摘要:目前電磁(cí)流量計 的标定(dìng)大部分是在标(biāo)準表法裝置或(huo)靜态稱重體積(ji)罐)裝置上進行(háng)的，而靜态稱重(zhong)都以換向器法(fa)爲主。對于小口(kǒu)徑電磁流量計(jì) ，比如4~15mm口徑，由于(yú)沒有合适的精(jīng)度高的标準表(biǎo)而往往♍采用稱(cheng)🛀重🐇法裝置标定(dìng)。相對于動态換(huan)向器法裝置，閥(fa)🈲門啓停的稱重(zhòng)裝置以下簡稱(chēng)啓停法裝置)具(ju)👅有設計難度低(dī)，成本低的優勢(shì)❌。但是由于閥門(mén)啓停在标定狀(zhuang)㊙️态下不是連續(xu)流，因此啓停效(xiao)應對電磁💯流量(liang)計的影響有待(dai)分析。本文從示(shi)值🚩誤差和重複(fu)性兩個角度對(duì)啓停效應對标(biāo)定結果的影響(xiǎng)💔進行了評估。
0引(yin)言
　　目前标定電(dian)磁流量計的主(zhǔ)流标定裝置有(you)标準表法流🔆量(liàng)标準裝置，稱重(zhong)法液體流量标(biāo)準裝置體積罐(guàn)法液體✍️流量🏃标(biāo)準裝置)。另外還(hai)有使用閥門啓(qǐ)停👈的靜态稱重(zhong)法液體流量标(biao)準裝置簡💛稱啓(qǐ)停法裝置)。通常(cháng)而言，啓停法裝(zhuang)置不适🔞合标定(ding)速度式流量計(ji)的低流速區”，尤(yóu)其是中❄️大口徑(jìng)渦街⛱️流量計。但(dàn)是對于微小流(liú)量☔标定，由于啓(qi)停法裝置設計(jì)簡單，且成本低(dī)，維護方便，如果(guǒ)能使用得當，還(hái)是有一定優勢(shi)。本文旨在研究(jiu)啓停法裝置用(yong)于标定㊙️微小口(kǒu)徑的電磁流量(liàng)計4~15mm)的可行性。
 
1電磁(cí)流量計原理與(yu)特性
　　如圖1所示(shì)，由法拉第電磁(ci)感應定律可知(zhi)，導電液體流💁過(guo)🔅具有👄磁感應強(qiang)度B的磁場時，在(zài)電極兩端産生(sheng)感應電勢E，這個(gè)電勢與流經管(guǎn)道的流體流速(su)成正比四，通過(guò)測量這個電勢(shì)就能夠間接測(cè)量出體積🌈流量(liàng)。
E=kBDV(1)
　　式中:E爲感應電(dian)勢;K爲特征常數(shu);B爲磁感應強度(dù);D爲流量🏃管🐅内直(zhí)徑📱;V爲測量管内(nei)電極斷面.軸線(xiàn)方向平均流速(su)。
　　由測量原理可(ke)知，電磁流量計(jì)是一種速度式(shì)流量計，速度🈲式(shì)流🔞量計一顯著(zhe)的特點就是測(cè)量性能受☁️流體(tǐ)流場特性影響(xiǎng)。通常而言，中高(gao)流速區，線性和(he)重複性較好，而(ér)在低流速區，線(xian)♍性和重❓複性有(you)所下降。因爲在(zai)低流速區電極(jí)接收到的信号(hào)幅值降低，容易(yì)受過程噪聲影(yǐng)響。
 
2閥門啓停
　　閥(fá)門啓停法的流(liú)量标準裝置的(de)簡單示意圖如(rú)圖2所🔆示，循環水(shuǐ)經過泵進入标(biāo)準表和被檢表(biao)，再經過啓停閥(fa)門🙇🏻進入♉秤水箱(xiang)。一個标定過程(cheng)可以通過控制(zhì)啓停🌈閥來控制(zhì)，啓停閥，标準表(biǎo)和被檢.表通過(guo)同步信号同步(bu)計時。啓停閥必(bi)須選用開關動(dòng)作快的閥門，文(wen)本實驗使用的(de)标定裝置啓停(tíng)閥的動作時㊙️間(jiān)小于0.7s。同時，啓停(tíng)閥後端到秤的(de)水箱的管路需(xu)要進行優化設(she)計，以保證每次(ci)啓停時的重複(fú)性達到🐕要求。
　　一(yī)次閥門啓停過(guò)程如圖3所示，當(dang)閥門開啓時，流(liu)量并不能立🤩即(ji)恢複到設定流(liu)量，這需要一個(gè)過程，同理當閥(fá)門關閉💛時，流量(liang)也不能立即恢(huī)複到零流量，也(ye)需要一個過程(cheng)。這個恢複過程(cheng)，對電磁流量計(jì)的影響有多少(shao)，需要評估。
3實驗(yan)研究
　　爲了研究(jiu)裝置閥門啓停(ting)對電磁流量計(ji)标定的影響，有(yǒu)必要先确定測(cè)試裝置的啓停(ting)效應。首先使用(yòng)精度高的質量(liàng)流量☁️計作㊙️爲測(cè)試表，分别在裝(zhuang)置最大流量和(hé)最小流量時🤩測(cè)試了啓停效應(yīng)。該啓停法🤩裝置(zhi)的擴展不确定(ding)🚶‍♀️度爲0.03%(k=2),
3.1質量流量(liang)計的啓停效應(yīng)
　　按照JJG164-2000中描述的(de)方法，一次流量(liang)驗證過程後，在(zài)下一次流量驗(yàn)證♉過程中啓停(tíng)閥門10次，如此重(zhong)複10次。如此得出(chu)📐的質量流♈量計(ji)🏃與秤的示值誤(wu)差如圖4所示。
 
