摘 要(yao):爲更好地(di)将電磁流(liu)量計在線(xian)檢定方法(fa)運用于實(shi)際現場🔴操(cao)作之中，根(gen)據《計量法(fa)》和《 管道式(shi)電磁流量(liang)計 在線校(xiao)準要求》(以(yi)下簡稱《要(yao)求》)，對不同(tong)工況下的(de)十幾台大(da)口徑電磁(ci)流量計進(jin)行現場檢(jian)測和校驗(yan)，所🆚得數據(ju)與出廠🚶‍♀️标(biao)定的原始(shi)數據能夠(gou)很好地吻(wen)合。在對在(zai)✏️線檢測過(guo)程中相關(guan)細節進行(hang)總結後，證(zheng)實了電磁(ci)流量計的(de)在線檢定(ding)是切實可(ke)行和有效(xiao)的♊，能夠廣(guang)泛地運用(yong)于大口徑(jing)流量計的(de)現場檢定(ding)。
0 引言
　　流量(liang)是給排水(shui)和水處理(li)等相關行(hang)業常用的(de)過程⁉️控👨‍❤️‍👨制(zhi)和計量⛹🏻‍♀️的(de)重要參數(shu)和生産指(zhi)标，它直接(jie)關系到水(shui)處理的進(jin)程與🛀質量(liang)。電磁流量(liang)計 由于其(qi)結構簡單(dan)，傳感器内(nei)沒有可動(dong)部件，沒有(you)節流裝置(zhi)，不💋存在機(ji)械轉動和(he)磨損，不會(hui)産生壓力(li)損🔅失，并因(yin)其精度高(gao)、線💋性好、運(yun)行穩定等(deng)優點，在給(gei)排水、污水(shui)🔴處理、引水(shui)工程等項(xiang)目中得到(dao)🐆廣泛的應(ying)用，用以進(jin)行内部計(ji)量、過程控(kong)制和對外(wai)貿💞易結算(suan)。電🔞磁流量(liang)計作爲一(yi)種普遍🙇🏻的(de)計量器具(ju)☎️，按照《計量(liang)法💯》的規定(ding)，必須在一(yi)定的周期(qi)内對該器(qi)具進行檢(jian)定或校準(zhun)。同時，使用(yong)方爲保證(zheng)流量計使(shi)用的可靠(kao)性，也對 電(dian)磁流量計(ji)生産廠家(jia) 提出了這(zhe)個要求。
　　然(ran)而，應用于(yu)水務行業(ye)中的電磁(ci)流量計口(kou)徑較大，安(an)裝環境差(cha)等因素導(dao)緻流量計(ji)很難甚至(zhi)不允許拆(chai)卸之後送(song)到标定裝(zhuang)置中進行(hang)複核。另外(wai)，由于此類(lei)流量計的(de)現場工作(zuo)條件與實(shi)驗室⚽校驗(yan)設置條件(jian)存在偏異(yi)，因此，電磁(ci)流量計，尤(you)其是 大口(kou)徑電磁流(liu)量 在使用(yong)一個階段(duan)之後，測量(liang)也許會存(cun)在一定的(de)不确定性(xing)偏👈差。在線(xian)大口徑流(liu)量計不停(ting)水的校準(zhun)和檢定問(wen)題亟待解(jie)決。
1 電磁流(liu)量計的在(zai)線檢定方(fang)法
