電磁(cí)流量計在城市供水(shuǐ)測量中應用 發布時間:2017-11-20
1 概述 供(gòng)水管(guǎn)網區(qū)域流(liú)量計的(de)安裝應(yīng)用,是供(gòng)水企業加強管網運行(háng)管理和(hé)優(yōu)化供(gòng)水運行(háng)調度的(de)一項基礎(chǔ)性工作。它對(duì)了(le)解供(gòng)水管(guǎn)道(dào)尤其是(shì)多水(shuǐ)源供水管(guǎn)網的流向、流量(liàng)及流速變化,分析管道水力條(tiáo)件,監(jiān)測(cè)管道漏(lòu)損情(qíng)況(kuàng),具(jù)有積(jī)極(jí)的作用。 2 安裝(zhuāng)注意事項 當前适合(hé)測量大口(kǒu)徑供水主(zhǔ)幹管(guǎn)道的(de)流量計主(zhǔ)要有:電磁流量(liàng)計、超(chāo)聲波流量(liàng)計、渦街流量計、孔闆流量計等(děng)。這其中,電磁流量計因其具有(yǒu)測量精度高(gāo)、量(liàng)程範(fàn)圍(wéi)大(dà)、壓力(lì)損失小(xiǎo)、測量通道通(tōng)過性好、受(shòu)流體介質(zhì)影響(xiǎng)小和前(qián)置直(zhí)管(guǎn)段要求短(duǎn)等諸多優點(diǎn),近年來已被越來(lái)越多(duō)的供水企業所(suǒ)廣泛使用。但用(yòng)電磁(cí)流量(liàng)計對城市供(gòng)水管道(dào)流量(liàng)的測(cè)量時(shí)要注意以下注意事項: 電(diàn)磁流量計的安(ān)裝與(yǔ)調試相(xiàng)對其它(tā)流量計要求更爲嚴格(gé),安裝地(dì)點應避(bì)免(miǎn)振動和強磁(cí)場,在安(ān)裝時必須(xū)使變送器(qì)和管(guǎn)道有(yǒu)良(liáng)好的(de)接觸及(jí)接地;在管道流(liú)速與速(sù)度分布不符(fú)合設定條(tiáo)件或被測量管(guǎn)段中存留(liú)有氣(qì)體時,将會産生較大的測量誤差;管道流速過(guò)低時(shí),放大和測(cè)量(liàng)與幹擾(rǎo)信号(hào)相同數量(liàng)級的(de)感應電勢(shì)較爲(wèi)困難(nán),且(qiě)儀(yí)表易産生(shēng)零點漂移(yí)現象(xiàng);供水管道(dào)結垢或磨(mó)損改變内徑尺(chǐ)寸後(hòu),将影響原(yuán)定的(de)流量值,從(cóng)而造(zào)成測量誤(wù)差。如(rú) 100mm 口徑儀表内徑産生 10%變(biàn)化(huà),将會帶來約 2%附加誤差;沉澱物附着(zhe)在(zài)測量管道内(nèi)壁或電(diàn)極上時,将使(shǐ)變送(sòng)器輸出電勢(shì)發生變(biàn)化,并(bìng)帶來測量(liàng)誤(wù)差。當電極上(shàng)污垢(gòu)物達(dá)到一(yī)定厚度後(hòu),甚至可能導緻儀表(biǎo)無法測量(liàng)。 因電磁(cí)流量計具有(yǒu)上述局限性,因(yīn)此在(zài)其安裝、調(diào)試和使(shǐ)用、維護(hù)過程(chéng)中(zhōng),我們還(hái)需要(yào)特别(bié)加以(yǐ)注意:電磁流量(liàng)計應盡量(liàng)選擇(zé)安裝(zhuāng)于長(zhǎng)距離(lí)直管(guǎn)段位置,遠(yuǎn)離管(guǎn)道彎頭、閥(fá)門等局部阻力(lì)件,以(yǐ)避免(miǎn)因管(guǎn)道流速(sù)頻繁變化,而(ér)造成的測量誤差;電