摘要：大(da)口徑 (DN ≥400mm) 電(dian)磁流量(liang)計 廣泛(fan)用于國(guo)、省控重(zhong)點排污(wu)企業的(de)進出口(kou)，但由于(yu)拆㊙️卸困(kun)難、不🌂可(ke)停運、經(jing)濟成本(ben)等原因(yin)，導緻無(wu)法離線(xian)定期檢(jian)定，造🤞成(cheng)計量失(shi)控，甚至(zhi)引發貿(mao)易糾紛(fen)。文章主(zhu)要從影(ying)響🏒流量(liang)計測量(liang)結果的(de)現場安(an)裝、校準(zhun)方法、計(ji)算公式(shi)等因素(su)進行分(fen)🚩析，确立(li)校準體(ti)系研究(jiu)以期确(que)保流量(liang)計測量(liang)數據的(de)正确率(lü)和可靠(kao)性，爲大(da)口徑電(dian)🆚磁流量(liang)計的量(liang)值溯源(yuan)提供技(ji)術支撐(cheng)。
0引言
　　電(dian)磁流量(liang)計 是以(yi)法拉第(di)電磁感(gan)應定律(lü)爲依據(ju)的流量(liang)測量儀(yi)表。其以(yi)精度高(gao)、可靠性(xing)高、多功(gong)能化、低(di)能耗等(deng)優點廣(guang)泛應用(yong)于污水(shui)、化工、自(zi)來水行(hang)業等諸(zhu)多行業(ye)[1]。但❗受限(xian)于計量(liang)過程的(de)連續性(xing)，使用中(zhong)的大口(kou)徑(DN≥400mm)流量(liang)計由于(yu)拆卸困(kun)難、不可(ke)停運、經(jing)濟成本(ben)等原因(yin)，導緻無(wu)法離線(xian)定期檢(jian)定。因此(ci)，電磁流(liu)量計在(zai)線校準(zhun)體系研(yan)究需進(jin)📧一步完(wan)善，以期(qi)對🌈提高(gao)計量器(qi)具的工(gong)作效率(lü)、完善量(liang)值傳遞(di)和🐪溯源(yuan)體系、确(que)保計量(liang)數據的(de)正确可(ke)靠等具(ju)有深遠(yuan)意義。
1電(dian)磁流量(liang)計的前(qian)期安裝(zhuang)、維護和(he)接地
(1)電(dian)磁流量(liang)計的現(xian)場安裝(zhuang)必須嚴(yan)格按使(shi)用說明(ming)進行❓，應(ying)🚩用電磁(ci)流量計(ji)測量液(ye)體的電(dian)導率應(ying)大于10-5S/cm。首(shou)🤞先傳感(gan)器的安(an)裝位置(zhi)必須保(bao)證被測(ce)液體完(wan)全充滿(man)測量管(guan)，有必🚩要(yao)時進行(hang)定期清(qing)洗，如果(guo)電極被(bei)沉積層(ceng)覆蓋或(huo)被沉積(ji)💃🏻層短路(lu),将輸送(song)不出信(xin)号産生(sheng)❄️粗大誤(wu)差F。其次(ci)電磁流(liu)量計使(shi)用前還(hai)應根據(ju)被測液(ye)體的種(zhong)類、性🌏能(neng)、溫度和(he)壓力選(xuan)用具有(you)合适的(de)内襯及(ji)電極的(de)傳感器(qi)。最後.選(xuan)擇流量(liang)計量程(cheng)時應不(bu)低于設(she)計的最(zui)大流☂️量(liang)值,正常(chang)使用的(de)流量最(zui)好處于(yu)流量計(ji)滿量程(cheng)的30%~80%之☎️間(jian)。
(2)爲便于(yu)檢修,傳(chuan)感器上(shang)下遊應(ying)安裝閥(fa)門并有(you)旁路,傳(chuan)感器和(he)轉換器(qi)的安裝(zhuang)處應避(bi)免有較(jiao)強的交(jiao)直✍️流磁(ci)場或劇(ju)烈的振(zhen)📐動。上遊(you)如有彎(wan)頭、三通(tong)、同心異(yi)徑管或(huo)全開閘(zha)❤️閥後,傳(chuan)😄感器上(shang)遊離電(dian)極的中(zhong)心線應(ying)有至少(shao)💜5倍管道(dao)内直徑(jing)的直管(guan)段,如有(you)不同開(kai)度♋的閥(fa)門,應有(you)10倍管徑(jing)的直管(guan)段,如圖(tu)1所示，下(xia)遊直管(guan)段爲2~5倍(bei)管徑的(de)直管段(duan)即可。此(ci)外爲避(bi)免流速(su)分布🈲及(ji)渦旋對(dui)測量的(de)影響, 流(liu)量調節(jie)閥 應設(she)置在傳(chuan)感器的(de)下遊,當(dang)上遊直(zhi)管段長(zhang)度不夠(gou)時,在壓(ya)損許可(ke)情況下(xia)可安裝(zhuang)流動調(diao)整器，安(an)裝後其(qi)直管段(duan)‼️長度應(ying)達到流(liu)動調整(zheng)器說明(ming)書的要(yao)求。