　　目前，普(pu)遍應用的(de)電磁流量(liang)計在線檢(jian)定手段主(zhu)要有标準(zhun)表法和電(dian)參數法。電(dian)參數法是(shi)根據管道(dao)式電磁流(liu)量❓計的測(ce)量原理，對(dui)影響在線(xian)工作的管(guan)道♉式電磁(ci)流量計的(de)相關參數(shu)進行檢定(ding)( 如勵磁線(xian)圈對地絕(jue)緣電阻、電(dian)極對地( 接(jie)液) 電阻、勵(li)磁✊線圈電(dian)阻和流量(liang)計電纜線(xian)電阻) ，測量(liang)控制相關(guan)參數在一(yi)定允許的(de)變化範🏃圍(wei)内與出廠(chang)檢💯定的原(yuan)始數據進(jin)行🍓比較溯(su)源，使其保(bao)🛀🏻持在出廠(chang)時的标準(zhun)準确度以(yi)内，以滿足(zu)使用要求(qiu)。标準表法(fa)是以标準(zhun)表爲标準(zhun)器具，使流(liu)體在相同(tong)時間間隔(ge)内，同時連(lian)續通過标(biao)準👄表和被(bei)校表，比較(jiao)兩者的🈲輸(shu)出流量值(zhi)的偏差，從(cong)而🏒确定被(bei)校流量計(ji)與标準表(biao)所示的流(liu)量值的關(guan)系🚶。
　　對于以(yi)上兩種方(fang)法孰優孰(shu)劣，不能斷(duan)然判明，但(dan)根💜據以上(shang)🛀兩種方法(fa)的在線檢(jian)定過程均(jun)能反映測(ce)量🏃‍♂️性能。
2 電(dian)參數法
　　衆(zhong)所周知，電(dian)磁流量計(ji)是根據法(fa)拉第電磁(ci)感應定律(lü)✏️來測📐量導(dao)電液體體(ti)積流量的(de)儀表。法拉(la)第電磁感(gan)應公式如(ru)式(1) 所示:
E=K×B×V×D　　(1)
式(shi)中: B 爲流量(liang)計勵磁線(xian)圈感應磁(ci)場的強度(du);V爲被測電(dian)液💰導體的(de)🏃🏻‍♂️流速;D爲管(guan)徑;K爲儀表(biao)系數。宏觀(guan)上把導電(dian)液體看成(cheng)導體。
　　由式(shi)(1) 可知管徑(jing)D與系數K都(dou)爲固定參(can)數。在一定(ding)流速下🌈，隻(zhi)要保證參(can)數 B 的穩定(ding)，那麽感應(ying)電動 E也随(sui)之穩定，即(ji)在進行電(dian)參數法在(zai)線檢定時(shi)，若參數B保(bao)持在出廠(chang)校✂️準時的(de)允許範圍(wei)内時，就可(ke)證明該流(liu)量計目前(qian)所測流量(liang)的精💔度仍(reng)與出廠時(shi)保持一緻(zhi)［3］。
　　影響電磁(ci)感應強度(du) B 的因素，就(jiu)流量計本(ben)身而言，應(ying)檢驗勵🏒磁(ci)🐆線圈電阻(zu)(扣除溫度(du)變化引起(qi)的差值)、勵(li)磁線❤️圈的(de)絕緣以及(ji)勵磁電流(liu)的幅值。另(ling)外，我們需(xu)檢查電極(ji)信号電路(lu)絕緣性能(neng)🌈是否良好(hao)，證明原本(ben)微弱的流(liu)量信号有(you)✨沒有額外(wai)大的損失(shi); 測量電極(ji)㊙️的接液電(dian)阻，評估電(dian)極表面是(shi)否被過度(du)氧化、腐蝕(shi)、結垢或損(sun)傷而🙇🏻影響(xiang)正常測量(liang); 檢查接地(di)電阻等情(qing)況并排除(chu)雜亂信🐇号(hao)的幹擾。同(tong)時，使用精(jing)度佳的模(mo)拟🔞信号器(qi)檢測轉換(huan)🚶‍♀️器的工作(zuo)狀況。
2．1 電參(can)數法的檢(jian)定過程
