摘要：大(dà)口(kǒu)徑 (dn ≥400mm) 電磁(cí)流量(liàng)計 廣泛用于國(guó)、省控(kòng)重點(diǎn)排污企業(yè)的(de)進出口(kǒu)，但由于拆(chāi)卸困難、不可停(tíng)運、經(jīng)濟成本等原因(yīn)，導緻無法離線(xiàn)定期檢定，造成計量(liàng)失控，甚至(zhì)引發貿易糾紛(fēn)。文章主要(yào)從影(yǐng)響流量計測量(liàng)結果的(de)現場安(ān)裝、校(xiào)準方(fāng)法、計算公式等因素(sù)進行分析，确立(lì)校準體系(xì)研究(jiū)以期确(què)保流量計測量數據的(de)正(zhèng)确率(lǜ)和(hé)可靠(kào)性，爲(wèi)大口徑(jìng)電(diàn)磁流量計的量(liàng)值溯源(yuán)提供技(jì)術支撐。
0引言
　　電(diàn)磁流(liú)量計(jì) 是以(yǐ)法拉第電磁感應定律(lǜ)爲依據(jù)的流量(liàng)測(cè)量儀(yí)表。其(qí)以精度高(gāo)、可靠性(xìng)高(gāo)、多功(gōng)能化、低能耗等(děng)優點廣泛(fàn)應用于污水、化工、自(zì)來水(shuǐ)行(háng)業等諸(zhū)多(duō)行(háng)業(yè)[1]。但受限(xiàn)于計量(liàng)過程的(de)連續(xù)性，使用中的大(dà)口徑(jìng)(dn≥400mm)流量(liàng)計由(yóu)于拆卸困(kùn)難、不可停運、經(jīng)濟成本等原因(yīn)，導緻無法(fǎ)離線(xiàn)定期(qī)檢定。因此(cǐ)，電磁流量計在(zài)線校準體系研(yán)究需進一(yī)步完(wán)善，以(yǐ)期對(duì)提高(gāo)計量器具的工(gōng)作效(xiào)率、完(wán)善量(liàng)值傳遞和(hé)溯源體系(xì)、确保計量(liàng)數據的正(zhèng)确可靠等具有深遠(yuǎn)意義。
1電磁流量(liàng)計(jì)的前期安裝(zhuāng)、維護和接地
(1)電磁流量計的現(xiàn)場安裝(zhuāng)必(bì)須嚴(yán)格按(àn)使(shǐ)用說明進(jìn)行，應用電磁流量(liàng)計(jì)測量液(yè)體的電導率應(yīng)大于10-5s/cm。首(shǒu)先傳感(gǎn)器的(de)安裝位置(zhì)必須保證被測(cè)液體完全充(chōng)滿測量(liàng)管，有必要(yào)時進行定期清洗，如果電極被(bèi)沉(chén)積層覆蓋或(huò)被沉(chén)積層短路(lù),将輸送不(bú)出信(xìn)号産生粗大誤(wù)差f。其次電(diàn)磁流(liú)量計(jì)使用前還(hái)應根據被測液體的種類、性能(néng)、溫度和(hé)壓力選(xuǎn)用具(jù)有合适的(de)内襯及電極的傳感器。最後.選(xuǎn)擇流量計(jì)量程(chéng)時應(yīng)不(bú)低(dī)于設計的(de)最大(dà)流量(liàng)值,正(zhèng)常使用的(de)流量(liàng)最(zuì)好處于(yú)流量計滿量程(chéng)的30%~80%之間。
(2)爲便于檢修,傳(chuán)感(gǎn)器上(shàng)下遊應(yīng)安裝閥(fá)門并有旁(páng)路,傳(chuán)感器和轉換器(qì)的安(ān)裝處應避(bì)免有較強的交直(zhí)流磁場或劇(jù)烈的振動(dòng)。上(shàng)遊(yóu)如有彎頭、三通(tōng)、同心異(yì)徑管或(huò)全開(kāi)閘閥後,傳(chuán)感(gǎn)器上遊離電極的(de)中心(xīn)線應(yīng)有至少5倍管道内直徑的直管(guǎn)段,如有不同開度的(de)閥門,應有(yǒu)10倍管徑的直管段,如圖(tú)1所示，下(xià)遊直管段(duàn)爲2~5倍(bèi)管徑的(de)直管段(duàn)即可(kě)。此外爲避(bì)免流(liú)速(sù)分布及(jí)渦旋對測(cè)量的(de)影響, 流量調節(jiē)閥 應(yīng)設置(zhì)在傳感器(qì)的下遊,當(dāng)上遊(yóu)直管(guǎn)段長(zhǎng)度不夠(gòu)時(shí),在壓(yā)損許可情況下(xià)可安裝流(liú)動調(diào)整(zhěng)器，安(ān)裝(zhuāng)後其直管段長(zhǎng)度(dù)應(yīng)達到流動(dòng)調整(zhěng)器說(shuō)明(míng)書的要(yào)求。

