摘要:電磁(cí)流量計(jì)
測(cè)得的流量值可通過(guò)不同形(xíng)式(shì)模拟(nǐ)信号(hào)輸出(chū)，按(àn)照(zhào)jjc1033-2007《電磁流量(liàng)計》檢(jiǎn)定規程、jb/t9248-2015《電磁流(liú)量計(jì)》機械(xiè)行業标準(zhǔn)對輸出信(xìn)号的相(xiàng)關要求(qiú)，選取某同一電(diàn)磁流(liú)量計(jì)的不(bú)同輸出信号分(fèn)别進行(háng)檢(jiǎn)測，并(bìng)對檢(jiǎn)測結(jié)果進(jìn)行分析，以期對電磁(cí)流(liú)量計用(yòng)戶實際(jì)使(shǐ)用及(jí)檢測(cè)人(rén)員(yuán)的檢(jiǎn)測時不同(tóng)輸出(chū)信号的選(xuǎn)取提(tí)供參(cān)考。
0引言
目前多(duō)數電磁流(liú)量(liàng)計都設計有(yǒu)輸出的電信号(hào)。常用的電(diàn)信号(hào)輸出又分爲脈(mò)沖(頻(pín)率)輸出和(hé)(4~20)ma電流輸出。這兩(liǎng)種電(diàn)信号(hào)輸出己作(zuò)爲(wèi)儀(yí)表行業的基本規定(dìng)和要求。方便行(háng)業的自動化生産，特别是在新(xīn)建或是替換配(pèi)件的(de)過程中，以(yǐ)便接入(rù)控制系(xì)統(tǒng)，從(cóng)而(ér)實現生(shēng)産利益最大化(huà)。電磁(cí)流(liú)量(liàng)計的(de)傳感器(qì)在(zài)測量導電液體(tǐ)流動時産生感(gǎn)應電(diàn)動勢信(xìn)号，轉(zhuǎn)換(huàn)器将(jiāng)感應(yīng)電動(dòng)勢信号轉換成與流(liú)量計流量(liàng)值成(chéng)正比的模(mó)拟信号，并(bìng)輸出到采集端。按照(zhào)jb/t9248-2015《電磁流量計》機(jī)械行業标準對(duì)電磁流量計對(duì)模拟(nǐ)輸(shū)出信(xìn)号(hào)的要(yào)求,流(liú)量計(jì)可采用直流電(diàn)流輸出(chū)信号、頻(pín)率輸出(chū)信号、脈(mò)沖輸出信号。這(zhè)些信号應該均(jun1)能正确反映電磁流(liú)量計的實(shí)際測量(liàng)值。通過(guò)長期檢(jiǎn)測工作(zuò)發現(xiàn),對(duì)于(yú)具有(yǒu)多種(zhǒng)信(xìn)号輸出的流量計，不同(tóng)的輸出信号,得(dé)出的檢(jiǎn)測(cè)結(jié)果(guǒ)卻不(bú)盡相(xiàng)同,這(zhè)對電磁流(liú)量計(jì)計量(liàng)性能的判(pàn)别帶來争議風險。
本文按照jjg1033-2007《電(diàn)磁流量(liàng)計(jì)》檢定(dìng)規程(chéng)中對輸出(chū)信号(hào)選取(qǔ)的相關要(yào)求，選(xuǎn)取某(mǒu)電磁流量(liàng)計進(jìn)行不同輸出信号下的(de)示(shì)值誤(wù)差試驗，并(bìng)對測(cè)量(liàng)結果(guǒ)進行分(fèn)析,以(yǐ)期對電磁(cí)流量計(jì)使用及檢測時輸出信(xìn)号的優選給出(chū)一點參考。
1電流(liú)、脈沖測(cè)量方法差異性試(shì)驗方(fāng)法
1.1試驗方(fāng)法
本(běn)次試驗采(cǎi)用靜(jìng)态容量法水流(liú)量标準裝置,本(běn)次選用的(de)儀表(biǎo)口徑爲(wèi)dn100,編号爲(wèi)10019251的電磁(cí)流量計(jì)。選取(qǔ)的該流量(liàng)計很有代表性，該流(liú)量(liàng)計(jì)爲某客戶固(gù)定(dìng)每年(nián)送檢(jiǎn)的流量計(jì)，通過對(duì)曆年檢測記(jì)錄的對比發現計量(liàng)性能(néng)較爲(wèi)穩(wěn)定。本次(cì)實驗對該(gāi)流量計電流信号及(jí)脈沖信(xìn)号(hào)進行對比分析。在符(fú)合規定的(de)環境(jìng)條件下,按jjg1033-2007《電磁(cí)流量計(jì)檢定規(guī)程》,将電磁流量(liàng)計安裝在(zài)水流(liú)量标(biāo)準裝置上,使其(qí)與标(biāo)準裝(zhuāng)置的管道同心(xīn)保持(chí)--緻(zhì),檢測前(qián)保證電磁流量(liàng)計接地良好，和(hé)接線端子連接無誤。