摘要：大(da)口徑 (DN ≥400mm) 電磁流(liú)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(kùn)難、不可停運(yun)、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(zhi)引發貿易糾(jiū)紛。文章主要(yao)從影響流量(liàng)計測量結果(guǒ)的現場安裝(zhuang)、校準方法、計(jì)算公式等因(yīn)❄️素進行分析(xī)，确立校準體(ti)系研究以期(qī)确保流量計(ji)測量數據的(de)正确率和可(kě)靠性，爲大口(kǒu)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(shi)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(duō)功能化、低能(néng)耗等優點廣(guǎng)泛應用于污(wu)水、化工、自來(lái)水行業等諸(zhu)多行業[1]。但受(shòu)限于計量過(guo)程的連續性(xing)，使🏒用中的大(da)口徑(DN≥400mm)流量㊙️計(jì)由于拆卸困(kun)難、不可停運(yùn)、經濟成本等(děng)🛀🏻原因，導緻無(wú)法離線定期(qi)檢定。因此，電(dian)磁流量計在(zai)線校準體系(xì)研究需進一(yi)步完善，以期(qī)對提高計量(liang)器具的工作(zuo)效率、完善量(liàng)值傳遞和溯(sù)源體系、确保(bǎo)計量數據的(de)正确可靠等(deng)具有深遠意(yi)義。
1電磁流量(liàng)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(dian)磁流量計測(cè)量液體的電(dian)導率應大于(yú)10-5S/cm。首先傳感器(qì)的安裝位置(zhì)必須保證被(bei)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(gài)或被沉積🐉層(ceng)短路,将輸送(sòng)不出信号産(chan)生🍓粗大誤差(cha)F。其次電磁流(liú)量計使用前(qian)還應根據被(bèi)測🌈液體的種(zhong)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(jì)的最大流量(liàng)值,正常使用(yòng)的流量最好(hǎo)處于流量計(jì)滿量程的30%~80%之(zhī)間。
(2)爲便于檢(jian)修,傳感器上(shàng)下遊應安裝(zhuang)閥門并有旁(pang)路,傳感器和(hé)轉♉換器的安(an)裝處應避免(mian)有較強的交(jiao)直流磁場或(huò)劇烈🤩的振動(dòng)。上遊如有彎(wān)頭、三通、同心(xīn)異⭐徑管或全(quan)開閘閥後,傳(chuan)感器上遊離(lí)電🤞極的中心(xīn)線應有至少(shǎo)5倍管道内直(zhí)徑的直管段(duan),如有不同開(kai)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(duan)即可。此外爲(wèi)避免流速分(fen)布及渦旋對(dui)測量的影響(xiang), 流量調節閥(fá) 應設置在傳(chuán)感器的下遊(you),當上遊直管(guan)段長度不夠(gòu)時,在壓損許(xǔ)🔅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(liú)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(kàn)成電阻爲零(ling)的導體，兩個(gè)✍️電極對導電(diàn)液體爲基準(zhun)電位的，整㊙️個(gè)測量管道内(nèi)的導電液體(ti)看成電阻爲(wei)零的導體[7]。當(dang)傳感器前後(hòu)爲金屬管道(dao)，應合理接地(dì)，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(zài)傳感器和輸(shu)液管道之間(jiān)裝内部與液(ye)體接🌂觸的金(jin)屬接液環(或(huò)稱接地環)，然(rán)後用導線與(yu)傳感器接地(di)🐕端連接接地(dì)[4]，如圖♻️3所示。