(3)電(diàn)磁流(liú)量計(jì)流量信号(hào)是以被測(cè)導電(diàn)液體(tǐ)爲基(jī)準電(diàn)位的，整個測量(liàng)管道内的導電(diàn)液體看成(chéng)電阻爲零的(de)導體，兩(liǎng)個電(diàn)極對導電液體(tǐ)爲(wèi)基(jī)準電(diàn)位的，整個測量(liàng)管道内(nèi)的(de)導電(diàn)液體看(kàn)成(chéng)電阻(zǔ)爲零(líng)的(de)導體[7]。當(dāng)傳感器前(qián)後爲(wèi)金屬(shǔ)管道，應合(hé)理接地，如圖2所示，如(rú)果液體輸(shū)送管(guǎn)道爲(wèi)非金屬(shǔ)管或(huò)其他絕(jué)緣管(guǎn)，應在傳感(gǎn)器和輸液管道(dào)之間裝内(nèi)部與(yǔ)液體接觸(chù)的金屬接(jiē)液環(huán)(或稱接地(dì)環)，然後用(yòng)導線與(yǔ)傳(chuán)感器接地(dì)端連接接(jiē)地[4]，如圖3所示。


2電(diàn)磁(cí)流(liú)量(liàng)計的在(zài)線校準方法
(1)目(mù)前解決電磁流量計在(zài)線校準(zhǔn)有兩(liǎng)種主(zhǔ)流方(fāng)案：一種是勵磁(cí)線圈(quān)檢查(chá)法這(zhè)種方法又(yòu)稱爲(wèi)電磁(cí)流量(liàng)計的(de)"幹标(biāo)"方(fāng)法(fǎ)，另一種(zhǒng)是(shì)外夾式超(chāo)聲流量計(jì)校準(zhǔn)法，也稱"非(fēi)接觸測量法"。但"幹标(biāo)"方法中由于标(biāo)準線圈是(shì)直接(jiē)設計(jì)到流量計(jì)表體中的，無法(fǎ)對其(qí)電阻等指(zhǐ)标的性能(néng)進行(háng)定期(qī)溯(sù)源(yuán)，導緻(zhì)無法判斷一段(duàn)時間後标(biāo)準線圈的計(jì)量(liàng)特性是否(fǒu)發生變化(huà)，所以"幹标"很難(nán)有效實現量(liàng)值(zhí)溯源[3]。相比較"幹(gàn)标"方法的檢測(cè)，外夾式超聲流量計(jì)的檢(jiǎn)測具(jù)備不停流、不截(jié)管，不受被測流(liú)體溫(wēn)度、壓(yā)力、密(mì)度的影(yǐng)響等現場校準優(yōu)勢。
(2)外(wài)加式超聲流量計校準法(fǎ)現場校準時(shí)檢測人(rén)員應(yīng)首(shǒu)先(xiān)檢查流量(liàng)計轉換器(qì)内置的影響計(jì)量精度(dù)的(de)關鍵(jiàn)參數輸入是否(fǒu)正确，詢問工作(zuò)人員的(de)日常流量，并觀察并計(jì)算流量計(jì)一段時間内的平均(jun1)流速，根(gēn)據标準(zhǔn)表(biǎo)在實驗室标(biāo)準裝(zhuāng)置比對的(de)大數(shù)據，輸入标(biāo)準表與被檢流(liú)量計(jì)的管徑和(hé)流速相近的标(biāo)定系數，外徑、壁(bì)厚等參(cān)數(shù)根據(jù)流量(liàng)計在線操(cāo)作說(shuō)明現場實測輸入。計算示(shì)值誤差時采用(yòng)累積流量法，分三次(cì)分别(bié)讀取标準表和被檢表一(yī)定時間的(de)流量(liàng)累積(jī)值作(zuò)爲測量标(biāo)準表(biǎo)的标準(zhǔn)值和被(bèi)檢流(liú)量計(jì)示值[6]，每次測量時間(jiān)爲30min，條件許可(kě)或(huò)者一天間(jiān)内流(liú)量變化(huà)比較大(dà)的情(qíng)況下可測(cè)量差異(yì)明顯的三個流量(liàng)點。
3電(diàn)磁流量計(jì)的在(zài)線校(xiào)準(zhǔn)流程
(1)校(xiào)準方法：非接觸測(cè)量法，即(jí)利用(yòng) 外加式(shì)超聲(shēng)流量計 夾(jiá)持在被(bèi)測流量(liàng)計管道(dào)上，通(tōng)過(guò)比對兩(liǎng)台流量計(jì)的累(lèi)積流(liú)量誤差确(què)定被檢(jiǎn)流(liú)量計(jì)的計量特性[7]。
(2)校(xiào)準項目：電磁流(liú)量計累(lèi)積流量(liàng)的示值誤差。
(3)測(cè)量依據：jjg1033-2007《電(diàn)磁流(liú)量計(jì)檢(jiǎn)定規程》。
(4)環境條件：溫度：(0～45)℃，相對(duì)濕度(dù)：(40%～90%)rh，外界(jiè)磁場、震動和噪(zào)聲應小到對标(biāo)準表(biǎo)和被檢表(biǎo)的影響可(kě)忽略(luè)不計。
(5)工(gōng)作介質(zhì)：充滿封閉管道的單(dān)相流體。
(6)測(cè)量設備如表1所示。