以水(shuǐ)爲介(jiè)質,通水測試,确(què)認被檢流量計(jì)和管(guǎn)線均無洩(xiè)露後(hòu),調整(zhěng)被檢流(liú)量(liàng)計零點,檢(jiǎn)查流量計(jì)的(de)密(mì)封性。把(bǎ)流量調到最(zuì)大(dà)的流量(liàng)值，等(děng)待流量、溫度和壓力穩定(dìng)後，在相同(tóng)時間内同時讀(dú)取被(bèi)檢這(zhè)一台(tái)流量(liàng)計和(hé)标準(zhǔn)容器(qì)信号并記錄，分(fèn)别測(cè)量140m'/h、70m3/h、14m3/h三個流量點,每(měi)個(gè)點各校準3次(cì),取檢測(cè)結果平均值。
1.2脈沖信号檢(jiǎn)測測(cè)量模(mó)型
式中:nij--第(dì)i檢定點第(dì)j次檢定被檢(jiǎn)流(liú)量計(jì)所輸出(chū)的脈沖數;
k---流量計k系數(shù)，單位體積的流(liú)體流過流(liú)量計(jì)時流(liú)量(liàng)計(jì)發出(chū)的脈沖數，應由(yóu)流量計說明書(shū)或銘牌中(zhōng)獲得(dé);若制造廠有其(qí)他規(guī)定(dìng),應按流量計(jì)說明書規(guī)定計算。
式中:iij一(yī)第i檢定(dìng)點第(dì)j次(cì)檢定時(shí)流(liú)量計(jì)輸出信号(hào)的瞬時值(zhí),可爲--次試(shì)驗(yàn)過程中(zhōng)多次(cì)測得的.平均值(zhí);
imax一流量計(jì)輸出(chū)信号範圍的.上(shàng)限值(zhí)，該值應從(cóng)流量計說明書(shū)或銘牌中(zhōng)獲得;
imin一流(liú)量計輸出(chū)信号範圍(wéi)的下(xià)限值，該值應.從(cóng)流量計說明書(shū)或銘牌中獲得(dé);
q′max一流量計(jì)在m輸(shū)出時(shí)對應的流(liú)量,m3/h。
2.電(diàn)流、脈(mò)沖的(de)檢測值(zhí)試驗結(jié)果(見表1、表2)
3電流(liú)、脈沖的檢測值試驗結(jié)果分析(xī)
由表3得出(chū),在140m3/h、70m3/h、14m3/h三(sān)個流量點(diǎn)下脈沖(頻(pín)率)輸出和(hé)(4~20)ma電流輸出(chū)方式(shì)不同對流量計的所體現的誤(wù)差(chà)也(yě)不一樣。可(kě)以看(kàn)到此(cǐ)次試驗電流信号輸出要比脈(mò)沖輸(shū)出誤(wù)差要偏大(dà)0.3%以(yǐ)上。
從表(biǎo)4得出(chū)，此次試(shì)驗(4~20)ma電流輸出(chū)重複性大(dà)于脈(mò)沖(chòng)(頻率)輸(shū)出重(zhòng)複性(xìng)，重複性(xìng)普遍偏大0.10%以(yǐ)上。
在選擇使用(yòng)(4~20)ma電流輸(shū)出時，根(gēn)據(4~20)ma電流輸出計(jì)算模(mó)型
可以得(dé)出iij值(zhí)是非常重(zhòng)要的(de)，即爲第i檢(jiǎn)定點第j次(cì)檢定時流量計(jì)輸出(chū)信号(hào)的瞬時值(zhí),即(4~20)ma電流(liú)輸出采(cǎi)集的是瞬時流量對應(yīng)的電流(liú)值。瞬時流量受采集的(de)時間長短(duǎn)、頻(pín)次(cì)、流(liú)量是(shì)否穩(wěn)定(dìng)都會導(dǎo)緻誤差和(hé)重複(fú)性的(de)偏大。由表(biǎo)1可知其重複性(xìng)偏(piān)大。
在(zài)選擇使(shǐ)用在脈沖(頻率)輸出時，根據脈(mò)沖(頻率)輸出計(jì)算模(mó)型
可以得(dé)出(chū)nij非(fēi)常重要,即(jí)第i檢(jiǎn)定點第j次(cì)檢定被檢流量計所輸出(chū)的脈(mò)沖數,即脈(mò)沖(頻(pín)率)輸(shū)出(chū)的脈沖(chòng)數時是檢(jiǎn)定時(shí)間内的脈沖數(shù)總量(liàng)。由表(biǎo)2可知(zhī)其重(zhòng)複性偏小(xiǎo)。而脈沖.(頻(pín)率)輸(shū)出相(xiàng)對比較穩(wěn)定。
