電磁流量計 以(yi)其安裝方便、正(zhèng)确率高等優點(diǎn)在自來水、熱水(shui)熱能貿易🔴結算(suàn)👣中被廣泛應用(yòng),并被要求進行(háng)定期的計量檢(jian)定。在我‼️國,0.5級🏃‍♂️以(yǐ)下電磁流量計(jì)的檢定周期🏃‍♂️爲(wei)兩年。事實上,許(xu)多 大口徑電磁(cí)流量計 (一般爲(wei)DN400mm以上)由于拆裝(zhuang)、運輸和生産等(deng)問題,無法實現(xiàn)定🐉期🛀🏻離線檢定(ding),造成計量失控(kong),引發諸多貿易(yì)糾紛。因此，需要(yào)建立-套👨‍❤️‍👨能夠對(duì)電磁流量計進(jìn)行在線檢定或(huò)校準的方法，在(zài)保證有效溯源(yuán)性的前提下,實(shí)現對電磁流量(liang)計的量值溯源(yuan)，從而實現對現(xian)場🚩電磁流量計(jì)的在線計量檢(jiǎn)定。或最低限度(du)提供一🐅種手段(duan)，能夠對🔴在線電(dian)磁流量計進行(háng)期間核☁️查,在🔞一(yī)定不确定度範(fàn)圍内對❌在線電(diàn)磁流量計的計(ji)量特性進行确(que)認，達到♉延長電(diàn)磁流量計離線(xiàn)檢定周期的目(mu)的。
一、研究背景(jing)
　　根據上述存在(zai)的問題，有關專(zhuan)家也提出過多(duō)種在線🛀🏻檢定或(huo)校準方案,歸納(nà)起來,其主流方(fang)案主要有兩種(zhong):一種是勵磁線(xian)圈檢查法,即在(zài)傳感器安裝勵(li)磁線圈的腔體(tǐ)内置一标準線(xian)圈,标準📞線圈的(de)銅電🐕阻與勵磁(cí)‼️線圈的 銅電阻(zǔ) 相近,通過外圍(wei)電路控制實現(xian)标準線圈和勵(lì)磁線圈産生的(de)🧡信号進行比較(jiao),以檢查勵磁線(xiàn)圈當前産生的(de)信号與原來産(chǎn)生信号的一緻(zhì)性,從而确定電(dian)磁流量計的計(jì)🤞量特性是否發(fā)生變化,這種方(fang)法又⛷️稱爲電磁(ci)流量計的“幹标(biāo)”方法;另一種方(fang)法是非接觸測(cè)量法,即利用外(wai)夾式超聲波流(liú)量計夾持在被(bei)💞測流量計管道(dào)👅上，通過比對兩(liǎng)台流量計的流(liú)💁量來确定被檢(jiǎn)流量計的計量(liang)📞特性。
　　應該說上(shang)述兩種方法理(li)論上都有其合(he)理性,但存在🤩方(fang)法設計.上的缺(que)陷，無法保證量(liàng)值溯源性和可(ke)靠性,因此,無法(fa)得到法律層面(miàn)上的認可。首先(xiān),第一種方法，由(yóu)于标準線圈✏️是(shi)直接設計到流(liu)量計表體中的(de)，我們無法對其(qi)電阻等指标的(de)性能進行定期(qī)的量值溯源🔞，無(wú)法判斷一段時(shí)間後标準線圈(quan)的計量性能是(shi)否發生變化,所(suo)以,用其作爲計(jì)量傳遞的标準(zhun)顯然有缺陷。
第(dì)二種方法,時差(cha)法 外夾式超聲(shēng)波流量計 的優(yōu)點在于可以定(ding)期對 超聲波流(liú)量計 進行檢定(ding)。超聲波流量計(ji)測量流量的原(yuán)理是根據速度(du)面積法求得流(liú)量qʋ的，其公示爲(wei)
qʋ=`VA(1)
式中:`V一管道内(nei)流體截面上平(ping)均流速;A一流體(ti)流經管道的截(jie)面積。
　　從式(1)中可(ke)以看到，要得到(dao)正确的流量,必(bi)須得到正🏃🏻确的(de)管道平⛹🏻‍♀️均流速(sù)和截面積。其中(zhong)，時差法超聲波(bō)🔞流量計測量流(liú)🌈速可以得到滿(man)意的結果但是(shi),現場管道由于(yu)未經😍特别加工(gōng)很難确定管道(dào)的截面積。因此(cǐ)，無法⭐控制外夾(jiá)式超聲波🔱流量(liang)計現㊙️場測量精(jīng)度,通常外夾式(shì)超聲波流量計(ji)的測量相對示(shi)值誤😘差能達到(dào)1%~5%,正确㊙️率較低,已(yǐ)失去對現場電(diàn)磁流量計進行(hang)比對的意義。
二(èr)、方案的提出和(he)分析
　　比較上述(shù)兩種方案，從理(li)論上來講都是(shi)可行的。但第🌈二(er)種方法更容易(yi)實現量值的溯(sù)源和檢定中不(bu)确定度分量的(de)控制。隻要在量(liàng)值傳遞過程中(zhong)将流量測量可(ke)能引入的不确(què)定度分量控制(zhi)在可允許的範(fan)圍内,就可以實(shi)現對現場🔱電磁(cí)流量計正确的(de)流量賦值。
1.外夾(jiá)式超聲波流量(liàng)計工作原理和(hé)測量不确定度(du)分👌量分析
　　時差(chà)法超聲波流量(liàng)計是以超聲波(bō)在流體内順逆(ni)兩個傳播方🧑🏾‍🤝‍🧑🏼向(xiàng),利用傳播時間(jian)差與流體流速(su)之間💞的關系求(qiu)得流體流量的(de),工作原理如圖(tú)1所示。
 
