摘要(yao):目前(qian)電磁(ci)流量(liang)計 的(de)标定(ding)大部(bu)分是(shi)在标(biao)準表(biao)法裝(zhuang)置或(huo)靜态(tai)稱重(zhong)體積(ji)罐)裝(zhuang)♉置上(shang)進行(hang)的，而(er)靜态(tai)稱重(zhong)都以(yi)換向(xiang)器法(fa)爲主(zhu)。對于(yu)小口(kou)徑電(dian)磁流(liu)量計(ji) ，比如(ru)4~15mm口徑(jing)，由于(yu)沒有(you)合适(shi)的精(jing)度高(gao)的标(biao)準表(biao)而往(wang)往🈲采(cai)用稱(cheng)🈲重♌法(fa)裝置(zhi)标定(ding)。相對(dui)于動(dong)态換(huan)向器(qi)法裝(zhuang)🐅置，閥(fa)門啓(qi)停的(de)稱重(zhong)裝置(zhi)以下(xia)簡稱(cheng)啓停(ting)法裝(zhuang)置)具(ju)✊有設(she)計難(nan)度低(di)，成本(ben)低的(de)優勢(shi)♍。但是(shi)由于(yu)閥門(men)啓停(ting)👣在标(biao)定狀(zhuang)🛀态下(xia)不是(shi)連續(xu)流，因(yin)此啓(qi)停效(xiao)應對(dui)電磁(ci)流量(liang)計的(de)影響(xiang)有待(dai)分析(xi)。本文(wen)從示(shi)值誤(wu)差和(he)重複(fu)性兩(liang)個角(jiao)度對(dui)啓停(ting)效應(ying)對标(biao)定結(jie)果的(de)影響(xiang)進行(hang)了評(ping)估。
0引(yin)言
　　目(mu)前标(biao)定電(dian)磁流(liu)量計(ji)的主(zhu)流标(biao)定裝(zhuang)置有(you)标準(zhun)表法(fa)流量(liang)标準(zhun)裝置(zhi)，稱重(zhong)法液(ye)體流(liu)量标(biao)準裝(zhuang)置體(ti)積罐(guan)法液(ye)體流(liu)量标(biao)準🔆裝(zhuang)置)。另(ling)外還(hai)有使(shi)用閥(fa)門啓(qi)停的(de)靜态(tai)稱重(zhong)法液(ye)體流(liu)量标(biao)準裝(zhuang)置簡(jian)🛀🏻稱啓(qi)停法(fa)裝置(zhi))。通常(chang)而言(yan)，啓停(ting)法裝(zhuang)置不(bu)适合(he)标定(ding)速度(du)式流(liu)量計(ji)的低(di)流速(su)區”，尤(you)其是(shi)中大(da)口徑(jing)渦街(jie)流量(liang)計。但(dan)是⭐對(dui)于微(wei)小流(liu)量标(biao)定，由(you)于啓(qi)停法(fa)裝置(zhi)設計(ji)簡單(dan)，且📱成(cheng)本低(di)，維護(hu)方便(bian)，如果(guo)能使(shi)用得(de)當，還(hai)是有(you)一定(ding)優勢(shi)。本文(wen)旨在(zai)研究(jiu)啓停(ting)法裝(zhuang)置用(yong)于标(biao)定微(wei)小口(kou)徑的(de)電磁(ci)流量(liang)計4~15mm)的(de)可行(hang)性。
 