　　在(zai)檢定過程(cheng)中，首先，觀(guan)察轉換器(qi)内的各項(xiang)參數設置(zhi)是否有🙇‍♀️被(bei)改動過，要(yao)求轉換器(qi)的各項參(can)數設置✍️與(yu)電磁流量(liang)計出廠銘(ming)牌上的一(yi)緻; 然後觀(guan)察兩根電(dian)纜( 勵磁電(dian)纜、信号電(dian)🚩纜) 是否有(you)損傷，是否(fou)保持原樣(yang)。《管道式電(dian)磁流量計(ji)在線校準(zhun)要求》指🌈出(chu)需保證♉被(bei)測液體電(dian)導率符合(he)流速在 0．3 ～10 m/s 的(de)流動狀态(tai)下，被測管(guan)道中應保(bao)持滿管，無(wu)氣泡聚集(ji)。
在對該自(zi)來水廠進(jin)行檢定觀(guan)察時，全部(bu)的流量計(ji)📧都在穩🏃‍♀️定(ding)有序地運(yun)行，無數據(ju)波動等狀(zhuang)況出現。因(yin)此，可以判(pan)🌈定以上條(tiao)件均符合(he)，并在此基(ji)礎上對流(liu)量計的一(yi)系列參數(shu)作了檢測(ce)🔞。
　　由于在第(di)二次來到(dao)自來水廠(chang)時，該流量(liang)計處于運(yun)行狀态，因(yin)💁此，爲不妨(fang)礙水廠的(de)正常工作(zuo)，對每個數(shu)據點隻進(jin)行了兩次(ci)數據測量(liang)。
2．1．1 轉換器的(de)校準
① 瞬時(shi)流量的示(shi)值誤差及(ji)重複性檢(jian)定
　　先關閉(bi)轉換器的(de)供電電源(yuan)，并将轉換(huan)器連接傳(chuan)感器的🆚電(dian)纜拆卸下(xia)來，使用自(zi)主開發的(de)模拟信号(hao)發生器(精(jing)度爲±0．1% ) ，爲轉(zhuan)換器提供(gong)模拟信号(hao)，代替實際(ji)使❄️用過程(cheng)中電磁流(liu)量計傳感(gan)器提供的(de)📧流量信号(hao)。然後通電(dian)預熱片刻(ke)之❓後，分别(bie)選定高、中(zhong)、低 3 個流速(su)點，且采用(yong)上行程和(he)下行程的(de)方式對每(mei)個點都測(ce)試 3 遍，對轉(zhuan)換器的示(shi)值做出記(ji)錄，并将所(suo)記錄的值(zhi)按照要求(qiu)所記錄的(de)公式進行(hang)處理，最㊙️後(hou)根據計算(suan)得到🧑🏽‍🤝‍🧑🏻示值(zhi)誤差和重(zhong)複性［2 － 5］。
② 轉換(huan)器零點檢(jian)查與校準(zhun)
　　将電磁流(liu)量計模拟(ni)信号發生(sheng)器的開關(guan)撥到“0”位置(zhi)👌，用模拟信(xin)号發生器(qi)的零位進(jin)行調零，直(zhi)到轉換器(qi)瞬時🈲流量(liang)顯示爲“0．000 m3/ h”。
③ 電(dian)磁流量計(ji)零點漂移(yi)的檢查
　　斷(duan)開轉換器(qi)與傳感器(qi)之間勵磁(ci)線圈的連(lian)接電纜( 勵(li)磁✊線🔴圈連(lian)接電纜編(bian)号爲“7、8”電纜(lan)線) ，保持信(xin)号線“1、2、3”的💜聯(lian)通，經過十(shi)幾分鍾左(zuo)右的預熱(re)(當然，在這(zhe)預熱過程(cheng)中可對其(qi)他表進行(hang)其他項♈目(mu)的檢查) ，恢(hui)複轉換器(qi)的各項參(can)數設置，每(mei)5 min記錄一🔴次(ci)轉換器讀(du)數情況，持(chi)續 3 次并記(ji)錄轉換器(qi)每次的顯(xian)示值。取絕(jue)對值最👨‍❤️‍👨大(da)的值與電(dian)磁流量計(ji)量程相比(bi)較，得到零(ling)點漂移值(zhi)。
④ 轉換器輸(shu)出頻率及(ji)輸出電流(liu)校準