(3)電磁流(liu)量計流(liu)量信号(hao)是以被(bei)測導電(dian)液體爲(wei)基準電(dian)位的，整(zheng)個測量(liang)管道内(nei)的導電(dian)液體看(kan)成電阻(zu)爲零的(de)導體，兩(liang)個電極(ji)對導電(dian)液體爲(wei)基準電(dian)位的，整(zheng)個測量(liang)👄管道内(nei)的導電(dian)液體看(kan)成電阻(zu)爲零的(de)導體✏️[7]。當(dang)傳感器(qi)前後爲(wei)金屬管(guan)道，應合(he)理接地(di)，如圖2所(suo)示，如果(guo)液體輸(shu)送管道(dao)爲非金(jin)屬管或(huo)其他絕(jue)緣管，應(ying)在傳感(gan)器和👅輸(shu)液管道(dao)之間裝(zhuang)内部與(yu)液體接(jie)觸的金(jin)屬接液(ye)環(或稱(cheng)⭕接地環(huan))，然後用(yong)導線與(yu)傳感器(qi)接地端(duan)連接接(jie)地[4]，如圖(tu)3所示。


2電(dian)磁流量(liang)計的在(zai)線校準(zhun)方法
(1)目(mu)前解決(jue)電磁流(liu)量計在(zai)線校準(zhun)有兩種(zhong)主流方(fang)案：一種(zhong)是勵磁(ci)線圈檢(jian)查法這(zhe)種方法(fa)又稱爲(wei)電磁流(liu)量計💃🏻的(de)"幹标"方(fang)法，另一(yi)種是外(wai)夾式超(chao)聲流量(liang)計校準(zhun)法，也稱(cheng)"非接觸(chu)測量法(fa)"。但"幹标(biao)"方法中(zhong)由于标(biao)準線圈(quan)是直接(jie)設計到(dao)流量計(ji)表體中(zhong)的，無法(fa)對其電(dian)㊙️阻等指(zhi)标的性(xing)能進行(hang)定期溯(su)源，導緻(zhi)無法判(pan)斷一段(duan)時間後(hou)标準線(xian)圈的計(ji)量特性(xing)是否發(fa)生變化(hua)，所以"幹(gan)标"很難(nan)有效實(shi)現量值(zhi)溯源[3]。相(xiang)比較"幹(gan)标"方法(fa)的檢測(ce)，外夾式(shi)超聲流(liu)量計的(de)檢測具(ju)備不停(ting)流、不👨‍❤️‍👨截(jie)管，不受(shou)被測流(liu)體溫♻️度(du)、壓力、密(mi)度的影(ying)響等現(xian)場校準(zhun)優勢。
(2)外(wai)加式超(chao)聲流量(liang)計校準(zhun)法現場(chang)校準時(shi)檢測人(ren)員應首(shou)🏃🏻先檢查(cha)流量計(ji)轉換器(qi)内置的(de)影響計(ji)量精度(du)的關鍵(jian)參數輸(shu)入是否(fou)正确，詢(xun)問工作(zuo)人員的(de)日常🧡流(liu)量，并觀(guan)察并計(ji)算流量(liang)計一段(duan)時間内(nei)的平均(jun)流😍速，根(gen)據标🎯準(zhun)表在實(shi)驗室标(biao)準裝置(zhi)比對的(de)大數據(ju)✉️，輸入标(biao)準表與(yu)被檢流(liu)量計的(de)管徑和(he)流速相(xiang)近的✂️标(biao)定系數(shu)，外徑、壁(bi)厚等參(can)數根據(ju)流量計(ji)在線操(cao)作說明(ming)現場實(shi)測輸入(ru)。