電磁流量(liang)計 以其安(ān)裝方便、正(zhèng)确率高等(deng)優點在自(zì)來水、熱水(shui)熱能貿易(yì)❗結算中被(bei)廣泛應用(yong),并被要求(qiu)進行定期(qi)的計量檢(jian)定。在我國(guo),0.5級以下電(dian)磁流量計(ji)的檢定周(zhou)期⛹🏻‍♀️爲兩年(nian)。事實上💘,許(xǔ)多 大口徑(jing)電磁流量(liang)計 (一般爲(wei)DN400mm以上)由于(yú)拆裝、運輸(shu)和生産等(děng)問題,無法(fa)實現✌️定期(qi)離線檢定(ding),造成計量(liang)失控,引發(fā)諸多貿易(yi)糾紛。因🔞此(cǐ)，需要建✔️立(li)-套能夠對(dui)電磁流量(liàng)計進行在(zai)線檢定或(huo)校準的方(fang)法，在保證(zheng)有效溯源(yuan)性的前提(ti)下,實現對(duì)電磁流量(liang)計的量值(zhi)溯源，從而(er)實現對現(xiàn)場電磁流(liú)量計的在(zai)線計量㊙️檢(jiǎn)定。或最低(di)限度提供(gòng)一🔞種手段(duàn)，能夠對在(zài)線電磁流(liu)量計進行(hang)期間核查(cha),在📞一定不(bu)确定度範(fan)圍内對在(zài)線電磁流(liú)量計的計(ji)量特性進(jin)行确認，達(da)到延長電(dian)磁流量計(ji)🆚離線檢定(ding)周💁期的目(mù)的。
一、研究(jiū)背景
　　根據(ju)上述存在(zai)的問題，有(you)關專家也(ye)提出過多(duo)種在線💃🏻檢(jiǎn)定或校準(zhǔn)方案,歸納(nà)起來,其主(zhǔ)流方案主(zhǔ)要有兩種(zhong):一種🔆是勵(li)磁線圈檢(jian)查法,即在(zài)傳感器安(an)裝勵磁線(xiàn)圈的腔體(tǐ)内置一标(biāo)準線圈,标(biāo)準📐線圈的(de)銅電🌐阻與(yǔ)勵磁線圈(quan)的 銅電阻(zu) 相近,通過(guò)外圍電路(lù)控制實現(xiàn)标準線圈(quan)和勵磁線(xian)圈産生的(de)信号進行(hang)比較,以檢(jian)查勵磁線(xiàn)圈當前産(chan)生的信号(hào)與原來産(chǎn)生信号的(de)一緻性,從(cong)而确定電(diàn)磁流量計(jì)的計量特(tè)性是否發(fa)生變化,這(zhè)種方法又(you)稱爲電磁(ci)流量計的(de)“幹标”方法(fa);另一種方(fāng)🈲法是非接(jie)觸測量法(fa),即利用外(wài)夾式🐪超聲(shēng)波流量計(jì)夾持在被(bèi)🔆測流量計(ji)管🔴道上，通(tōng)過比對兩(liang)台流量計(ji)的流量來(lai)☎️确定被檢(jiǎn)流量計⚽的(de)計量特性(xìng)。
　　應該說上(shang)述兩種方(fāng)法理論上(shang)都有其合(he)理性,但存(cun)在方❓法設(shè)計.上的缺(que)陷，無法保(bao)證量值溯(su)源性和可(ke)靠性,因此(ci),無法🏃🏻‍♂️得到(dao)♻️法律層面(mian)上的認可(ke)。首先,第一(yī)種方法，由(you)于标準線(xian)圈是直接(jiē)設計到流(liu)量計表體(ti)中的，我們(men)無法對其(qi)電阻等指(zhǐ)标的性能(néng)進行定期(qi)的量值溯(sù)源，無法判(pan)斷一段時(shí)間後标準(zhun)線圈的計(jì)量性能是(shì)否發生變(bian)化,所以,用(yòng)其作爲計(ji)量傳遞的(de)标準顯然(rán)有缺陷♊。
第(dì)二種方法(fǎ),時差法 外(wai)夾式超聲(sheng)波流量計(ji) 的優點在(zai)于可以定(dìng)期對 超聲(shēng)波流量計(ji) 進行檢定(dìng)。超聲波流(liu)量計測量(liàng)流量的原(yuan)理是根據(jù)速度面積(ji)法求得流(liú)量qʋ的，其公(gong)示爲
qʋ=`VA(1)
式中(zhong):`V一管道内(nei)流體截面(mian)上平均流(liu)速;A一流體(ti)流經管🐕道(dao)的截✊面積(ji)。
　　從式(1)中可(kě)以看到，要(yao)得到正确(què)的流量,必(bi)須得到正(zhèng)确的管道(dao)🙇🏻平均流速(su)和截面積(ji)。其中，時差(chà)法超聲波(bō)流量計測(ce)量流速可(kě)❗以得到滿(mǎn)意的結果(guo)但是,現場(chǎng)管道由于(yu)未經特别(bie)加工很難(nán)确定管道(dào)的截面積(jī)。因此，無法(fa)👌控制外夾(jia)式超聲波(bo)流量計現(xian)場測量精(jīng)度,通常外(wài)夾式超聲(shēng)波流量計(ji)的測量相(xiàng)對示值誤(wu)差能達到(dào)1%~5%,正确🌈率較(jiao)低,已失去(qu)對現場電(dian)磁流量計(ji)進行比對(duì)的意義🤟。
二(èr)、方案的提(tí)出和分析(xī)
　　比較上述(shu)兩種方案(an)，從理論上(shàng)來講都是(shi)可行的。但(dan)第二💔種方(fāng)法更容易(yi)實現量值(zhi)的溯源和(hé)檢定中不(bu)确定度分(fen)量的控制(zhì)。隻要🔱在量(liang)值傳遞過(guò)程中将流(liu)量測量可(kě)能引入的(de)不🧑🏾‍🤝‍🧑🏼确定度(dù)分量控制(zhi)在可允許(xu)的範圍内(nei),就可以實(shi)現對現場(chǎng)電磁流量(liang)計正确的(de)流量賦值(zhi)。
1.外夾式超(chao)聲波流量(liàng)計工作原(yuan)理和測量(liàng)不确定度(dù)分👈量分析(xī)🐉
　　時差法超(chāo)聲波流量(liang)計是以超(chāo)聲波在流(liu)體内順逆(nì)👈兩個🈲傳播(bō)方🈚向,利用(yong)傳播時間(jian)差與流體(tǐ)流速之間(jiān)的關系求(qiú)得流體流(liú)量的,工作(zuò)原理如圖(tu)1所示。
 