　　以電(dian)磁流量計(ji)模拟信号(hao)發生器爲(wei)校準信号(hao)源，采集🌈3個(ge)流速測量(liang)點的頻率(lü)計電流輸(shu)出信号，按(an)照公式計(ji)算兩者的(de)示值誤差(cha)✉️。相關公式(shi)請參閱文(wen)獻［1］。
應該注(zhu)意的是，轉(zhuan)換器輸出(chu)頻率、電流(liu)的最大允(yun)許示值誤(wu)差應不超(chao)過出廠準(zhun)确度的要(yao)求。
2．1．2 傳感器(qi)的校準
① 勵(li)磁線圈電(dian)阻的測量(liang)
　　以數字萬(wan)用表爲測(ce)量工具，兩(liang)個表筆分(fen)别搭在勵(li)磁線圈的(de)兩㊙️個端子(zi)上，測量勵(li)磁線圈的(de)電阻值，将(jiang)測量結果(guo)與以往的(de)😘記錄值進(jin)行比對。
② 勵(li)磁線圈對(dui)地絕緣電(dian)阻的測量(liang)
　　以 500V兆歐表(biao)爲測量工(gong)具，将兆歐(ou)表的兩端(duan)分别夾在(zai)勵磁線圈(quan)一端和接(jie)地線上，操(cao)作兆歐表(biao)待顯示穩(wen)定後讀數(shu)💔，要求👉絕緣(yuan)電阻大于(yu)100 MΩ。
③ 傳感器接(jie)地電阻的(de)測量
　　用數(shu)字式萬用(yong)表測量信(xin)号屏蔽線(xian)和接地線(xian)之間的電(dian)✨阻，要求對(dui)地電阻小(xiao)于10Ω。
④ 電極對(dui)地(接液) 電(dian)阻值的測(ce)量
　　 以指針(zhen)式萬用表(biao)爲測量工(gong)具(測量時(shi)會出現短(duan)暫的充放(fang)✨電現象) ，讀(du)取指針偏(pian)轉最大值(zhi)時的值作(zuo)爲記錄值(zhi)。電極的接(jie)地電阻值(zhi)不能有較(jiao)大的偏差(cha)率，否則視(shi)爲不可控(kong)。
　　應注意的(de)是，測量應(ying)該以第一(yi)次測量的(de)最大值爲(wei)準，若✊要再(zai)次測量，應(ying)消除電極(ji)上可能出(chu)現的極化(hua)現象，避免(mian)造成對測(ce)量精度的(de)影響; 同時(shi)，要求測量(liang)偏差率≤20%［4］。
　　電(dian)磁流量計(ji)出廠時以(yi)及經過一(yi)年的使用(yong)之後，再次(ci)對同一台(tai)電磁流量(liang)計進行在(zai)線檢定，數(shu)據記錄及(ji)處理結果(guo)如表 1、表 2 所(suo)示。其中，原(yuan)始在線檢(jian)定數據的(de)環境溫度(du)爲 29 ℃、相對濕(shi)度爲70% RH，最大(da)示值誤差(cha)爲0．25% ; 運行一(yi)年後檢定(ding)數據的環(huan)境溫度爲(wei) 30 ℃、相對濕度(du)爲70% RH。經第三(san)方檢測的(de)原始數據(ju)如表3 所示(shi)。


　　電磁(ci)流量計電(dian)參數在線(xian)檢定法主(zhu)要用來對(dui)直接影響(xiang)電磁流量(liang)計測量準(zhun)确度的勵(li)磁線圈的(de)相關🌈參數(shu)進行㊙️測量(liang)。
　　通過兩次(ci)數據的對(dui)比，可以很(hen)直觀地了(le)解到這一(yi)💞台電磁流(liu)量計的各(ge)項電參數(shu)在經過一(yi)年的現場(chang)使用之後(hou)仍然能夠(gou)與原始數(shu)據很好地(di)溯源。
