濟成本等(děng)原因，導緻無(wu)法離線定期(qī)檢定，造成計(ji)量失控，甚至(zhì)引發貿易糾(jiu)紛。文🥰章主要(yào)從影響流量(liàng)計測量結果(guo)的現場安裝(zhuāng)、校準方法、計(ji)算💰公式等因(yin)素進行分析(xi)，确立校準體(tǐ)系研🈲究以期(qī)确保流量計(jì)測量數據的(de)正确率和可(kě)靠性，爲大口(kou)徑電磁流量(liang)計的量值溯(su)源提供技術(shu)支撐。
0引言
　　電(diàn)磁流量計 是(shì)以法拉第電(diàn)磁感應定律(lü)爲依據的流(liú)量測量儀表(biǎo)。其以精度高(gao)、可靠性高、多(duo)功能化、低能(neng)耗等優點廣(guǎng)泛應用于污(wu)水、化工、自來(lai)水行業等諸(zhu)多行業[1]。但受(shòu)限于計量過(guò)程的連續性(xìng)，使用中的大(da)口徑(DN≥400mm)流量計(ji)由于拆卸困(kun)難、不可停運(yùn)、經濟成本等(deng)原因，導緻🔴無(wú)法離線定期(qī)檢定。因此，電(diàn)磁流量計在(zai)線校準體系(xì)研究需進一(yī)✏️步完善，以期(qī)對提高計量(liàng)器具的工🆚作(zuò)效率、完🔞善量(liàng)值傳遞和溯(su)源體系、确保(bǎo)計量數據的(de)正确可靠等(děng)具有深遠意(yì)義。
1電磁流量(liang)計的前期安(an)裝、維護和接(jiē)地
(1)電磁流量(liang)計的現場安(an)裝必須嚴格(ge)按使用說明(míng)進行，應用電(diàn)磁流量計測(ce)量液體的電(diàn)導率應大于(yú)10-5S/cm。首先傳感器(qì)的安💋裝位置(zhi)必🍓須保證被(bèi)測液體完全(quán)充滿測量管(guan)，有必要時進(jin)❌行定期清洗(xi)，如果電極被(bei)沉積層覆蓋(gai)或被沉積🏒層(ceng)短路,将輸送(sòng)不出信号産(chan)生👌粗大誤差(chà)F。其次電磁流(liú)量計使用前(qián)還應根據被(bèi)測液體的種(zhǒng)類🌂、性能、溫度(du)和壓力選用(yong)具有合适的(de)内㊙️襯及電極(jí)✍️的傳感器。最(zui)後.選擇流量(liang)計量程時應(yīng)不低于設計(ji)的最大流❤️量(liang)值,正常使用(yong)的流量最好(hǎo)處于流量計(ji)滿量程的30%~80%之(zhī)🍉間。
(2)爲便于檢(jiǎn)修,傳感器上(shang)下遊應安裝(zhuang)閥門并有旁(pang)路,傳感器和(he)轉換器的安(ān)裝處應避免(miǎn)有較強的交(jiāo)直流磁場或(huo)劇烈的振動(dong)。上遊如有彎(wān)頭、三通、同心(xīn)異徑管或全(quan)開閘✨閥後,傳(chuán)感器上遊離(lí)電極的中心(xin)線應有至少(shǎo)5倍管道内直(zhí)徑的直管段(duàn),如有🔞不同開(kāi)度的閥門,應(yīng)有10倍管徑的(de)直管段,如圖(tu)1所示，下遊直(zhi)管段爲2~5倍管(guan)徑的直管段(duàn)即可。此外爲(wei)避免流速分(fen)布及渦旋對(duì)♈測量的影響(xiǎng), 流量調節閥(fa) 應設置在傳(chuán)感器的下遊(you),當上遊直管(guǎn)段長度不夠(gòu)時,在♌壓損許(xu)可情況下可(ke)安裝流動調(diào)整器，安裝後(hou)👅其直管段長(zhang)度👣應達到流(liu)動調整器說(shuō)明書的要求(qiu)。

