摘要(yào):目前電磁(cí)流量(liàng)計 的标定(dìng)大部分(fèn)是(shì)在(zài)标(biāo)準表(biǎo)法裝置或靜态稱重體積(jī)罐)裝置上進行(háng)的(de)，而靜态稱重(zhòng)都以換向器法(fǎ)爲主。對于(yú)小口(kǒu)徑電(diàn)磁流量計(jì) ，比如4~15mm口(kǒu)徑，由于沒有合适的精(jīng)度高的标(biāo)準表而往(wǎng)往采(cǎi)用稱(chēng)重法(fǎ)裝置标定(dìng)。相對(duì)于動态換(huàn)向器法裝置，閥(fá)門啓停的稱重(zhòng)裝置以(yǐ)下簡稱(chēng)啓停法(fǎ)裝(zhuāng)置)具(jù)有設(shè)計難(nán)度低(dī)，成(chéng)本低(dī)的優勢(shì)。但是由于(yú)閥門啓停在标(biāo)定狀态下不是(shì)連續(xù)流，因此啓停效(xiào)應(yīng)對(duì)電磁(cí)流量(liàng)計的影響有待(dài)分析。本(běn)文從示(shì)值誤差和重複(fú)性兩個角度對(duì)啓(qǐ)停效應對标(biāo)定結果的影響進行了評估。
0引言
　　目前标(biāo)定電磁流(liú)量計(jì)的主(zhǔ)流标定裝置有(yǒu)标準表法流量(liàng)标準裝置(zhì)，稱重法液(yè)體流量标(biāo)準裝置體(tǐ)積罐法液體流量标(biāo)準裝置)。另外還(hái)有使用閥(fá)門啓(qǐ)停的靜(jìng)态(tài)稱重(zhòng)法液(yè)體流量标(biāo)準裝置簡稱啓(qǐ)停法裝置)。通常(cháng)而言，啓停(tíng)法裝(zhuāng)置不适合标定(dìng)速度(dù)式流(liú)量計(jì)的低流速區”，尤(yóu)其是中大(dà)口徑渦街(jiē)流量計。但(dàn)是對于(yú)微(wēi)小流量标(biāo)定，由于啓(qǐ)停法裝(zhuāng)置設計(jì)簡單，且成本低(dī)，維護方便，如果能使用得當，還(hái)是有一定優勢(shì)。本文旨在研究(jiū)啓停法裝(zhuāng)置用(yòng)于标定微(wēi)小口(kǒu)徑的電(diàn)磁流量(liàng)計4~15mm)的(de)可行性。
 
1電磁(cí)流量計(jì)原理與(yǔ)特性(xìng)
　　如圖1所示(shì)，由法(fǎ)拉第電磁感應定律(lǜ)可知(zhī)，導電液體流(liú)過(guò)具有(yǒu)磁感(gǎn)應強(qiáng)度b的(de)磁場時，在(zài)電極(jí)兩端産生感應電勢e，這個(gè)電勢(shì)與流經管(guǎn)道的流體(tǐ)流速(sù)成正(zhèng)比(bǐ)四，通過(guò)測量這(zhè)個電勢(shì)就能(néng)夠間接測(cè)量出體(tǐ)積(jī)流(liú)量。
e=kbdv(1)
　　式中(zhōng):e爲感應電(diàn)勢;k爲(wèi)特(tè)征常數(shù);b爲磁(cí)感應強度(dù);d爲流量管内直(zhí)徑;v爲測量管内(nèi)電極斷面.軸線方向(xiàng)平(píng)均流速(sù)。
　　由測量原(yuán)理可知，電磁(cí)流量計(jì)是一種速度式(shì)流量計，速(sù)度式(shì)流量計一(yī)顯著(zhe)的特點就是測(cè)量性能受流體(tǐ)流場特性影響(xiǎng)。通常而言(yán)，中高流速區，線性和重複性較好，而在低(dī)流(liú)速區，線(xiàn)性和(hé)重複(fú)性有所下降。因爲在(zài)低流速(sù)區電極接收到的信号幅值降低，容易(yì)受過(guò)程噪聲影(yǐng)響。
 