(diàn)磁流(liú)量計(jì)應避(bì)免安裝在(zài)供水(shuǐ)管網(wǎng)的高點(diǎn)位置,情(qíng)況特(tè)殊管(guǎn)段前後位置應适當(dāng)設置管(guǎn)道排(pái)氣(qì)設施(shī),以減(jiǎn)少管(guǎn)段存(cún)留氣體的影響(xiǎng);電磁流量(liàng)計應避免(miǎn)安裝(zhuāng)于變(biàn)壓器(qì)、電機(jī)房等易産(chǎn)生較(jiào)大磁(cí)場設備的附近(jìn),以(yǐ)免(miǎn)受到(dào)電磁幹擾。若必(bì)須安裝于(yú)此類位置(zhì),應考慮相(xiàng)應的屏蔽(bì)措施(shī);電磁(cí)流量(liàng)計應(yīng)盡量遠離(lí)加壓泵站、重(zhòng)型車道(dào)等有較大(dà)振動(dòng)源位(wèi)置(zhì)安(ān)裝,若不可避(bì)免,應采(cǎi)取加(jiā)固措施來(lái)穩定儀表(biǎo)附(fù)近(jìn)的管(guǎn)道;電(diàn)磁流(liú)量計變送(sòng)器外殼、屏(píng)蔽(bì)電纜、測(cè)量(liàng)本體及(jí)兩端(duān)的管道都應(yīng)接(jiē)地,接地極(jí)應單獨設置,接地電阻應小于 10 歐姆(mǔ),禁(jìn)止(zhǐ)接到電氣(qì)或公共(gòng)接(jiē)地網(wǎng)上;在垂直管道(dào)上安裝時(shí),被測(cè)流體(tǐ)的(de)流向應(yīng)自下而上(shàng)。在水平管(guǎn)道上安裝(zhuāng)時,兩個測(cè)量電(diàn)極不(bú)應(yīng)在管道(dào)的正上方(fāng)或正(zhèng)下(xià)方(fāng)位置;應确(què)保電磁流量計(jì)上、下遊端直管(guǎn)段長度(dù)至(zhì)少分(fèn)别應(yīng)達到裝置管道直(zhí)徑的 5 倍(bèi)和 2 倍;應确保(bǎo)電磁流(liú)量(liàng)計所處(chù)環境不受(shòu)積水(shuǐ)浸泡和腐(fǔ)蝕性(xìng)氣體(tǐ)侵害(hài)。 ?即便(biàn)我們嚴格(gé)按照(zhào)上述(shù)注意事項進行電磁(cí)流量(liàng)計的安(ān)裝調試(shì)和(hé)維(wéi)護管理,也隻能(néng)說最大程度減少了設備(bèi)誤差率的(de)發生(shēng)。依據 jjg1033 -2007《電磁(cí)流量(liàng)計(jì)》相關标準,結(jié)合實(shí)際運行條(tiáo)件及狀況(kuàng),下面(miàn)将對電(diàn)磁(cí)流量(liàng)計測(cè)量城(chéng)市供水管道流量的(de)測量不确(què)定度(dù)展開具體分析(xī)。 3 測量(liàng)不(bú)确定度(dù)評定(dìng) 3.1.1 測量依據:jjg1033 -2007《電磁(cí)流量計》檢(jiǎn)定規(guī)程(chéng) 3. 1. 2 主(zhǔ)要測(cè)量标(biāo)準器:0. 5 級的(de)電磁流(liú)量計 3. 1. 3 校(xiào)準對(duì)象及參數(shù):城市供(gòng)水管道(dào)流量(liàng) q 3. 1. 4 工(gōng)作原(yuán)理(lǐ):在封閉管(guǎn)道中(zhōng),設置(zhì)一(yī)個與流(liú)動管道相垂直的磁場,通過測(cè)量導電的液(yè)體(tǐ)在磁場中運動(dòng)所産生的(de)感應(yīng)電動勢推算出流(liú)量 q,即 如下圖(tú) 1 爲例(安裝位置(zhì)應置(zhì)于外(wài)界磁(cí)場、機(jī)械(xiè)振動及(jí)噪場應(yīng)小(xiǎo)到對(duì)流(liú)量計測量影(yǐng)響忽略不(bú)計),(c、d 處裝有(yǒu)兩個垂直(zhí)于管(guǎn)軸的電極(jí))。 