除(chú)此(cǐ)之(zhī)外，在實驗過(guò)程(chéng)中，發現二者的測量區(qū)間的鑒别阈(yù)也不(bú)相同。
當(dāng)滿(mǎn)量程(chéng)爲(wèi)140m3/h時測得(dé)的電流值爲20ma,帶(dài)入(4~20)ma電流(liú)輸出計(jì)算(suàn)模型:
由此可(kě)以知(zhī)道在檢測滿量程時，已經達到(dào)測(cè)量(liàng)區間(jiān).上限，無法作爲(wèi)被(bèi)測量值檢測(cè)。而在jjg164-2000液體(tǐ)流(liú)量标準裝置中對(duì)流量穩(wěn)定(dìng)也有(yǒu)測量(liàng),用累(lèi)積法(fǎ)檢定基本(běn)在0.2%左(zuǒ)右,因此隻能下(xià)調流(liú)量到(dào)137m3/h作爲(wèi)被測量值檢測(cè)
根據脈沖(chòng)(頻率(lǜ))輸出計算模型(xíng):
由此計(jì)算(suàn)模型可知(zhī),流量不受上限限制(zhì),測量(liàng)區間的鑒别阈(yù)造成的影響可(kě)以忽略不計。
由(yóu)以上可知(zhī)，當信号采集方法不(bú)同、測量區間的(de)鑒别(bié)阈(yù)不(bú)同等(děng)原因導緻使用或檢(jiǎn)測時電流(liú)與脈沖(chòng)兩(liǎng)種信号輸(shū)出(chū)方式出現(xiàn)不同的差異(yì)性。
4使用或檢測(cè)電磁流量(liàng)計時(shí)，輸出信号選用(yòng)的思考及建議(yì)
從以(yǐ)上試(shì)驗可(kě)以得出電磁流量計的(4~20)ma電(diàn)流輸(shū)出的重複性要大于(yú)脈沖(頻率)輸出，其原(yuán)因受(shòu)信号(hào)采(cǎi)集(jí)的時間長短(阻尼時間)、頻(pín)次、流(liú)量是(shì)否穩定等因素(sù)影響(xiǎng);此外(wài)(4~20)ma電流(liú)輸出(chū)受測量區間.上限(xiàn)的限制(zhì)，而脈沖(頻率)輸出在(zài)使用或測(cè)量時不受此影(yǐng)響。如何(hé)讓企(qǐ)業(yè)使用(yòng)電磁(cí)流量計達到(dào)最優效(xiào)果并保持量值傳遞(dì)的準确?企(qǐ)業在選擇(zé)使用(yòng)電磁流(liú)量(liàng)計信(xìn)号時應盡(jìn)量選(xuǎn)擇脈沖(頻(pín)率).輸(shū)出方式，如果工(gōng)藝和現(xiàn)場情況(kuàng)不允(yǔn)許,則在送檢時(shí)應(yīng)主動告(gào)知檢(jiǎn)測方使用(yòng)何種(zhǒng)信号(hào)進行(háng)檢測。
5結束語
電磁流(liú)量計制造技術(shù)日(rì)益成熟(shú)，其優異的測量(liàng)能力，穩定的計量性(xìng)能(néng)等諸多(duō)優勢,使電(diàn)磁流(liú)量計(jì)在越來越(yuè)多的(de)場合發揮(huī)極(jí)其(qí)重(zhòng)要(yào)的作(zuò)用。用(yòng)戶(hù)使用時(shí)也應盡量使電(diàn)磁流量(liàng)計(jì)發揮(huī)其最大的效能(néng)。企業在使(shǐ)用電(diàn)磁流(liú)量計時應(yīng)優先選(xuǎn)擇脈沖(chòng)輸出(chū)方(fāng)式，檢測(cè)機構(gòu)也要以客戶(hù)實際情況爲(wèi)主，根(gēn)據其(qí)輸出(chū)信号(hào)方式的不(bú)同,而采(cǎi)取(qǔ)不同(tóng)的信号檢(jiǎn)測方(fāng)式(shì),盡量使(shǐ)檢測(cè)狀态(tài)貼近使用(yòng)狀态,使測(cè)試結果有更高的代表意(yì)義。對相關使用(yòng)企業(yè)節約(yuē)大量的檢測成(chéng)本，對(duì)相(xiàng)關使用企業(yè)質(zhì)量(liàng)管理(lǐ)的可(kě)靠性有了(le)大幅提升，對檢(jiǎn)測人員(yuán)的檢(jiǎn)測(cè)時不同輸(shū)出信(xìn)号的(de)選取(qǔ)提供(gòng)參考。
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