摘 要:爲更(gèng)好地将電磁流(liu)量計在線檢定(dìng)方法運用♊于♌實(shí)際✂️現場操作之(zhi)中，根據《計量法(fa)》和《 管道式電磁(cí)流量計 在線校(xiào)準要求》(以下簡(jian)稱《要求》)，對不同(tóng)工況下的十㊙️幾(ji)台大🌈口徑電磁(ci)流量計進行現(xiàn)場檢測和校驗(yàn)，所得數據與出(chū)廠标定的原始(shi)數據能夠很好(hao)地吻合。在對在(zài)線檢測☂️過程中(zhōng)相關細節進行(háng)總結後，證實了(le)電磁流量計的(de)在線檢定是切(qie)實可行🙇🏻和有效(xiào)的，能夠廣泛地(di)🐆運用于大口徑(jìng)流量計的♌現場(chang)檢定。
0 引言
　　流量(liàng)是給排水和水(shui)處理等相關行(háng)業常用的過程(cheng)控制和計量的(de)重要參數和生(sheng)産指标，它直接(jie)關系到水🚩處理(li)的進程與質量(liang)。電磁流量計 由(yóu)于其結構簡單(dan)，傳感器内沒有(you)可動部件，沒有(yǒu)節流🈚裝置🥵，不存(cun)在機械轉動和(hé)磨損，不會産生(shēng)壓力損🏃‍♂️失，并因(yin)其精度高、線性(xing)好、運行穩定等(deng)優點，在給排水(shui)、污水處理、引水(shuǐ)工程等項目中(zhōng)得到廣泛的應(ying)用，用以進行🚶内(nèi)部計量、過程控(kòng)制和對外貿易(yì)結算。電👈磁流量(liàng)計作爲一種普(pu)遍的計量器具(ju)，按照《計量法》的(de)規定，必須在一(yī)定的周期内對(dui)該器具進行檢(jiǎn)定或校準。同時(shí)，使用👨‍❤️‍👨方爲保證(zheng)流量計使用的(de)可靠性，也對 電(dian)磁流量計生産(chǎn)廠家 提出了這(zhè)個要求。
　　然而，應(yīng)用于水務行業(ye)中的電磁流量(liàng)計口徑較大，安(ān)裝環🙇‍♀️境差等因(yīn)素導緻流量計(jì)很難甚至不允(yǔn)許拆卸之後送(song)到标定裝置中(zhōng)進行複核。另外(wài)，由于此類流量(liang)計的現場工作(zuò)條件與實驗室(shì)校驗設置條🛀🏻件(jian)存在偏異，因此(cǐ)，電磁流量計，尤(you)其是 大口徑電(dian)磁流量 在使用(yòng)一個階段之後(hou)，測量也許會存(cún)在一定的不🧡确(què)定性㊙️偏差。在線(xiàn)大口徑流量計(jì)不停水的校準(zhun)和檢定問題亟(ji)待解決💃。
1 電磁流(liu)量計的在線檢(jiǎn)定方法
　　目前，普(pu)遍應用的電磁(ci)流量計在線檢(jiǎn)定手段主要有(you)标準表法和電(diàn)參數法。電參數(shù)法是根據管道(dao)式電磁流量計(jì)的測量原理，對(duì)影響在線工作(zuò)的管道式電磁(ci)流量計的相關(guan)⭕參數進行檢定(dìng)( 如勵磁線圈對(dui)地絕緣電阻、電(dian)極對地( 接液) 電(diàn)阻、勵磁線圈電(diàn)阻和流量計電(diàn)纜線電阻) ，測🔴量(liang)控制相關參數(shu)在一定允許的(de)變化範圍内與(yu)出廠檢定的原(yuán)始數據進行🙇🏻比(bǐ)較溯源，使其保(bao)持在出廠時的(de)标⛱️準準确度以(yǐ)内，以滿足使用(yong)要求。标準表法(fa)是以标準🌈表爲(wei)标準器具，使流(liú)體❓在相同時間(jiān)間隔内，同時連(lian)續通過标準表(biǎo)和被校表，比較(jiào)兩者的輸出流(liú)量值的偏差，從(cong)而确定被校流(liu)量計與标準表(biǎo)所示的流量值(zhí)的關系。
　　對于以(yi)上兩種方法孰(shú)優孰劣，不能斷(duàn)然判明，但根據(ju)💁以上兩種方法(fa)的在線檢定過(guo)程均能反映測(ce)量性能。
2 電參數(shu)法
　　衆所周知，電(diàn)磁流量計是根(gen)據法拉第電磁(ci)感應定律來⛱️測(ce)量🧑🏾‍🤝‍🧑🏼導電液體體(ti)積流量的儀表(biao)。法拉第電磁感(gan)應公式如式(1) 所(suǒ)示:
E=K×B×V×D　　(1)
式中: B 爲流量(liang)計勵磁線圈感(gan)應磁場的強度(du);V爲被測電⭕液導(dǎo)體的♍流速;D爲管(guan)徑;K爲儀表系數(shù)。宏觀上把導電(dian)液體看成導體(tǐ)。