式中(zhōng),q—校準時标(biāo)準器(qì)換算到(dào)流(liú)量計(jì)處狀态的(de)累積(jī)流量(liàng)值; u—直流式電(diàn)磁流(liú)量計用(yòng)來測(cè)量流體橫(héng)越磁場時(shí)所感(gǎn)生的電動(dòng)勢; b—磁(cí)場; a—管(guǎn)道(dào)橫截面(miàn)積(jī); d—管道直(zhí)徑; k—修(xiū)正系數,用來修正導出公(gōng)式時(shí)未計及(jí)的因素(sù)(如流(liú)量計管道内的流速(sù)事實(shí)上并不(bú)均勻)的(de)影響。在常(cháng)用的(de)流量(liàng)計(jì)中(zhōng),k 約爲(wèi) 0. 8,但對(duì)于特(tè)定尺(chǐ)寸、用于特定工(gōng)況的(de)電磁(cí)流量(liàng)計,則(zé)要用(yòng)容積(jī)法(一(yī)定時間内(nèi)流過的(de)容(róng)積)标定 k 值(zhí); q—校準時流(liú)量計顯示(shì)的累(lèi)積流量值;即 q = q。 注:本次實驗(yàn)中,由(yóu)于溫(wēn)度對(duì)本次(cì)實驗測(cè)量(liàng)各分(fèn)量影響較(jiào)小,故(gù)可不(bú)考慮溫度的影響。 3. 2. 1 測(cè)量模(mó)型 q = q 3. 2. 2 方(fāng)差和傳播(bō)系數 3. 2. 3 标準不确(què)定度來源 (1)0. 5 級電(diàn)磁流量計最大(dà)允許誤差引入(rù)的标(biāo)準不(bú)确定度分量 (2)流(liú)量測(cè)量重(zhòng)複性引入(rù)的不确定度分(fèn)量 4 輸入(rù)量的标(biāo)準不确定度評定 4. 1 本次校(xiào)準使(shǐ)用 0. 5 級的電(diàn)磁流(liú)量計作爲測量(liàng)标準裝置,均勻分布,則 4. 2 測量重複性引入的不(bú)确定(dìng)度 ? 本次分(fèn)析以對某自來水站出(chū)水(shuǐ)管道上電磁流量計(jì)測量的流量結(jié)果爲(wèi)例,滿(mǎn)管累(lèi)積流量測量,所(suǒ)測管道(dào)内徑爲(wèi)600mm。測量(liàng) 3 組數據,每(měi)組(zǔ)測量 3 次,每次(cì) 10min。僅将(jiāng)每(měi)組(zǔ)平(píng)均值及處理(lǐ)數據(jù)錄入(rù)表 1。 由表 1 可(kě)知,測量(liàng)重(zhòng)複性引起的不(bú)确定(dìng)度ur2 =ur(q)r=smaxi =0.160% 5 标準不确定度彙(huì)總表 5. 1 測量(liàng)不确定度的合(hé)成與擴展(zhǎn) 根據(jù) 4. 1、4. 2 計算的(de)各(gè)不确(què)定度分量計算(suàn)合成标準(zhǔn)不确(què)定度(dù) 6 擴(kuò)展不确(què)定度(dù)的評(píng)定 取(qǔ)擴展因(yīn)子 k =2,則電(diàn)磁流量計(jì)對城(chéng)市供(gòng)水管道流(liú)量測量(liàng)值的擴展不(bú)确定(dìng)度:
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