2閥門啓停
　　閥(fá)門啓(qǐ)停(tíng)法的流(liú)量标準裝(zhuāng)置的(de)簡(jiǎn)單(dān)示意圖如(rú)圖2所(suǒ)示，循(xún)環水(shuǐ)經過泵進(jìn)入标(biāo)準表和被檢表(biǎo)，再經(jīng)過啓停閥(fá)門進入秤(chèng)水箱(xiāng)。一個标定(dìng)過程(chéng)可以通過(guò)控制(zhì)啓停閥來控制(zhì)，啓停閥，标準表(biǎo)和被檢.表通過(guò)同步(bù)信(xìn)号(hào)同步(bù)計時。啓停閥必(bì)須選用開關動作快(kuài)的閥門，文本(běn)實驗使(shǐ)用的(de)标定(dìng)裝置啓(qǐ)停(tíng)閥的動作(zuò)時間小于(yú)0.7s。同時(shí)，啓停(tíng)閥後端到(dào)秤的(de)水箱(xiāng)的管路需(xū)要進(jìn)行(háng)優(yōu)化設(shè)計，以保證(zhèng)每次(cì)啓停(tíng)時的(de)重複性達(dá)到要求。
　　一(yī)次閥門啓停過(guò)程如圖3所示，當(dāng)閥門開啓時，流量并(bìng)不(bú)能立即恢複到(dào)設(shè)定流(liú)量(liàng)，這需要(yào)一個(gè)過程，同理當(dāng)閥(fá)門關(guān)閉時(shí)，流量(liàng)也不能立(lì)即恢複到(dào)零流量，也(yě)需要一個(gè)過程(chéng)。這個恢複過程，對電(diàn)磁流(liú)量計(jì)的影響有多少，需要(yào)評(píng)估(gū)。
3實驗(yàn)研究
　　爲了研究(jiū)裝置閥(fá)門啓停(tíng)對電(diàn)磁(cí)流量計(jì)标定(dìng)的影響，有(yǒu)必要(yào)先确定測(cè)試裝置的(de)啓停(tíng)效應。首(shǒu)先使用精度高的(de)質量流量計(jì)作(zuò)爲測試表(biǎo)，分别(bié)在裝(zhuāng)置最(zuì)大流量和(hé)最小流量時測試了啓停效應。該啓停法(fǎ)裝置的擴展(zhǎn)不(bú)确定(dìng)度爲0.03%(k=2),
3.1質量流量計的(de)啓停效應(yīng)
　　按照jjg164-2000中描(miáo)述的方法，一次流量(liàng)驗證過程(chéng)後，在下一次流量驗(yàn)證過程中(zhōng)啓停閥門10次(cì)，如此重(zhòng)複10次。如此(cǐ)得出(chū)的質(zhì)量流量計(jì)與秤的示值誤(wù)差如(rú)圖(tú)4所示。
 
　　在(zài)小流量時(shí)，10次閥(fá)門換(huàn)向(xiàng)和單次(cì)閥門(mén)換向的平均誤差的偏差(chà)爲0.01%，在大流量時，約爲0.008%。
　　由此可見(jiàn)從示值誤差的角度(dù)分析(xī)，該測試(shì)裝置的啓停(tíng)效應對質(zhì)量流量計來說(shuō)是非常小的(de)，可以忽(hū)略不(bú)計。
　　同時爲(wèi)了電(diàn)磁流量計(jì)在該裝置(zhì)上的(de)啓停效應(yīng)，選用(yòng)了一台重(zhòng)複性(xìng)和正(zhèng)确定都較好(hǎo)的電磁流量(liàng)計，按(àn)照jig164-2000做了啓(qǐ)停效應的不确定度(dù)評估，評估結果(guǒ)如(rú)表1所示。使用電磁流量(liàng)計得(dé)出的合成(chéng)不确定度(dù)爲0.069%要(yào)比質量流(liú)量計(jì)得出的合成不(bú)确定度要高許(xǔ)多。而(ér)這高不(bú)确(què)定度(dù)主要(yào)由低(dī)流速時貢獻的(de)。由此可知(zhī)，啓停(tíng)過(guò)程(chéng)對電磁流(liú)量計有一定的(de)影響，但(dàn)是(shì)對示(shì)值誤差和重複性究(jiū)競影響多(duō)大，本文3.2章節進(jìn)行了(le)實驗分析(xī)。
3.2電磁流量(liàng)計的(de)啓停法(fǎ)标定分(fèn)析
　　本(běn)文選擇了2台4mm、2台8mm和1台15mm口徑(jìng)的精度高電(diàn)磁(cí)流量(liàng)計，在0.03%擴展(zhǎn)不确定(dìng)度的啓停法(fǎ)裝置上進行試(shì)驗，該裝置(zhì)是具(jù)有标準表(biǎo)和啓停稱(chēng)重法(fǎ)的混(hùn)合型(xíng)流量(liàng)标定(dìng)裝(zhuāng)置(zhì)，裝置(zhì)上的(de)标準表爲(wèi)高準elite系列(liè)cmfs010，cmfs015和cmf025各(gè)一台，三台标準(zhǔn)表的正(zhèng)确(què)率都優于(yú)0.03%。
 
