摘要:目(mù)前電磁(cí)流量計(ji) 的标定(dìng)大部分(fen)是在标(biao)準表法(fǎ)裝置或(huo)靜态稱(chēng)重體積(jī)罐)裝置(zhì)上進行(háng)的，而靜(jing)态稱重(zhòng)都以換(huàn)向器法(fǎ)爲主。對(dui)于小口(kou)徑電磁(ci)流量計(jì) ，比如4~15mm口(kou)徑，由于(yu)沒有合(he)适的精(jing)度高的(de)标準表(biǎo)而往往(wang)采用稱(chēng)重法裝(zhuāng)置标定(ding)。相對于(yú)動态換(huan)向器法(fǎ)裝置，閥(fá)門啓停(ting)的🧡稱重(zhong)裝置以(yi)下簡稱(cheng)啓停法(fǎ)裝置)具(jù)有設計(jì)👣難度低(di)🚩，成本低(di)📐的優勢(shi)。但是由(yóu)于閥門(mén)啓停在(zài)标定狀(zhuang)⭐态下不(bú)是連續(xù)流，因此(ci)啓停效(xiao)🔴應對電(diàn)磁✉️流量(liang)計的影(ying)響有待(dai)分析。本(běn)文從示(shi)值誤差(chà)和重複(fu)性兩個(gè)角度♉對(dui)啓停效(xiao)應對标(biao)定結果(guo)的影響(xiang)進行了(le)評估。
0引(yǐn)言
　　目前(qián)标定電(dian)磁流量(liàng)計的主(zhu)流标定(ding)裝置有(yǒu)标準表(biao)法流量(liàng)标💃🏻準裝(zhuang)置，稱重(zhòng)法液體(ti)流量标(biāo)準裝置(zhi)體積罐(guàn)法液體(ti)流量标(biāo)準裝置(zhì))。另外還(hai)有使用(yong)閥門啓(qi)停的靜(jing)态稱重(zhòng)法液體(ti)流量标(biao)準裝置(zhì)簡稱啓(qǐ)停法裝(zhuang)置)。通常(chang)而言，啓(qi)停法裝(zhuang)置不适(shì)🥵合标定(ding)速度式(shì)流量計(ji)的低流(liú)速區”，尤(yóu)其是中(zhōng)大口徑(jing)渦街👉流(liu)量計。但(dàn)是☎️對于(yu)微小流(liu)量标定(dìng)，由于啓(qi)停法裝(zhuang)置設計(ji)簡❓單，且(qie)✨成本低(di)，維護方(fāng)便，如果(guo)能使用(yòng)得當，還(hái)是有一(yi)定優勢(shì)。本文旨(zhi)在研究(jiu)啓⭐停法(fa)裝置用(yòng)于标定(ding)🈚微小口(kou)徑📞的電(dian)磁流量(liang)計4~15mm)的可(kě)行🔞性。
 
1電磁(cí)流量計(jì)原理與(yu)特性
　　如(rú)圖1所示(shì)，由法拉(la)第電磁(cí)感應定(ding)律可知(zhī)，導電液(yè)體流過(guo)🆚具有磁(ci)感應強(qiáng)度B的磁(ci)場時，在(zài)電極兩(liang)端産生(shēng)感應電(dian)勢E，這個(ge)電勢與(yǔ)流♍經管(guan)道的流(liu)體流速(su)成正比(bǐ)四，通過(guo)測量這(zhè)個電勢(shì)就能☀️夠(gòu)間接👣測(cè)量出體(tǐ)積流量(liang)。
E=kBDV(1)
　　式中:E爲(wei)感應電(dian)勢;K爲特(te)征常數(shù);B爲磁感(gan)應強度(dù);D爲流量(liang)💁管内直(zhi)徑;V爲測(ce)量管内(nei)電極斷(duan)面.軸線(xiàn)方向平(píng)均流速(sù)。
　　由測量(liang)原理可(ke)知，電磁(ci)流量計(jì)是一種(zhong)速度式(shì)流量計(ji)，速度式(shi)👅流量計(ji)一顯著(zhe)的特點(diǎn)就是測(cè)量性能(néng)受流體(ti)流場特(tè)性影響(xiang)。通常而(ér)言，中高(gao)流速區(qū)，線性和(he)重複性(xìng)較好，而(er)在低流(liu)速區，線(xian)性和重(zhòng)複性有(you)所下降(jiang)。因爲在(zài)低流速(su)區電極(jí)接收到(dào)的信号(hao)幅值降(jiàng)低🍉，容易(yì)受過程(cheng)噪聲影(ying)響。
 