　　根據聲波(bo)在順逆兩個方(fāng)向傳播的時間(jian)差可得到該傳(chuan)播方向✉️.上的流(liu)體線平均流速(sù)(V):
 
　　式中::C一聲速;L一(yi)聲波傳播距離(li);0一聲道夾角;t1、t2--聲(shēng)波順逆向傳👌播(bo)時間。
根據比爾(er)蓋兒法計算出(chū)面流速V:
 
　　式中:K--補(bu)償系數(K=1.119+0.011lgRe;Re爲雷諾(nuo)數),在--定雷諾數(shù)範圍内可視爲(wei)常數,在使用中(zhong)可以通過水流(liú)量标準裝置标(biao)定給出。
　　根據_上(shàng)述公式,可得流(liu)量計算公式爲(wei)
 
式中:d-管道直徑(jing)。
　　從式(4)中可以看(kan)到,h以和超聲波(bō)流量計所使用(yòng)的時基精❓度相(xiàng)關,作爲用于量(liàng)值傳遞的标準(zhǔn)表,流量計可選(xuǎn)取較高精🛀度等(deng)級的時基，因此(cǐ),t1、t2測量引入的不(bú)确定度可以忽(hū)略不計。如果采(cai)取相應的措施(shi)保證d和L的測量(liàng)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼不确定度足夠(gòu)小，直至可以忽(hu)略不計,則流量(liàng)測量的不确定(ding)度僅和K的标定(ding)精度相關。
2.外夾(jia)式超聲波流量(liang)計特征尺寸的(de)确定
　　爲保證d和(he)L的測量精度足(zú)夠高，應在被檢(jiǎn)電磁流量計的(de)🌈管路上預裝标(biao)準管段以安裝(zhuang)外夾式超聲波(bo)流量🧑🏽‍🤝‍🧑🏻計。由于标(biao)準管段是一個(ge)經過加工的直(zhi)管段,因此,不會(hui)增加🏃‍♂️太大的成(cheng)本。
　　标準管段内(nei)徑的加工可參(can)照GB/T2624--2006《用安裝在圓(yuan)形截面管道中(zhōng)的💯差🚶壓裝置測(ce)量滿管流體流(liú)量》中對節流件(jiàn)上❄️遊2D範圍内管(guan)道内徑的加工(gōng)要求。加工後的(de)标準管段應分(fen)别在至少3個截(jié)面☀️的4個不同方(fang)向進行d值測量(liang),加工偏差應小(xiao)于标準規定。
　　聲(sheng)波傳播距離L的(de)确定主要是避(bì)免每次測量管(guǎn)道😘圓度不夠、外(wài)壁腐蝕以及換(huàn)能器和管道間(jiān)裝夾間隙不同(tóng),對傳播距離L的(de)影響。可在标準(zhun)管段外壁加工(gong)固定的安裝位(wei)置并設加裝🚩螺(luo)孔,在加裝換能(néng)器時用扭力扳(ban)手緊固,确保每(mei)次裝夾間隙的(de)一緻性📐。
　　在标準(zhǔn)管段和外夾式(shi)超聲波流量計(jì)-起在水流量标(biao)準裝置✨.上檢定(ding)後,将标準管段(duàn)預裝在現場管(guǎn)道,并在換能器(qì)安裝位置加🏃🏻‍♂️裝(zhuāng)防護罩。由于标(biāo)準管段結構、加(jiā)工要求🛀和使用(yong)🏒環境與文丘裏(lǐ)管有極度的相(xiàng)似性,因🚶此,其使(shǐ)用周期可以采(cai)用和文丘裏管(guǎn)相等的檢定周(zhou)期,即檢定周期(qi)爲4年。每年利用(yòng)标準管段和外(wài)夾式超，聲流量(liàng)計對在🏃‍♀️線電磁(cí)流量計🏒進行⭐核(he)查，如核查結果(guo)滿意則順延電(diàn)磁流量計的檢(jiǎn)定周期，否則電(dian)磁流量計和标(biao)準管段均💛應離(li)線檢定。每--個外(wài)夾式超聲波流(liú)量計可以和任(ren)意管徑的标準(zhǔn)直管段配合并(bing)擁有該套配置(zhì)的k值及相應的(de)精度,通過定期(qi)🆚的期間核查達(da)到延長電磁流(liú)量計檢🛀定周期(qi)的目的。
三、标準(zhun)管段和外夾式(shì)超聲波流量計(jì)的管理策略❓
　　需(xū)要對外夾式超(chāo)聲波流量計及(ji)對應的标準管(guǎn)段進行✔️檢定,标(biao)定一定流量範(fan)圍内各流量點(dian)的k值并🏒确定對(duì)應的不♉确定度(dù),同時對标準管(guan)段的幾何尺㊙️寸(cun)進行檢定。進行(hang)現場核查,以🧑🏽‍🤝‍🧑🏻JJF1033--2008<計(ji)量标準考核規(guī)範》規定的傳遞(dì)比較法作爲判(pàn)定核查結果滿(mǎn)意與否的依據(jù)。
1.檢定要求
(1)标準(zhun)管段的幾何尺(chi)寸的檢定
　　在标(biao)準管段入口、出(chu)口和中間3個截(jie)面進行内徑測(cè)量,任㊙️何👈一内🈲徑(jing)與内徑平均值(zhí)之差應小于内(nèi)徑平🔞均值的±0.4%，當(dāng)所有被測内徑(jìng)和内徑平均值(zhi)之差均符合_上(shàng)述要求時✉️,則認(rèn)爲滿足要求。
(2)k值(zhí)确定和補償系(xi)數的檢定
　　當标(biāo)準管段和測量(liàng)介質确定後,每(mei)個流量點下檢(jian)🥵定㊙️時,式📞(4)中的L、d、θt1、t2即(jí)可視爲常數,根(gēn)據要測量流量(liàng)點g,的♋大小,計算(suàn)出k值🈲并設入與(yu)外夾式超聲波(bō)流量計配套的(de)流量積算儀。
　　設(shè)定後的超聲波(bō)流量計應成套(tao)在水流量标準(zhǔn)裝置上進行标(biao)定。按以下公式(shi)計算出補償系(xì)數K.,取各點平均(jun1)值♋輸入🌈與外夾(jia)式超聲波流量(liang)計配套的流量(liang)積算儀:
 