　　根據(jù)聲波在順(shun)逆兩個方(fang)向傳播的(de)時間差可(kě)得到🚶‍♀️該傳(chuan)播方向.上(shang)的流體線(xian)平均流速(sù)(V):
 
　　式中::C一聲(sheng)速;L一聲波(bō)傳播距離(li);0一聲道夾(jia)角;t1、t2--聲波順(shùn)☀️逆😘向🍉傳播(bo)時間。
根據(ju)比爾蓋兒(ér)法計算出(chū)面流速V:
 
　　式(shi)中:K--補償系(xì)數(K=1.119+0.011lgRe;Re爲雷諾(nuò)數),在--定雷(léi)諾數範圍(wéi)内可視💰爲(wèi)常數,在使(shǐ)用中可以(yǐ)通過水流(liu)量标準裝(zhuāng)置标定😘給(gei)出。
　　根據_上(shàng)述公式,可(ke)得流量計(jì)算公式爲(wei)
 
式中:d-管道(dào)直徑。
　　從式(shi)(4)中可以看(kan)到,h以和超(chāo)聲波流量(liàng)計所使用(yong)的時基精(jing)㊙️度相✍️關,作(zuò)爲用于量(liàng)值傳遞的(de)标準表,流(liu)量計可選(xuan)取較高精(jing)🈲度等級的(de)時基，因此(cǐ),t1、t2測量引入(ru)的不确定(dìng)度可以忽(hu)略不計🌈。如(ru)果采取相(xiang)應‼️的措施(shi)保證d和L的(de)測量不确(que)定度足夠(gou)小，直至可(kě)以忽略不(bu)計,則流量(liang)測量的不(bú)确定度僅(jǐn)和K的标定(dìng)精度相關(guan)。
2.外夾式超(chao)聲波流量(liang)計特征尺(chi)寸的确定(dìng)
　　爲保證d和(he)L的測量精(jīng)度足夠高(gāo)，應在被檢(jiǎn)電磁流量(liang)計的管路(lù)上預裝标(biao)準管段以(yi)安裝外夾(jiá)式超聲波(bō)流量計。由(you)于标準管(guan)段是🌍一個(gè)經過加工(gōng)的直管段(duàn),因此,不會(hui)增加太大(da)的成本。
　　标(biāo)準管段内(nei)徑的加工(gong)可參照GB/T2624--2006《用(yong)安裝在圓(yuán)形截面管(guǎn)道中的差(cha)壓裝置測(ce)量滿管流(liu)體流量》中(zhōng)對節流💜件(jian)上遊2D範圍(wei)内管道😍内(nèi)徑的加工(gong)要求。加工(gōng)後的标準(zhun)管段應分(fèn)别📧在至少(shao)3個截面的(de)4個不同方(fāng)向進行d值(zhí)測量,加工(gong)偏差應🔆小(xiǎo)于标準規(gui)定。
　　聲波傳(chuán)播距離L的(de)确定主要(yao)是避免每(mei)次測量管(guan)道圓度不(bú)夠、外壁腐(fǔ)蝕以及換(huàn)能器和管(guǎn)道間裝夾(jiá)間隙不同(tong),對❤️傳播距(jù)離L的影響(xiang)。可在标準(zhǔn)管段外壁(bi)加工固定(dìng)的安裝🌈位(wèi)置并設加(jia)裝螺孔,在(zài)加裝換能(neng)器時用扭(niǔ)力扳手緊(jǐn)固,确保每(měi)次裝夾間(jiān)隙🈲的一緻(zhì)性。