1電磁(ci)流量(liang)計原(yuan)理與(yu)特性(xing)
　　如圖(tu)1所示(shi)，由法(fa)拉第(di)電磁(ci)感應(ying)定律(lü)可知(zhi)，導電(dian)液體(ti)🛀🏻流過(guo)具🤞有(you)☀️磁🌐感(gan)應強(qiang)度B的(de)磁場(chang)時，在(zai)電極(ji)兩端(duan)産生(sheng)感應(ying)電勢(shi)E，這個(ge)電勢(shi)與流(liu)🌍經管(guan)道的(de)流體(ti)流速(su)成正(zheng)🆚比四(si)，通過(guo)測量(liang)這個(ge)電勢(shi)就能(neng)夠間(jian)接測(ce)量出(chu)體積(ji)流量(liang)。
E=kBDV(1)
　　式中(zhong):E爲感(gan)應電(dian)勢;K爲(wei)特征(zheng)常數(shu);B爲磁(ci)感應(ying)強度(du);D爲流(liu)量管(guan)内直(zhi)徑;V爲(wei)測量(liang)管内(nei)電極(ji)斷面(mian).軸線(xian)方向(xiang)平均(jun)流速(su)。
　　由測(ce)量原(yuan)理可(ke)知，電(dian)磁流(liu)量計(ji)是一(yi)種速(su)度式(shi)流量(liang)計，速(su)度式(shi)流量(liang)計一(yi)顯著(zhe)的特(te)點就(jiu)是測(ce)量性(xing)能受(shou)流體(ti)流場(chang)特性(xing)影響(xiang)。通常(chang)🌂而言(yan)，中高(gao)流速(su)區，線(xian)性和(he)重複(fu)性💋較(jiao)好，而(er)在低(di)流速(su)區，線(xian)性和(he)重複(fu)性有(you)所下(xia)降。因(yin)爲在(zai)低流(liu)速區(qu)❌電極(ji)接收(shou)到的(de)信号(hao)幅值(zhi)降低(di)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻，容易(yi)受過(guo)程噪(zao)聲影(ying)響。
 
2閥(fa)門啓(qi)停
　　閥(fa)門啓(qi)停法(fa)的流(liu)量标(biao)準裝(zhuang)置的(de)簡單(dan)示意(yi)圖如(ru)圖2所(suo)示👄，循(xun)⛹🏻‍♀️環水(shui)🐇經過(guo)泵進(jin)入标(biao)準表(biao)和被(bei)檢表(biao)，再經(jing)過🐕啓(qi)停💃🏻閥(fa)門進(jin)入秤(cheng)水箱(xiang)。一😘個(ge)标定(ding)過程(cheng)可以(yi)通過(guo)控😍制(zhi)啓停(ting)閥來(lai)控制(zhi)，啓停(ting)閥，标(biao)準表(biao)和被(bei)檢.表(biao)通過(guo)同步(bu)信号(hao)同🈲步(bu)計時(shi)。啓停(ting)閥必(bi)須🐇選(xuan)用開(kai)關動(dong)作快(kuai)的閥(fa)門，文(wen)本實(shi)驗使(shi)用的(de)标定(ding)裝置(zhi)啓停(ting)閥的(de)動作(zuo)時🐪間(jian)小于(yu)0.7s。同時(shi)，啓停(ting)閥後(hou)端到(dao)秤的(de)水箱(xiang)的管(guan)路需(xu)要進(jin)行優(you)化設(she)計，以(yi)👅保證(zheng)每次(ci)啓停(ting)時的(de)重複(fu)性達(da)到要(yao)求。
　　一(yi)次閥(fa)門啓(qi)停過(guo)程如(ru)圖3所(suo)示，當(dang)閥門(men)開啓(qi)時，流(liu)量🌏并(bing)🏃🏻‍♂️不能(neng)立即(ji)恢複(fu)到設(she)定流(liu)量，這(zhe)需要(yao)一個(ge)過程(cheng)，同理(li)當閥(fa)門關(guan)閉時(shi)，流量(liang)也不(bu)能立(li)即恢(hui)複到(dao)零流(liu)量，也(ye)需要(yao)一個(ge)過程(cheng)。這個(ge)恢複(fu)過程(cheng)，對電(dian)磁流(liu)量計(ji)的影(ying)響有(you)多少(shao)，需要(yao)評估(gu)。
3實驗(yan)研究(jiu)
　　爲了(le)研究(jiu)裝置(zhi)閥門(men)啓停(ting)對電(dian)磁流(liu)量計(ji)标定(ding)的影(ying)響，有(you)必要(yao)先确(que)定測(ce)試裝(zhuang)置的(de)啓停(ting)效應(ying)。首先(xian)使用(yong)精度(du)高的(de)💘質量(liang)流量(liang)計作(zuo)爲測(ce)試表(biao)，分别(bie)在裝(zhuang)置最(zui)大流(liu)量🛀和(he)最小(xiao)流量(liang)時測(ce)試了(le)啓停(ting)效應(ying)。該啓(qi)停法(fa)裝置(zhi)的擴(kuo)展不(bu)确定(ding)度爲(wei)0.03%(k=2),
3.1質量(liang)流量(liang)計的(de)啓停(ting)效應(ying)
　　按照(zhao)JJG164-2000中描(miao)述的(de)方法(fa)，一次(ci)流量(liang)驗證(zheng)過程(cheng)後，在(zai)下一(yi)次流(liu)量驗(yan)證過(guo)程中(zhong)啓停(ting)閥門(men)10次，如(ru)此重(zhong)複10次(ci)。如此(ci)得出(chu)的質(zhi)量流(liu)✨量計(ji)與秤(cheng)🍉的示(shi)值誤(wu)差如(ru)圖4所(suo)示。
 