式中:qo-水(shuǐ)流量标準裝置(zhi)給出的實際流(liu)量。
　　根據相應的(de)檢定規程對相(xiang)應的流量點進(jin)行檢定,并🤞給☁️出(chu)相應🔆的精度。這(zhè)裏僅對每個流(liú)量點的重複性(xing)檢定給出特殊(shu)規定。每個流量(liàng)點應做不少于(yu)6組試驗,每組檢(jian)定次數不少于(yu)6次。每組試驗前(qián)均應按要求将(jiāng)外💘夾式超聲🥵波(bo)流量計重新安(ān)裝。試驗結束後(hòu)按式(6)計算重複(fu)性E,:.
 
　　式中:m一測量(liang)組數;n一每組包(bao)含的測量次數(shu);K*ij一第j組中第k次(ci)測量結果;`K*j一第(dì)j組測量結果的(de)平均值。
計算結(jie)果應小于精度(dù)的1/2。
2.電磁流量計(ji)現場核查
　　根據(ju)檢測結果設定(dìng)對應的參數,利(li)用現場标準管(guan)🔴段對👣現場電磁(ci)流量計進行核(he)查試驗。試驗時(shi)應至⭐少在使用(yong)的流量範圍内(nèi)取3個流量點，每(měi)--個流量點的試(shì)驗結果按式(7)進(jin)行比對。
 
　　式中:q1一(yi)電磁流量計示(shi)值;q一外夾式超(chāo)聲波流量計示(shi)值;U一外夾式超(chāo)聲波流量計測(ce)量不确定度;U1一(yi)電磁流量計标(biao)稱測量不确定(ding)度。
　　試驗結果如(ru)滿足式(7)的要求(qiú),即認爲結果滿(man)意,電磁🌈流量計(ji)可繼續使用。電(dian)磁流量計可在(zài)此保證條件下(xia)使用4年,到期🧡後(hòu)應和标準管段(duàn)一并送檢。
四、結(jié)束語
　　利用外夾(jia)式超聲波流量(liàng)計對電磁流量(liàng)計進行在線🌂核(he)查來💃🏻驗證在線(xiàn)電磁流量計的(de)工作狀況,一-定(ding)程度💃上可以延(yan)長電磁流量計(jì)的檢定周期,在(zai)有限試驗次數(shù)上證明是可🐆行(háng)的,但該方法🈲也(ye)存在一定的局(jú)限性,如外夾式(shì)超聲波流⭕量計(jì)發生💁換能器損(sǔn)👌壞，将會影響㊙️多(duō)個标準管段的(de)使用風險,需要(yao)進一步研究。

以(yǐ)上内容源于網(wǎng)絡，如有侵權聯(lian)系即删除!