　　在(zai)小流量時，10次閥(fa)門換向和單次(ci)閥門換向的平(píng)均誤差的偏㊙️差(chà)🈚爲0.01%，在大流量時(shí)，約爲0.008%。
　　由此可見(jiàn)從示值誤差的(de)角度分析，該測(ce)試裝置的啓🏃🏻‍♂️停(tíng)效應對質量流(liu)量計來說是非(fēi)常小的，可以忽(hu)🥰略不👅計。
　　同時爲(wèi)了電磁流量計(ji)在該裝置上的(de)啓停效應，選用(yong)了一台重📧複性(xing)和正确定都較(jiào)好的電磁流量(liàng)計，按照💃🏻JIG164-2000做了啓(qǐ)停效應🛀🏻的不确(que)定度評估，評估(gū)結果如表1所示(shi)。使用電磁流量(liàng)計得出的合成(chéng)不确定度爲0.069%要(yào)比質量🌂流量計(jì)得出的合成不(bú)确定度要高許(xu)多💃🏻。而這高不确(que)定度主要由低(di)流速時貢獻的(de)。由此可知，啓停(ting)過程對電磁流(liu)量計有一定的(de)影響，但🛀是對示(shi)值誤差和重複(fu)性究競影響多(duō)大，本文3.2章節進(jìn)行了實驗分析(xī)。
3.2電磁流量計的(de)啓停法标定分(fèn)析
　　本文選擇了(le)2台4mm、2台8mm和1台15mm口徑(jìng)的精度高電磁(ci)流量計，在0.03%擴展(zhǎn)不确定度的啓(qǐ)停法裝置上進(jin)行試驗，該裝💔置(zhì)是具有标準表(biao)和啓停稱重法(fa)的混合型流量(liàng)标定裝置，裝置(zhì)上的标準表爲(wèi)高準Elite系列🈲CMFS010，CMFS015和CMF025各(gè)一台，三台标準(zhun)表的正确率都(dou)優于0.03%。
 
　　将5台電磁(ci)流量計分别使(shi)用閥門啓停法(fǎ)和标準表法在(zai)0.3、1和3m/s的流🍉速下分(fen)别進行了測試(shì)，每個流速點分(fèn)别重🚶‍♀️複了6次。表(biǎo)2顯示了5台表的(de)在各種測試方(fang)法下的示值誤(wu)差和重複性。
 
　　由(yóu)表2轉換出如圖(tú)6和圖7所示的示(shi)值誤差偏差和(hé)重複性偏差👅圖(tu)。由圖6可見，啓停(tíng)效應确實對電(diàn)磁流量計的🌈示(shi)值👣誤差産生🆚了(le)一定的影響，但(dan)示值誤差偏❤️差(chà)都在0.1%之内。而對(dui)于重複性，标💔準(zhǔn)表法和啓停法(fǎ)沒有明顯的區(qū)别。這個測試結(jie)果與表1中使用(yong)電磁流量計測(cè)得的啓停效應(yīng)不确定度是比(bǐ)♍較接近的。圖7是(shi)電磁流量計在(zai)啓停時跟随質(zhì)量流量計标準(zhun)表瞬時流量變(biàn)化的一個實時(shí)圖，說明選用的(de)電磁流量計能(néng)夠很好地跟随(suí)标準表的流量(liàng)變🐉化。
 
4結束語
　　實(shí)驗結果說明，閥(fá)門啓停效應對(duì)小口徑電磁.流(liu)量計在示值🐪誤(wù)差上的體現比(bǐ)較接近使用電(dian)磁流量計的啓(qǐ)停🍉效應☎️不确定(ding)度評估。因此，如(ru)果通過上位機(jī)軟件♻️修正啓停(tíng)效應，同時保證(zhèng)在低流量時的(de)最小稱重，閥📞門(mén)啓停法裝置是(shì)可以用于标♻️定(dìng)小口徑🙇🏻電磁流(liu)量計的，這爲設(shè)計專用的小口(kǒu)徑流量标準🏒裝(zhuāng)置提供了新思(sī)路。
　　另外，某些工(gong)業現場在做小(xiao)口徑電磁流量(liang)計在線故障🛀診(zhěn)斷的👄時候，一個(ge)比較簡單的方(fang)法是使用閥🔞門(mén)啓😍停來控制流(liú)體📧流入一容器(qì)，再将容器稱重(zhong)，這樣可以粗略(lue)判斷流量計的(de)正确率，這時啓(qǐ)停效應的影響(xiang)完全可以不計(jì)，這也爲現場故(gu)障診斷提供了(le)依據。

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