　　在(zai)小流(liu)量時(shi)，10次閥(fa)門換(huan)向和(he)單次(ci)閥門(men)換向(xiang)的平(ping)均誤(wu)差🐪的(de)偏差(cha)爲0.01%，在(zai)大流(liu)量時(shi)，約爲(wei)0.008%。
　　由此(ci)可見(jian)從示(shi)值誤(wu)差的(de)角度(du)分析(xi)，該測(ce)試裝(zhuang)置的(de)啓停(ting)🏒效🥵應(ying)對☁️質(zhi)量流(liu)量計(ji)來說(shuo)是非(fei)常小(xiao)的，可(ke)以忽(hu)略不(bu)計。
　　同(tong)時爲(wei)了電(dian)磁流(liu)量計(ji)在該(gai)裝置(zhi)上的(de)啓停(ting)效應(ying)，選用(yong)了一(yi)台☀️重(zhong)✨複性(xing)和正(zheng)确定(ding)都較(jiao)好的(de)電磁(ci)流量(liang)計😘，按(an)照JIG164-2000做(zuo)了啓(qi)停效(xiao)應的(de)不确(que)定度(du)評估(gu)，評估(gu)結果(guo)如表(biao)1所示(shi)⭐。使用(yong)電磁(ci)流量(liang)計得(de)出的(de)合成(cheng)❗不确(que)定度(du)爲0.069%要(yao)比質(zhi)量流(liu)量計(ji)得🚩出(chu)的合(he)成不(bu)确定(ding)度要(yao)高許(xu)多。而(er)這高(gao)不确(que)定度(du)主要(yao)由低(di)流速(su)時貢(gong)獻的(de)。由此(ci)可知(zhi)，啓停(ting)過程(cheng)對電(dian)磁流(liu)量計(ji)有一(yi)定的(de)影響(xiang)，但是(shi)對示(shi)值誤(wu)差和(he)重複(fu)性究(jiu)競影(ying)響多(duo)大，本(ben)文3.2章(zhang)節進(jin)行了(le)實驗(yan)分析(xi)。
3.2電磁(ci)流量(liang)計的(de)啓停(ting)法标(biao)定分(fen)析
　　本(ben)文選(xuan)擇了(le)2台4mm、2台(tai)8mm和1台(tai)15mm口徑(jing)的精(jing)度高(gao)電磁(ci)流量(liang)計❓，在(zai)0.03%擴展(zhan)不确(que)定度(du)的啓(qi)停法(fa)裝置(zhi)上進(jin)行試(shi)驗，該(gai)裝置(zhi)是具(ju)有标(biao)準表(biao)和啓(qi)停稱(cheng)重法(fa)的混(hun)合型(xing)流量(liang)标定(ding)裝置(zhi)，裝置(zhi)上的(de)标準(zhun)🏃🏻表爲(wei)高⁉️準(zhun)Elite系列(lie)CMFS010，CMFS015和CMF025各(ge)一台(tai)，三台(tai)标準(zhun)表的(de)正确(que)率都(dou)優于(yu)0.03%。
 