2． 2 标準(zhun)表法的檢(jian)定過程
　　标(biao)準表法是(shi)在管道上(shang)再安裝一(yi)個标準表(biao)，同步記錄(lu)兩台流量(liang)計的輸出(chu)流量。在标(biao)準表的選(xuan)擇方面，目(mu)前國内外(wai)大部分企(qi)業機構都(dou)是選用便(bian)攜式超聲(sheng)波流量計(ji)作爲标準(zhun)表進行🔴在(zai)線檢定。
　　以(yi)DN1200mm流量計爲(wei)例，對運用(yong)便攜式超(chao)聲波流量(liang)計進行現(xian)場鑒👉定的(de)過程做一(yi)簡單的陳(chen)述。
　　該熱力(li)公司于每(mei)年 10 月初開(kai)始對供暖(nuan)設施進行(hang)加壓試運(yun)🐉行，檢查設(she)備是否正(zheng)常可靠。目(mu)前，大口徑(jing)的流量🥰計(ji)在該企業(ye)的熱力⁉️供(gong)給線上運(yun)行，在 2010 年 10 月(yue)份試運行(hang)過程中，發(fa)現其中一(yi)台DN 1 200 mm 的大口(kou)💚徑流量計(ji)出現數據(ju)波動，提議(yi)需對該表(biao)運行的精(jing)度進行檢(jian)測。使用兩(liang)台精度爲(wei)± 0． 5% 、重複性🔴爲(wei)± 0．15% 的便攜式(shi)超聲波流(liu)量🌍計對該(gai)流量👄計進(jin)行現場檢(jian)查。DN 1 200 mm 的大口(kou)徑流量計(ji)第三方檢(jian)定數據如(ru)表 4 所示。由(you)表 4 可以看(kan)出，最大示(shi)值誤差爲(wei) 0． 18% ，最大重複(fu)性🔴爲 0． 06% 。

　　操作(zuo)人員到達(da)現場後，首(shou)先對電磁(ci)流量計的(de)數據進🧑🏾‍🤝‍🧑🏼行(hang)采🔱集記錄(lu)，發現流量(liang)計的顯示(shi)數據确實(shi)存在波動(dong)。随後，根據(ju)現場情況(kuang)及超聲波(bo)流量計的(de)安裝要求(qiu)，對管道外(wai)壁的污🈚垢(gou)進行擦除(chu)，以保證 超(chao)聲波流量(liang)計 的可靠(kao)應用，并根(gen)據現場工(gong)作人員對(dui)管道内壁(bi)的襯裏描(miao)述，采用“V”形(xing)安裝方法(fa)對參數進(jin)行一一設(she)置［8 － 10］。
　　值得說(shuo)明的是，由(you)于超聲波(bo)流量計對(dui)使用環境(jing)和安🌏裝的(de)要求較高(gao)，且在較寬(kuan)的流速範(fan)圍之下，較(jiao)難⭐保證💁超(chao)聲☁️波流量(liang)計在全🌈流(liu)速範圍内(nei)一直保持(chi)一🏃🏻‍♂️個較高(gao)的精度。爲(wei)此，分🏃‍♀️别選(xuan)用高、低流(liu)速的兩台(tai)超聲波流(liu)量計，分别(bie)對管道内(nei)流體的高(gao)低流速進(jin)行❓測量，這(zhe)在一💋定程(cheng)度上可以(yi)實現測量(liang)結果的準(zhun)确🐆率。
　　經分(fen)段檢定，超(chao)聲波流量(liang)計數據記(ji)錄如表 5 所(suo)示。對比發(fa)現，超聲波(bo)流量計數(shu)據顯示及(ji)波動情況(kuang)與電磁流(liu)📞量計所反(fan)映的💃🏻情況(kuang)一緻。