(3)電(diàn)磁流量計流(liu)量信号是以(yi)被測導電液(yè)體爲基準電(dian)位的，整個測(cè)量管道内的(de)導電液體看(kan)成電阻爲💃🏻零(ling)的🏃🏻導體⛱️，兩個(ge)電極對導電(dian)液體爲基準(zhun)電位的，整個(gè)測量⭕管道内(nèi)的導電液體(tǐ)看成電阻爲(wèi)零的導體🍓[7]。當(dāng)傳感器前後(hòu)爲金屬管道(dào)，應♈合理接地(di)，如圖2所示，如(ru)果液體輸🤩送(song)管道爲非金(jīn)屬管或其他(ta)絕緣管，應🔞在(zai)傳感器和輸(shu)液管道之間(jiān)裝内部與液(yè)體接🐇觸的金(jīn)屬接液環(或(huò)稱🐅接地環)，然(rán)後用導線與(yu)傳感器接地(dì)端連接接地(dì)[4]，如圖3所示。


2電(diàn)磁流量計的(de)在線校準方(fāng)法
(1)目前解決(jue)電磁流量計(ji)在線校準有(yǒu)兩種主流方(fang)案：一🈲種是勵(li)磁線圈檢查(chá)法這種方法(fǎ)又稱爲電磁(cí)流量計的"幹(gàn)标"方法，另一(yi)種是外夾式(shi)超聲流量計(jì)校準法，也☂️稱(chēng)"非接觸測量(liang)法"。但"幹☎️标"方(fāng)法中由于标(biāo)準線圈是直(zhi)接設計到流(liu)量計表體中(zhōng)的，無法對其(qi)電阻等指标(biao)的🈲性能進行(hang)定期溯源，導(dao)緻✏️無法判斷(duan)一🥵段時間後(hòu)标準線圈的(de)計量特性是(shi)否發生變化(hua)，所以"幹标"很(hen)難有效實現(xian)量☀️值溯源[3]。相(xiang)比較"幹标"方(fang)法的檢測，外(wài)夾式超聲流(liu)量計的檢測(cè)具備不停流(liu)、不截管，不受(shòu)被測流體溫(wen)度、壓力♍、密度(du)的影響等現(xiàn)場校準優勢(shi)。
(2)外加式超聲(shēng)流量計校準(zhǔn)法現場校準(zhun)時檢測人員(yuan)應首先檢查(cha)✨流量計轉換(huàn)器内置的影(ying)響計量精度(dù)的關鍵參🚶數(shù)輸入是🌈否正(zheng)确，詢問工作(zuo)人員的日常(cháng)流量，并觀察(chá)并計算流量(liang)計一段時間(jian)内的平均流(liu)速，根據标準(zhun)表在實🧑🏾‍🤝‍🧑🏼驗室(shì)标準裝置比(bi)對的大數據(ju)，輸入标準表(biao)與被檢流量(liang)計的管徑和(he)流速相近的(de)💘标定系數，外(wài)徑、壁厚等參(can)數根據流量(liang)計在線操作(zuo)說明現場實(shi)測輸入。計算(suàn)示值誤差時(shi)采用累積流(liú)量法，分三次(ci)分别讀取标(biao)準表和被檢(jiǎn)表一定時間(jiān)的流量累積(jī)值作爲測🚶量(liàng)标準表的标(biāo)準值和被檢(jiǎn)流量計示值(zhi)[6]，每次🈲測量時(shí)間爲30min，條件許(xu)可🧡或者一天(tian)🈚間内流量變(biàn)化比較大的(de)情況下可測(cè)量差異明顯(xiǎn)的三個流量(liang)點。
3電磁流量(liàng)計的在線校(xiào)準流程
(1)校準(zhǔn)方法：非接觸(chu)測量法，即利(lì)用 外加式超(chao)聲流量計 夾(jiá)持在被測流(liú)量計管道上(shang)，通過比對兩(liang)台流量計的(de)累🔴積流量誤(wù)差确定被檢(jiǎn)流量計的計(ji)量特性[7]。
(2)校準(zhun)項目：電磁流(liu)量計累積流(liu)量的示值誤(wù)差。
(3)測量依據(ju)：JJG1033-2007《電磁流量計(jì)檢定規程》。
(4)環(huan)境條件：溫度(du)：(0～45)℃，相對濕度：(40%～90%)RH，外(wai)界磁場、震動(dong)和噪聲應小(xiǎo)到☎️對标㊙️準表(biao)和被檢表的(de)影響可忽略(luè)不計。
(5)工作介(jie)質：充滿封閉(bì)管道的單相(xiàng)流體。
(6)測量設(shè)備如表1所示(shì)。