　　在标準(zhǔn)管段和外(wai)夾式超聲(sheng)波流量計(ji)-起在水流(liu)量标準🌈裝(zhuang)置.上檢定(dìng)後,将标準(zhǔn)管段預裝(zhuang)在現場管(guǎn)道,并在換(huan)能器安裝(zhuang)位置加裝(zhuāng)防護罩。由(you)于标準管(guan)段結構、加(jiā)工要求和(he)使用👉環境(jing)與文丘裏(lǐ)管有極度(dù)的🔞相似性(xìng),因🛀此,其使(shi)用周期可(kě)以采用和(hé)文丘裏管(guan)相等的檢(jiǎn)定周期,即(ji)檢定周期(qī)爲4年。每年(nián)💰利用标準(zhǔn)管👌段和外(wai)夾式超✏️，聲(shēng)流量計對(duì)在線電磁(ci)流量計進(jin)行核查，如(rú)核🌍查結果(guǒ)滿意則順(shùn)延電磁流(liu)量計的檢(jiǎn)定周期，否(fǒu)則電磁流(liú)量計和标(biāo)準管段均(jun1)應離線檢(jian)定。每--個外(wai)夾式超聲(shēng)波流量計(ji)可以和任(ren)意管徑的(de)标🐅準直管(guǎn)段配合并(bìng)擁有該套(tào)配置的k值(zhi)及相應的(de)精💔度,通過(guo)定期的期(qī)間核查達(dá)到延長電(dian)磁流量計(ji)檢定周期(qi)的目的。
三(san)、标準管段(duan)和外夾式(shì)超聲波流(liu)量計的管(guan)理策略
　　需(xu)要對外夾(jiá)式超聲波(bo)流量計及(jí)對應的标(biao)準管段🍉進(jin)行😘檢定,标(biāo)定一定流(liú)量範圍内(nei)各流量點(diǎn)的k值并确(què)定對應的(de)不确定度(dù),同時對标(biao)準管段的(de)幾何尺寸(cun)進行檢定(dìng)。進行現場(chang)核查,以JJF1033--2008<計(ji)量标準考(kao)核規範》規(gui)定的傳遞(dì)比較法作(zuò)爲判定核(hé)查結果🈲滿(man)意與否🧑🏾‍🤝‍🧑🏼的(de)依據。
1.檢定(dìng)要求
(1)标準(zhun)管段的幾(jǐ)何尺寸的(de)檢定
　　在标(biao)準管段入(ru)口、出口和(he)中間3個截(jié)面進行内(nèi)徑測量,任(rèn)何🥰一👌内徑(jìng)與内徑平(píng)均值之差(cha)應小于内(nèi)徑平均值(zhí)的±0.4%，當所有(you)被測内徑(jìng)和内徑平(píng)均值之差(chà)均符合_上(shàng)述⛷️要求時(shí)🚶‍♀️,則認爲滿(mǎn)足要求。
(2)k值(zhi)确定和補(bu)償系數的(de)檢定
　　當标(biāo)準管段和(hé)測量介質(zhi)确定後,每(mei)個流量點(dian)下檢定時(shi),式(4)中的L、d、θt1、t2即(jí)可視爲常(cháng)數,根據要(yao)測量流量(liàng)點g,的大小(xiao),計算出k值(zhí)🐆并設入與(yu)外夾式超(chao)聲波流量(liang)計配套的(de)流量積算(suan)儀。
　　設定後(hòu)的超聲波(bo)流量計應(yīng)成套在水(shuǐ)流量标準(zhǔn)裝置上進(jin)行标🔞定。按(àn)以下公式(shì)計算出補(bu)償系數K.,取(qu)各點平均(jun)值輸入與(yǔ)外夾式超(chāo)聲波流量(liàng)計配套的(de)流量積算(suàn)儀:
 