2閥門(men)啓停
　　閥(fa)門啓停(tíng)法的流(liu)量标準(zhǔn)裝置的(de)簡單示(shi)意圖如(rú)圖2所🍓示(shi)，循環水(shuǐ)經過泵(bèng)進入标(biao)準表和(hé)被檢表(biǎo)，再經過(guò)啓停閥(fá)門進入(ru)秤水箱(xiāng)。一個标(biāo)定過程(chéng)可以通(tong)過控制(zhi)啓停閥(fa)來控制(zhi)，啓停閥(fa)，标準表(biǎo)和被檢(jiǎn).表通過(guò)同步信(xin)号同步(bu)計時。啓(qi)停閥必(bi)須選用(yong)開關動(dòng)作快的(de)閥門，文(wén)本實驗(yàn)使用的(de)标定裝(zhuāng)置啓停(tíng)閥的動(dòng)作時👨‍❤️‍👨間(jian)小于0.7s。同(tóng)時，啓停(ting)閥後端(duān)到秤🍓的(de)水箱的(de)管路需(xū)要進行(háng)優化設(she)計，以保(bǎo)證每次(ci)啓停時(shi)🈚的重複(fu)性達到(dao)要求。
　　一(yī)次閥門(men)啓停過(guo)程如圖(tú)3所示，當(dang)閥門開(kāi)啓時，流(liu)量并不(bu)能立即(ji)恢複到(dào)設定流(liu)量，這需(xu)要一個(ge)過程，同(tong)理當閥(fá)門⛱️關閉(bi)時，流📱量(liang)也不能(néng)立即恢(hui)複到零(ling)流量，也(ye)需要💃🏻一(yī)個過程(cheng)。這個恢(hui)複過程(cheng)，對電磁(ci)流量計(jì)的㊙️影響(xiǎng)有多少(shao)，需要評(píng)估。
3實驗(yan)研究
　　爲(wei)了研究(jiu)裝置閥(fá)門啓停(tíng)對電磁(cí)流量計(ji)标定的(de)影響，有(yǒu)必要🔞先(xiān)🔱确定測(cè)試裝置(zhì)的啓停(ting)效應。首(shou)先使用(yong)🙇🏻精度高(gāo)的質量(liàng)流量🔞計(jì)作爲測(ce)試表，分(fèn)别在裝(zhuang)置最🙇🏻大(da)流量和(hé)最小㊙️流(liu)量時測(ce)試了🐕啓(qi)停效應(yīng)。該啓停(tíng)法裝置(zhi)的擴展(zhǎn)不确定(dìng)度爲0.03%(k=2),
3.1質(zhì)量流量(liang)計的啓(qi)停效應(yīng)
　　按照JJG164-2000中(zhong)描述的(de)方法，一(yī)次流量(liàng)驗證過(guò)程後，在(zài)下一次(ci)流量驗(yan)證過程(chéng)中啓停(ting)閥門10次(ci)，如此重(zhòng)複10次。如(rú)此得出(chū)的質量(liang)流量計(ji)與秤的(de)示值誤(wù)差如圖(tú)4所示。
 
　　在(zài)小流量(liàng)時，10次閥(fa)門換向(xiàng)和單次(cì)閥門換(huàn)向的平(píng)均誤差(cha)❌的偏差(cha)爲0.01%，在大(da)流量時(shi)，約爲0.008%。
　　由(yóu)此可見(jiàn)從示值(zhí)誤差的(de)角度分(fen)析，該測(ce)試裝置(zhì)的啓停(tíng)效應對(duì)質量流(liu)量計來(lái)說是非(fei)常小的(de)，可以忽(hū)⁉️略不計(ji)。
　　同時爲(wei)了電磁(ci)流量計(jì)在該裝(zhuang)置上的(de)啓停效(xiao)應，選用(yong)㊙️了一台(tai)重複性(xìng)和正确(que)定都較(jiào)好的電(dian)磁流量(liang)計，按照(zhao)JIG164-2000做了啓(qi)停效應(ying)🌈的不确(que)定度評(píng)估，評估(gū)結果如(rú)表1所示(shi)。使用電(dian)磁流量(liang)計得出(chū)的合成(chéng)不确定(dìng)度爲0.069%要(yao)比質量(liang)流量計(jì)得出的(de)合成不(bu)确定度(du)要高許(xǔ)多。而這(zhe)高不确(que)定度主(zhu)要由低(dī)流速時(shi)貢獻的(de)。由此可(ke)知，啓停(ting)過程對(duì)電磁流(liu)量計有(you)🥵一定的(de)影響，但(dan)是對示(shi)值誤差(cha)和重複(fú)性究競(jìng)影響多(duo)大，本文(wén)3.2章節進(jìn)行🙇🏻了實(shi)驗分析(xi)。
3.2電磁流(liu)量計的(de)啓停法(fǎ)标定分(fèn)析
　　本文(wen)選擇了(le)2台4mm、2台8mm和(he)1台15mm口徑(jìng)的精度(du)高電磁(ci)流量計(ji)，在0.03%擴展(zhǎn)不确定(dìng)度的啓(qǐ)停法裝(zhuāng)置上進(jin)行試驗(yan)，該裝✂️置(zhi)是具有(you)标準🙇‍♀️表(biao)和⁉️啓停(ting)稱重法(fǎ)的混合(he)型流量(liang)标定裝(zhuang)置，裝置(zhì)上的标(biao)準💰表爲(wei)高準Elite系(xi)列CMFS010，CMFS015和CMF025各(ge)一台，三(sān)台标準(zhun)表的正(zheng)确率🈚都(dou)優于0.03%。
 