計算示(shi)值誤差(cha)時采用(yong)累積流(liu)量法，分(fen)三次分(fen)别讀取(qu)标準表(biao)和被檢(jian)表一定(ding)時間的(de)流量累(lei)積值作(zuo)爲測量(liang)标準表(biao)的标準(zhun)值和被(bei)檢流量(liang)計示值(zhi)[6]，每次🤟測(ce)量時間(jian)爲30min，條件(jian)許可或(huo)者一天(tian)間内流(liu)量變化(hua)比較大(da)的情🚶‍♀️況(kuang)下可測(ce)量差異(yi)明顯的(de)三個流(liu)量點。
3電(dian)磁流量(liang)計的在(zai)線校準(zhun)流程
(1)校(xiao)準方法(fa)：非接觸(chu)測量法(fa)，即利用(yong) 外加式(shi)超聲流(liu)量計 夾(jia)持在被(bei)測流量(liang)計管道(dao)上，通過(guo)比對兩(liang)台流量(liang)計的累(lei)積流👄量(liang)誤差确(que)定被檢(jian)流量計(ji)的計量(liang)特性[7]。
(2)校(xiao)準項目(mu)：電磁流(liu)量計累(lei)積流量(liang)的示值(zhi)誤差。
(3)測(ce)量依據(ju)：JJG1033-2007《電磁流(liu)量計檢(jian)定規程(cheng)》。
(4)環境條(tiao)件：溫度(du)：(0～45)℃，相對濕(shi)度：(40%～90%)RH，外界(jie)磁場、震(zhen)動和噪(zao)聲應⛱️小(xiao)到對标(biao)🔞準🈲表和(he)被檢表(biao)的影響(xiang)可忽略(lue)不計。
(5)工(gong)作介質(zhi)：充滿封(feng)閉管道(dao)的單相(xiang)流體。
(6)測(ce)量設備(bei)如表1所(suo)示。

4校準(zhun)體系中(zhong)測量結(jie)果的處(chu)理
4.1校準(zhun)結果計(ji)算
(1)流量(liang)點每次(ci)測量的(de)在線示(shi)值誤差(cha)Eij按式(1)計(ji)算

式(1)中(zhong)：
Qij--第i流量(liang)點第j次(ci)校準時(shi)的流量(liang)計累積(ji)示值；
(Qs)ij--第(di)i流量點(dian)第j次校(xiao)準時的(de)标準表(biao)累積示(shi)值。
取三(san)次測量(liang)的在線(xian)示值誤(wu)差平均(jun)值作爲(wei)該流量(liang)點的在(zai)線示值(zhi)誤差Ei。
(2)流(liu)量計在(zai)線系數(shu)修正
　　完(wan)成在線(xian)校準後(hou)，當流量(liang)點的在(zai)線示值(zhi)誤差平(ping)均值Ei超(chao)過流📐量(liang)計的精(jing)度等級(ji)時，如流(liu)量計用(yong)戶要求(qiu)，可通☂️過(guo)計算新(xin)在線修(xiu)正系數(shu)而方便(bian)用戶調(diao)整示值(zhi)誤差[7]。
新(xin)修正系(xi)數按公(gong)式(2)計算(suan)：