　　将5台電磁(cí)流量計分(fèn)别使用閥門啓(qǐ)停法(fǎ)和标準表(biǎo)法在0.3、1和3m/s的流(liú)速(sù)下分(fèn)别進行了(le)測試(shì)，每個流速(sù)點分(fèn)别重複了(le)6次。表(biǎo)2顯示了(le)5台表的(de)在各(gè)種(zhǒng)測(cè)試方法下的示值誤(wù)差和重複性。
 
　　由(yóu)表2轉換出如(rú)圖(tú)6和圖7所示(shì)的示(shì)值誤差(chà)偏(piān)差和(hé)重複性偏差圖。由(yóu)圖6可見，啓停(tíng)效應(yīng)确實對電(diàn)磁流(liú)量(liàng)計的示(shì)值誤差産生了(le)一定的影響，但(dàn)示值誤差偏差(chà)都在(zài)0.1%之内。而對(duì)于重複性，标準(zhǔn)表法和(hé)啓停法(fǎ)沒有明顯(xiǎn)的區(qū)别。這(zhè)個測試結(jié)果與(yǔ)表1中使用電磁(cí)流(liú)量計測得的啓停效應不确定度(dù)是比較接近的(de)。圖7是(shì)電磁(cí)流量計在(zài)啓停時跟(gēn)随質量流量計标準(zhǔn)表瞬時流量變化的一個實時(shí)圖，說明選用的(de)電磁流(liú)量計能(néng)夠很好(hǎo)地跟随标準(zhǔn)表(biǎo)的流量(liàng)變化。
 
4結束語
　　實驗結(jié)果說明，閥門啓停效(xiào)應對(duì)小口徑電磁.流量計在(zài)示(shì)值誤(wù)差(chà)上的(de)體現比(bǐ)較接近使用電(diàn)磁流(liú)量計的啓(qǐ)停效應不确定度評估。因(yīn)此，如(rú)果通過(guò)上(shàng)位機(jī)軟件(jiàn)修(xiū)正(zhèng)啓停(tíng)效應，同(tóng)時(shí)保證(zhèng)在低流量時的(de)最小稱重(zhòng)，閥門(mén)啓停(tíng)法裝置是(shì)可以用于(yú)标定(dìng)小口徑(jìng)電(diàn)磁流量計的，這爲設(shè)計專用的(de)小口(kǒu)徑流(liú)量标準裝(zhuāng)置提供了新思(sī)路。
　　另(lìng)外，某(mǒu)些工(gōng)業現場在做小(xiǎo)口徑(jìng)電(diàn)磁(cí)流量(liàng)計在線故障診(zhěn)斷的時候(hòu)，一個比較簡單(dān)的方(fāng)法是使用(yòng)閥門(mén)啓停(tíng)來控制流(liú)體流(liú)入(rù)一(yī)容器，再将容器稱重(zhòng)，這樣可以(yǐ)粗略(luè)判斷流(liú)量計的(de)正确率，這時啓停效應的影響(xiǎng)完全可以不計，這也爲現(xiàn)場故(gù)障診斷(duàn)提(tí)供了(le)依據。

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