　　将5台(tai)電磁(ci)流量(liang)計分(fen)别使(shi)用閥(fa)門啓(qi)停法(fa)和标(biao)準表(biao)法在(zai)0.3、1和3m/s的(de)✉️流速(su)下分(fen)别進(jin)行了(le)測試(shi)，每個(ge)流速(su)點分(fen)别重(zhong)複了(le)6次。表(biao)🚶2顯示(shi)了5台(tai)表的(de)在各(ge)種測(ce)試方(fang)法下(xia)的示(shi)值誤(wu)差和(he)重複(fu)性。
 
　　由(you)表2轉(zhuan)換出(chu)如圖(tu)6和圖(tu)7所示(shi)的示(shi)值誤(wu)差偏(pian)差和(he)重複(fu)性🌐偏(pian)差圖(tu)。由圖(tu)6可見(jian)，啓停(ting)效應(ying)确實(shi)對電(dian)磁流(liu)量計(ji)的示(shi)值誤(wu)差産(chan)生🌈了(le)一定(ding)的影(ying)響，但(dan)示值(zhi)誤差(cha)偏差(cha)都在(zai)0.1%之内(nei)。而對(dui)于重(zhong)複性(xing)，标準(zhun)表法(fa)和啓(qi)停法(fa)沒💋有(you)明顯(xian)的區(qu)别。這(zhe)個測(ce)試結(jie)果🚶‍♀️與(yu)表1中(zhong)使用(yong)電磁(ci)流量(liang)計測(ce)得的(de)啓停(ting)效應(ying)不确(que)定度(du)是比(bi)較接(jie)近的(de)。圖7是(shi)電磁(ci)流量(liang)計在(zai)啓停(ting)時跟(gen)随質(zhi)量流(liu)量計(ji)标準(zhun)表瞬(shun)時流(liu)量變(bian)化的(de)㊙️一個(ge)實時(shi)圖，說(shuo)明🤩選(xuan)用的(de)電磁(ci)流量(liang)計能(neng)夠很(hen)好地(di)跟随(sui)标準(zhun)表的(de)流量(liang)變化(hua)。
 
4結束(shu)語
　　實(shi)驗結(jie)果說(shuo)明，閥(fa)門啓(qi)停效(xiao)應對(dui)小口(kou)徑電(dian)磁.流(liu)量計(ji)在💛示(shi)值誤(wu)🍓差上(shang)的體(ti)現比(bi)較接(jie)近使(shi)用電(dian)磁流(liu)量計(ji)的啓(qi)停效(xiao)應不(bu)确定(ding)度㊙️評(ping)估。因(yin)此，如(ru)果通(tong)過上(shang)位🎯機(ji)軟件(jian)修正(zheng)啓💛停(ting)效應(ying)🛀🏻，同時(shi)保證(zheng)在低(di)流量(liang)時的(de)最小(xiao)稱重(zhong)，閥💔門(men)啓停(ting)法裝(zhuang)置是(shi)可以(yi)用于(yu)标定(ding)小口(kou)徑電(dian)磁流(liu)量計(ji)的，這(zhe)爲設(she)計⁉️專(zhuan)用的(de)小口(kou)徑流(liu)量标(biao)準裝(zhuang)置提(ti)供了(le)新思(si)路。
　　另(ling)外，某(mou)些工(gong)業現(xian)場在(zai)做小(xiao)口徑(jing)電磁(ci)流量(liang)計在(zai)線故(gu)障診(zhen)斷的(de)時候(hou)，一個(ge)比較(jiao)簡單(dan)的方(fang)法是(shi)使用(yong)閥門(men)啓停(ting)來控(kong)制流(liu)體流(liu)入一(yi)容器(qi)，再将(jiang)容器(qi)稱重(zhong)，這樣(yang)可以(yi)粗略(lue)判斷(duan)流量(liang)計的(de)正确(que)率，這(zhe)時啓(qi)停效(xiao)應的(de)影響(xiang)完全(quan)可以(yi)不計(ji)，這也(ye)爲現(xian)場故(gu)障診(zhen)斷提(ti)供了(le)依據(ju)。

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