式中:qo-水(shui)流量标準(zhǔn)裝置給出(chu)的實際流(liú)量。
　　根據相(xiang)應的檢定(ding)規程對相(xiàng)應的流量(liàng)點進行檢(jiǎn)定,并給出(chū)相應的精(jīng)度。這裏僅(jǐn)對每個流(liú)量點的重(zhòng)複性檢定(ding)給出特殊(shu)規定。每個(ge)流量點應(yīng)做不少于(yú)6組🍉試驗,每(mei)組檢定次(ci)數不少于(yú)6次。每組試(shì)驗前均應(ying)按要求将(jiang)外夾式超(chao)聲波流量(liang)計重新安(an)裝💛。試驗結(jie)束後按式(shì)(6)計算重複(fú)性E,:.
 
　　式中:m一(yi)測量組數(shu);n一每組包(bao)含的測量(liàng)次數;K*ij一第(di)j組中🔱第k次(cì)❓測量結果(guo);`K*j一第j組測(cè)量結果的(de)平均值。
計(ji)算結果應(yīng)小于精度(dù)的1/2。
2.電磁流(liú)量計現場(chǎng)核查
　　根據(jù)檢測結果(guǒ)設定對應(ying)的參數,利(li)用現場标(biao)準管段對(dui)現場電磁(ci)流量計進(jin)行核查試(shì)驗。試驗時(shi)應至少在(zai)使用的流(liú)量範圍内(nei)取3個流量(liàng)點，每--個流(liu)量點🔅的試(shi)驗結果按(àn)☎️式(7)進行比(bi)對。
 
　　式中:q1一(yi)電磁流量(liang)計示值;q一(yi)外夾式超(chao)聲波流量(liang)計示值💞;U一(yi)外夾式超(chao)聲波流量(liàng)計測量不(bú)确定度;U1一(yī)電磁流量(liang)計标稱🔅測(ce)量⭐不确定(ding)度。
　　試驗結(jié)果如滿足(zú)式(7)的要求(qiú),即認爲結(jie)果滿意,電(diàn)磁流🤞量計(jì)可繼續使(shǐ)用。電磁流(liu)量計可在(zài)此保證條(tiáo)件下使用(yong)4年🔴,到期後(hou)應和标🚶‍♀️準(zhǔn)管段一并(bing)送檢。
四、結(jié)束語
　　利用(yong)外夾式超(chāo)聲波流量(liàng)計對電磁(ci)流量計進(jin)行在線核(he)查💚來驗證(zheng)在線電磁(ci)流量計的(de)工作狀況(kuang),一-定程度(du)上可以延(yán)長電磁流(liu)🔴量計的檢(jiǎn)定周期,在(zai)有限試驗(yàn)次♈數上證(zhèng)明是可行(háng)的,但該方(fang)法也存在(zài)一定的局(ju)限性,如外(wài)夾式超聲(sheng)波流量計(jì)發生換能(néng)器損壞，将(jiāng)會影響多(duō)個标準管(guan)段的使用(yòng)風險,需要(yao)進一🔅步研(yan)究。

以上内(nèi)容源于網(wǎng)絡，如有侵(qin)權聯系即(ji)删除!