4校準體系中(zhōng)測量結果的(de)處理
4.1校準結(jie)果計算
(1)流量(liàng)點每次測量(liàng)的在線示值(zhí)誤差Eij按式(1)計(jì)算

式(1)中：
Qij--第i流(liu)量點第j次校(xiao)準時的流量(liang)計累積示值(zhi)；
(Qs)ij--第i流量點第(di)j次校準時的(de)标準表累積(ji)示值。
取三次(ci)測量的在線(xiàn)示值誤差平(ping)均值作爲該(gai)流量⭐點的在(zài)線示值誤差(cha)Ei。
(2)流量計在線(xian)系數修正
　　完(wán)成在線校準(zhǔn)後，當流量點(diǎn)的在線示值(zhí)誤差平均值(zhi)Ei超👉過流量計(ji)的精度等級(ji)時，如流量計(jì)用戶要求，可(kě)通🙇🏻過計算新(xīn)在線修正系(xì)數而方便用(yong)戶調整示值(zhi)誤差[7]。
新修正(zhèng)系數按公式(shì)(2)計算：

式(2)中：K
i--第(di)i校準點新在(zài)線修正系數(shu)；
K0--流量計内置(zhì)修正系數
Ei--流(liu)量計在線示(shì)值誤差；
　　當校(xiào)準流量點數(shu)多于一個時(shi)，流量計各流(liu)量點平均在(zài)線修正系數(shù)K按公式(3)計算(suan)：

式(3)中：m-流量點(diǎn)數。
　　校準後當(dang)在線示值誤(wù)差平均值Ei不(bú)超過流量計(jì)精度等級✂️時(shi)，則Ki=K0。
(3)重複性
　　流(liú)量計示值誤(wu)差的重複性(xing)S(Ei)建議采用極(jí)差法計算。
1)計(ji)算單個測量(liàng)點示值誤差(cha)的平均值：

式(shi)(5)中：R是極差系(xì)數，即R=Emax-Emin
　　C是極差(chà)系數，可查表(biao)得到，極差系(xì)數表如表2所(suǒ)示。

3)取流量計(jì)所有流量點(diǎn)的重複性最(zui)大值作爲該(gai)台流🙇🏻量計的(de)📞重🐕複性S(Ei)。
4)當以(yi)算術平均值(zhí)`E作爲被測量(liang)的示值誤差(cha)時，則重複性(xing)引入的标準(zhǔn)不确定度。

　　當(dāng)校準結果的(de)重複性S(Ei)超出(chu)精度等級的(de)1/2時，在校準證(zheng)書上應給出(chū)相關提示。
5結(jie)論
　　 大口徑電(dian)磁流量計在(zài)線校準體系(xi)的構建主要(yào)從"安裝是基(jī)礎，标準很關(guān)鍵，方法需創(chuàng)新，數據是體(tǐ)現"等方面進(jìn)行構思，解💰決(jue)了企業拆卸(xie)困難、斷流停(tíng)産、計量失控(kong)等問題，保證(zheng)了量值溯源(yuan)和測量數據(jù)的💰正确可靠(kào)，因爲非接觸(chu)測量方法所(suǒ)用标準設備(bei)的不同，文章(zhang)不在進行具(jù)體的不确定(dìng)度評定。但作(zuò)爲‼️标準表的(de)便🐕攜式超聲(shēng)流量計💞現場(chǎng)測量時具有(you)其局限性，當(dang)懸浮顆🌏粒或(huo)者氣泡超過(guò)✂️一定範圍時(shí)或🔞不滿管、前(qian)後直管段⭕不(bú)滿足等原因(yin)都會産生粗(cū)大誤差，尤其(qí)當管道的襯(chen)裏或結垢太(tai)厚、襯裏與管(guan)剝離或鏽蝕(shi)嚴重時無法(fa)正确測量。所(suǒ)以标準表的(de)選擇以及正(zheng)确測量管道(dao)内徑是體系(xi)的關鍵，因爲(wèi)當标準設備(bei)無法正确測(cè)量時也☂️就失(shi)去了現場校(xiao)準的實際意(yì)義。

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