2電(dian)磁流量計的(de)在線校準方(fang)法
(1)目前解決(jué)電磁流量計(jì)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(fa)又稱爲電磁(cí)流量計的"幹(gàn)标"方法，另一(yī)種🌏是外夾式(shì)超聲流量計(ji)校準法，也稱(cheng)"非接觸測量(liang)🥰法"。但"幹标"方(fang)法中由于标(biao)準線圈是直(zhi)接設計到流(liú)量計表體中(zhong)的，無㊙️法對其(qi)電阻等指标(biāo)的🔞性能進行(hang)定期溯源，導(dao)緻無法判斷(duàn)一段時間後(hou)标🔅準線圈的(de)計量特性是(shì)否發生變化(hua)，所以"幹标"很(hěn)☎️難有效實現(xian)量🚩值溯源[3]。相(xiang)比較"幹标"方(fāng)法的檢測，外(wài)夾式超聲🔴流(liu)量計的檢測(ce)具備不停流(liu)、不截管，不受(shou)被測流體溫(wēn)度、壓力、密度(du)的影響等現(xiàn)場校準優勢(shì)。
(2)外加式超聲(shēng)流量計校準(zhun)法現場校準(zhun)時檢測人員(yuán)應首先檢查(chá)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼流量計轉換(huàn)器内置的影(ying)響計量精度(dù)的關鍵參數(shu)輸♉入是🙇‍♀️否正(zhèng)确，詢問工作(zuo)人員的日常(chang)流量，并觀察(chá)并計算流量(liang)計一段時間(jian)内的平均流(liú)🈲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(liàng)計的管徑和(hé)🔞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(suan)示值誤差時(shi)采用累積流(liú)量法，分三次(cì)分别讀取标(biāo)準表和被檢(jian)🙇🏻表一定時間(jiān)的流量累積(ji)值作爲測🌈量(liàng)标準表的标(biao)準值和被檢(jian)☔流量計示值(zhí)[6]，每次測量時(shi)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(liang)計的在線校(xiao)準流程
(1)校準(zhǔn)方法：非接觸(chu)測量法，即利(li)用 外加式超(chao)聲流量計 夾(jiá)持在被測流(liu)量計管道上(shang)，通過比對兩(liǎng)台流量計的(de)⭐累積😄流量誤(wù)差确定被檢(jian)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(wu)差。
(3)測量依據(jù)：JJG1033-2007《電磁流量計(ji)檢定規程》。
(4)環(huán)境條件：溫度(du)：(0～45)℃，相對濕度：(40%～90%)RH，外(wai)界磁場、震動(dòng)和噪聲應小(xiǎo)到對标準🐪表(biǎo)和被檢表的(de)影響可忽略(luè)不計。
(5)工作介(jiè)質：充滿封閉(bi)管道的單相(xiàng)流體。
(6)測量設(she)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(jié)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(liú)量點第j次校(xiào)準時的流量(liang)計累積示值(zhí)；
(Qs)ij--第i流量點第(dì)j次校準時的(de)标準表累積(ji)示值。
取三次(cì)測量的在線(xian)示值誤差平(píng)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(zhun)後，當流量點(dian)的在線示值(zhi)誤差平均值(zhi)Ei超過流量計(jì)的精度等級(jí)時，如流量計(jì)用戶要求，可(ke)通過計算新(xīn)在線修正系(xi)數而方便用(yòng)戶調整示值(zhi)誤差[7]。
新修正(zheng)系數按公式(shi)(2)計算：

式(2)中：K
i--第(di)i校準點新在(zai)線修正系數(shù)；
K0--流量計内置(zhi)修正系數
Ei--流(liú)量計在線示(shì)值誤差；
　　當校(xiào)準流量點數(shù)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(suàn)：

式(3)中：m-流量點(diǎn)數。
　　校準後當(dang)在線示值誤(wu)差平均值Ei不(bú)超過流量計(ji)精度💛等✂️級時(shí)，則Ki=K0。
(3)重複性
　　流(liu)量計示值誤(wù)差的重複性(xìng)S(Ei)建議采用極(jí)差法計算。
1)計(jì)算單個測量(liang)點示值誤差(chà)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(biǎo)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(xìng)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(chū)精度等級的(de)1/2時，在校準證(zhèng)書上應給出(chu)相關提示。
5結(jie)論
　　 大口徑電(diàn)磁流量計在(zài)線校準體系(xì)的構建主要(yao)從"安裝是💜基(ji)礎，标準很關(guan)鍵，方法需創(chuàng)新，數據是體(ti)現"等方面進(jin)行構思，解‼️決(jué)了企業拆卸(xie)困難、斷流停(ting)産、計量失控(kòng)等問題，保證(zhèng)了量值溯源(yuán)和測量數據(ju)的正确可靠(kào)，因爲非接觸(chù)測量方法所(suo)用标準設備(bèi)的不同，文章(zhāng)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(chang)測量時具有(yǒu)其局限性，當(dāng)👅懸浮顆粒或(huò)者😘氣泡超過(guò)一定範圍時(shí)或不滿管、前(qián)後直管段不(bu)滿足等原因(yīn)都會産生粗(cu)大誤差，尤其(qi)💃當管道的襯(chèn)裏或結垢太(tài)厚、襯裏與管(guǎn)剝‼️離或鏽蝕(shí)嚴重時無法(fa)正确測量。所(suo)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(wei)當🔴标準⭕設備(bèi)無法正确測(ce)量時也就失(shī)去了現場校(xiào)準的實際意(yi)義。

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