　　在線(xian)檢定後，發(fa)現流量計(ji)顯示的波(bo)動幅度越(yue)來越🔞小。對(dui)此，我們判(pan)斷是因爲(wei)管道在年(nian)内首次通(tong)水及水溫(wen)差異等原(yuan)✉️因，使得管(guan)道内存在(zai)大量氣泡(pao)，造成數據(ju)波🏒動。經建(jian)議，熱電在(zai)電磁流量(liang)計的前直(zhi)管段上安(an)裝了排氣(qi)閥，電磁流(liu)量計随即(ji)正常工作(zuo)。

3 檢定注意(yi)事項
在檢(jian)定超聲波(bo)流量計時(shi)，應注意以(yi)下事項。
① 安(an)裝位置超(chao)聲波流量(liang)計安裝位(wei)置的選擇(ze)需要操作(zuo)員仔細了(le)解工況情(qing)況，包括被(bei)檢管線的(de)材質、管外(wai)徑、管壁厚(hou)度、管内襯(chen)裏👣的材質(zhi)及厚度，管(guan)内介質等(deng)相關量的(de)具體信息(xi)并核實，确(que)保測量的(de)精度。
标準(zhun)表的安裝(zhuang)需遠離上(shang)下遊的擾(rao)動源，避免(mian)有害的漩(xuan)渦等情⚽況(kuang)，但是在現(xian)場實際情(qing)況中達不(bu)到安裝要(yao)求的情況(kuang)⛷️是很普遍(bian)的。這就需(xu)要現場操(cao)作人員有(you)相當高的(de)實際操作(zuo)經驗，選擇(ze)正确的地(di)點和方式(shi)進行🔴安裝(zhuang)，避免較大(da)誤差的出(chu)現。
②“V”形安裝(zhuang)法
在直管(guan)段等情況(kuang)允許的情(qing)況下，應該(gai)首選“V”形法(fa)安裝。因爲(wei)♊使用“V”形安(an)裝法，超聲(sheng)波流量計(ji)的兩個換(huan)能器在管(guan)道的同一(yi)側，容易實(shi)現兩個換(huan)能器安裝(zhuang)在管道的(de)♍中心線上(shang); 而且同一(yi)側✔️的管壁(bi)，外部條件(jian)幾乎一緻(zhi)，對♋因參數(shu)設置引起(qi)的誤差可(ke)以将量減(jian)小到最低(di)。“V”形安裝法(fa)示意圖如(ru)圖 1( a) 所示。而(er)使用“Z”形安(an)裝👌法雖然(ran)聲程縮短(duan)近一半，但(dan)兩側相對(dui)的安裝🌍方(fang)法使得換(huan)能器不易(yi)在同一個(ge)管徑平面(mian)上，導緻超(chao)聲波接收(shou)到的信号(hao)質🈚量下降(jiang)，這會無法(fa)避免地帶(dai)來🏃🏻‍♂️相當大(da)的測量誤(wu)差。“Z”形安裝(zhuang)法示意圖(tu)如圖 1( b) 所示(shi)。
③ 同時，用于(yu)标準表法(fa)比對的 便(bian)攜式超聲(sheng)波流量計(ji) 對重複性(xing)要求是第(di)一位的。

4 結(jie)束語
　　流量(liang)計在線檢(jian)定方法是(shi)切實可行(hang)的，雖然在(zai)線檢❤️定方(fang)法與實驗(yan)室水流量(liang)标定裝置(zhi)上校準存(cun)在一定程(cheng)度上的差(cha)異，但是也(ye)🥰在一定程(cheng)度上緩解(jie)及解決了(le)一些大口(kou)徑流量計(ji)不能拆卸(xie)進☂️行标定(ding)的難題。爲(wei)了進一步(bu)優化🤩管道(dao)式電磁流(liu)量計在線(xian)檢定🏒方法(fa)，這樣，電磁(ci)流量計的(de)在線檢定(ding)方法會愈(yu)加的完善(shan)。

以上内容(rong)來源于網(wang)絡，如有侵(qin)權請聯系(xi)即删除!