式(2)中：K
i--第(di)i校準點(dian)新在線(xian)修正系(xi)數；
K0--流量(liang)計内置(zhi)修正系(xi)數
Ei--流量(liang)計在線(xian)示值誤(wu)差；
　　當校(xiao)準流量(liang)點數多(duo)于一個(ge)時，流量(liang)計各流(liu)量點平(ping)🍉均在線(xian)♊修🍉正系(xi)數K按公(gong)式(3)計算(suan)：

式(3)中：m-流(liu)量點數(shu)。
　　校準後(hou)當在線(xian)示值誤(wu)差平均(jun)值Ei不超(chao)過流量(liang)計精度(du)✏️等🧡級時(shi)，則Ki=K0。
(3)重複(fu)性
　　流量(liang)計示值(zhi)誤差的(de)重複性(xing)S(Ei)建議采(cai)用極差(cha)法計算(suan)✌️。
1)計算單(dan)個測量(liang)點示值(zhi)誤差的(de)平均值(zhi)：

式(5)中：R是(shi)極差系(xi)數，即R=Emax-Emin
　　C是(shi)極差系(xi)數，可查(cha)表得到(dao)，極差系(xi)數表如(ru)表2所示(shi)。

3)取流量(liang)計所有(you)流量點(dian)的重複(fu)性最大(da)值作爲(wei)該台流(liu)量計的(de)重複性(xing)S(Ei)。
4)當以算(suan)術平均(jun)值`E作爲(wei)被測量(liang)的示值(zhi)誤差時(shi)，則重複(fu)性引入(ru)的🐕标準(zhun)不确定(ding)度。

　　當校(xiao)準結果(guo)的重複(fu)性S(Ei)超出(chu)精度等(deng)級的1/2時(shi)，在校準(zhun)💯證書上(shang)應💘給出(chu)相關提(ti)示。
5結論(lun)
　　 大口徑(jing)電磁流(liu)量計在(zai)線校準(zhun)體系的(de)構建主(zhu)要從🛀🏻"安(an)裝是基(ji)💛礎，标準(zhun)很關鍵(jian)，方法需(xu)創新，數(shu)據是體(ti)現"等方(fang)面進🆚行(hang)構思，解(jie)決了企(qi)業拆卸(xie)困難、斷(duan)流停産(chan)🐪、計量失(shi)控等問(wen)👉題，保證(zheng)了量值(zhi)溯源和(he)測量數(shu)據的正(zheng)确可靠(kao)⛷️，因爲非(fei)接🈲觸測(ce)量方法(fa)所用标(biao)準設備(bei)的🔅不同(tong)，文章不(bu)在進行(hang)具體🈲的(de)不确定(ding)度評定(ding)。但作爲(wei)标準表(biao)的便攜(xie)✨式超聲(sheng)流量計(ji)現場測(ce)量時具(ju)✊有其局(ju)限性，當(dang)懸浮顆(ke)粒或者(zhe)氣泡超(chao)過一定(ding)範圍時(shi)或不滿(man)管、前後(hou)直管段(duan)不滿足(zu)等原因(yin)都會産(chan)生粗大(da)❌誤差，尤(you)其當管(guan)道的襯(chen)裏或結(jie)🙇🏻垢太厚(hou)、襯裏與(yu)管剝離(li)或鏽蝕(shi)嚴重時(shi)無法正(zheng)确測量(liang)。所以标(biao)準表的(de)選擇以(yi)及正确(que)測量管(guan)道内徑(jing)💘是體系(xi)的關鍵(jian)，因爲當(dang)标準設(she)備無法(fa)正确測(ce)量時也(ye)就失去(qu)了現場(chang)校準的(de)實際意(yi)義。

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