　　将(jiang)5台電磁(cí)流量計(ji)分别使(shi)用閥門(mén)啓停法(fa)和标準(zhun)表🥵法在(zài)0.3、1和3m/s的流(liu)速下分(fen)别進行(hang)了測試(shì)，每個流(liu)速點分(fèn)别重複(fu)了6次。表(biǎo)2顯示了(le)5台表的(de)在各種(zhong)測試方(fang)法下的(de)示值誤(wu)差和重(zhòng)複性。
 
　　由(you)表2轉換(huàn)出如圖(tu)6和圖7所(suo)示的示(shì)值誤差(chà)偏差和(hé)重複性(xing)偏差圖(tú)。由圖6可(ke)見，啓停(tíng)效應确(què)實對電(dian)磁流量(liang)計的示(shi)值誤差(chà)産生了(le)一定的(de)影響，但(dàn)示值誤(wu)差偏差(cha)都在0.1%之(zhi)内。而⭕對(duì)于重複(fú)性，标準(zhun)表法和(hé)啓停法(fa)沒有明(ming)顯的區(qū)别。這個(ge)測試結(jie)果與表(biǎo)1中使用(yòng)電磁流(liu)🚶‍♀️量計測(ce)得的啓(qi)停效應(ying)不🌈确定(ding)度是比(bi)較接近(jìn)的。圖7是(shi)電磁流(liú)量計在(zài)啓停時(shi)跟随質(zhi)量流量(liang)計标準(zhǔn)表👅瞬時(shí)流量變(bian)化的一(yi)個實時(shí)圖，說明(ming)選用的(de)電磁流(liú)量計能(néng)夠很好(hǎo)地跟随(sui)标準表(biao)的流量(liang)變化。
 
4結(jie)束語
　　實(shi)驗結果(guo)說明，閥(fá)門啓停(ting)效應對(duì)小口徑(jìng)電磁.流(liú)量計☎️在(zai)示🔆值📧誤(wù)差上的(de)體現比(bǐ)較接近(jìn)使用電(dian)磁流量(liàng)計的啓(qǐ)停效應(yīng)不确定(ding)度🌂評估(gū)。因此，如(ru)果通過(guò)上位機(jī)軟件修(xiu)正啓停(tíng)效應㊙️，同(tong)時保證(zheng)在低❓流(liú)量時的(de)最小稱(chēng)重，閥門(mén)啓停法(fǎ)❌裝置是(shi)可以用(yong)于标定(dìng)小口徑(jing)電磁流(liu)量計🛀的(de)，這爲設(shè)計專用(yòng)的小口(kou)徑流量(liàng)标準裝(zhuāng)置提供(gòng)了新🥰思(si)路。
　　另外(wài)，某些工(gong)業現場(chǎng)在做小(xiǎo)口徑電(dian)磁流量(liàng)計在線(xiàn)故障診(zhěn)斷的時(shí)候，一個(ge)比較簡(jian)單的方(fāng)法是使(shǐ)用閥門(mén)啓⭐停來(lai)☀️控制流(liú)體流入(ru)一容器(qi)，再将容(rong)器稱重(zhòng)，這樣可(kě)以🚩粗略(luè)判🆚斷流(liú)量計的(de)正确率(lü)，這時啓(qǐ)停效應(yīng)的影響(xiǎng)完全可(kě)以不計(jì)，這也爲(wèi)🤟現場故(gu)障診斷(duàn)提供了(le)依據。

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