4校準(zhǔn)體系中(zhōng)測量結果(guǒ)的處理
4.1校準結果計(jì)算
(1)流量點(diǎn)每次(cì)測量的在線示(shì)值誤(wù)差eij按(àn)式(1)計(jì)算

式(1)中：
qij--第i流量(liàng)點第(dì)j次校準時(shí)的流量計累積(jī)示值；
(qs)ij--第i流(liú)量點(diǎn)第j次(cì)校準(zhǔn)時的标準(zhǔn)表累(lèi)積示(shì)值。
取(qǔ)三次測量(liàng)的在線示(shì)值誤(wù)差平(píng)均(jun1)值作爲(wèi)該流量點(diǎn)的在線示值誤(wù)差ei。
(2)流(liú)量計在線(xiàn)系數(shù)修正
　　完成在線(xiàn)校準(zhǔn)後，當流量點的(de)在線示值(zhí)誤差平均值ei超(chāo)過流(liú)量計的精(jīng)度等級時，如流量計(jì)用戶要求(qiú)，可通(tōng)過(guò)計算新在線修(xiū)正系數(shù)而方便用(yòng)戶調(diào)整示值誤(wù)差[7]。
新(xīn)修正系數按公式(2)計(jì)算：

式(2)中：k
i--第(dì)i校(xiào)準(zhǔn)點新(xīn)在線(xiàn)修正(zhèng)系數；
k0--流量計内(nèi)置修(xiū)正系數
ei--流量計(jì)在線(xiàn)示值誤差；
　　當校(xiào)準(zhǔn)流量點數多(duō)于一個時(shí)，流量計各(gè)流量點平均在(zài)線修正系數k按公式(3)計算(suàn)：

式(3)中：m-流量(liàng)點數(shù)。
　　校準後當(dāng)在(zài)線(xiàn)示值誤差(chà)平均(jun1)值ei不(bú)超(chāo)過流量(liàng)計精度等級時(shí)，則ki=k0。
(3)重(zhòng)複(fú)性
　　流量(liàng)計示值誤(wù)差的重複性s(ei)建議采(cǎi)用極(jí)差法計算(suàn)。
1)計算單個(gè)測量(liàng)點示值誤(wù)差的(de)平均值：

式(5)中：r是(shì)極差系數(shù)，即r=emax-emin
　　c是(shì)極差(chà)系數，可查表得到，極差系數表如(rú)表(biǎo)2所示(shì)。

3)取流量計所有(yǒu)流量(liàng)點的重複(fú)性最大(dà)值(zhí)作爲(wèi)該台流(liú)量計的(de)重複性s(ei)。
4)當以算術平均值`e作爲(wèi)被測量的示值(zhí)誤差(chà)時(shí)，則(zé)重複(fú)性引(yǐn)入的标準不确(què)定度。

　　當校(xiào)準結(jié)果(guǒ)的(de)重複性s(ei)超出精(jīng)度等(děng)級的1/2時(shí)，在(zài)校準(zhǔn)證書上應(yīng)給出(chū)相(xiàng)關提(tí)示。
5結論(lùn)
　　 大口徑(jìng)電磁流(liú)量計在(zài)線(xiàn)校準(zhǔn)體系(xì)的構建主(zhǔ)要從"安裝(zhuāng)是基(jī)礎(chǔ)，标(biāo)準很關鍵(jiàn)，方法需(xū)創(chuàng)新，數據是(shì)體現"等方(fāng)面進行(háng)構(gòu)思，解(jiě)決了(le)企業拆卸(xiè)困難、斷流停産(chǎn)、計量(liàng)失控等問(wèn)題，保證了量值溯源(yuán)和測(cè)量數(shù)據的正确(què)可靠(kào)，因爲(wèi)非接觸測(cè)量方法所用标(biāo)準設備的不同(tóng)，文章不在(zài)進行(háng)具體的不确定(dìng)度(dù)評定。但作爲(wèi)标準表的便攜(xié)式超聲流(liú)量計現場測量時具(jù)有其局限性，當懸浮顆粒或者(zhě)氣泡超過一定範圍時(shí)或不滿(mǎn)管、前後(hòu)直管段(duàn)不滿(mǎn)足等原因都會産生粗大(dà)誤差(chà)，尤其當管(guǎn)道的襯裏或結(jié)垢太厚(hòu)、襯裏與(yǔ)管剝(bāo)離或(huò)鏽蝕嚴重(zhòng)時無法正(zhèng)确測量(liàng)。所(suǒ)以标準表的選擇以及正确(què)測量管(guǎn)道内徑是體系(xì)的關鍵，因爲當(dāng)标準設備(bèi)無法正确測量時也就失去了現場校準(zhǔn)的實際意(yì)義。

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