　　由式(1) 可知管徑(jing)D與系數K都爲固(gu)定參數。在一定(dìng)流速✉️下❌，隻要保(bao)證參數 B 的穩定(ding)，那麽感應電動(dong) E也随之穩定，即(jí)在進行電參數(shù)法在線檢定時(shi)，若參數B保持在(zài)出廠校準時的(de)允許範圍内時(shi)，就可證明該流(liu)量計目前所測(ce)流量的精度仍(reng)與出🤩廠時保持(chí)一緻［3］。
　　影響電磁(ci)感應強度 B 的因(yīn)素，就流量計本(běn)身而言，應檢驗(yàn)勵磁線圈電阻(zǔ)(扣除溫度變化(huà)引起的差值)、勵(li)磁線圈的絕緣(yuán)🌂以及勵磁電流(liu)的幅值。另外，我(wo)們需檢查電極(ji)信号♈電路絕緣(yuan)性能是否良好(hao)，證明原本微弱(ruò)的流量信号有(yǒu)沒有額外大的(de)損失; 測量電極(ji)🏃🏻的接液電阻，評(píng)估電極表面是(shi)否被過度氧化(huà)、腐蝕、結垢或損(sǔn)傷而影響正常(chang)測量; 檢查接地(dì)電阻等情況并(bing)排除㊙️雜亂信号(hào)的幹擾。同時，使(shi)用精度佳的模(mo)拟信号器檢測(ce)轉換器的工作(zuo)狀況。
2．1 電參數法(fa)的檢定過程
　　在(zai)檢定過程中，首(shou)先，觀察轉換器(qi)内的各項參數(shu)設置是否有被(bèi)改動過，要求轉(zhuan)換器的各項參(cān)數設置與電🐇磁(cí)流量計🔞出廠銘(míng)牌上的一緻; 然(ran)後觀察兩根🙇‍♀️電(dian)纜( 勵✉️磁電纜、信(xin)号電纜) 是否有(you)損傷，是否保持(chí)原樣。《管道式電(dian)磁流量計在線(xiàn)校準要求》指出(chū)需保證被測液(yè)體電導率符合(he)流速在 0．3 ～10 m/s 的流動(dong)狀态下，被測🍉管(guǎn)道中應保持滿(mǎn)管，無氣泡聚集(jí)。
在對該自來水(shui)廠進行檢定觀(guan)察時，全部的流(liu)量計都在穩定(dìng)💁有序地運行，無(wú)數據波動等狀(zhuang)況出現。因此，可(ke)以判定以上條(tiao)件均♌符合，并在(zai)此基礎上對流(liu)量計的一系列(lie)📐參數作了檢測(ce)。
　　由于在第二次(cì)來到自來水廠(chang)時，該流量計處(chù)于運行🧑🏽‍🤝‍🧑🏻狀态🈲，因(yin)💋此，爲不妨礙水(shui)廠的正常工作(zuò)，對每個數據點(diǎn)隻進行了兩次(ci)數據測量。
2．1．1 轉換(huan)器的校準
① 瞬時(shi)流量的示值誤(wù)差及重複性檢(jian)定
　　先關閉轉換(huan)器的供電電源(yuan)，并将轉換器連(lian)接傳感器的電(diàn)📧纜拆卸下來，使(shǐ)用自主開發的(de)模拟信号發💜生(sheng)器(精度爲±0．1% ) ，爲轉(zhuǎn)換器提供模拟(nǐ)信号，代替實際(jì)使用過程中電(dian)磁流量計傳感(gǎn)器☎️提供的流量(liàng)信号。然後通電(dian)預熱片刻之後(hòu)，分别選✊定高、中(zhong)、低 3 個流速點，且(qie)采用上行程和(he)下行程的方式(shi)對每個點都測(cè)試 3 遍，對轉換器(qi)的示值做出記(jì)錄，并将所記錄(lù)的🌍值按照要求(qiú)所記錄的公式(shi)進行處理，最後(hou)根據計算得到(dao)示值誤差和重(zhong)複性［2 － 5］。
② 轉換器零(líng)點檢查與校準(zhǔn)
　　将電磁流量計(jì)模拟信号發生(sheng)器的開關撥到(dao)“0”位置，用模拟信(xin)号發生器的零(ling)位進行調零，直(zhi)到轉換器瞬時(shí)流量顯示爲“0．000 m3/ h”。
③ 電(diàn)磁流量計零點(dian)漂移的檢查
　　斷(duàn)開轉換器與傳(chuan)感器之間勵磁(ci)線圈的連接電(dian)纜( 勵磁線圈連(lián)接電纜編号爲(wèi)“7、8”電纜線) ，保持信(xin)号線“1、2、3”的聯通，經(jīng)過十幾💚分鍾左(zuǒ)右的預熱(當然(ran)，在這預熱過程(chéng)中可對其他表(biao)進行其他項目(mù)的檢查) ，恢複轉(zhuǎn)換器的各項參(cān)數設置，每5 min記錄(lù)一次轉換器❄️讀(du)數情況，持續 3 次(ci)并記🐇錄轉換器(qì)每🚩次的顯示值(zhi)。取絕對值最大(dà)的值與電👅磁流(liu)量計量程相比(bǐ)較，得到零點🧑🏽‍🤝‍🧑🏻漂(piao)移♈值。
④ 轉換器輸(shū)出頻率及輸出(chu)電流校準
　　以電(dian)磁流量計模拟(ni)信号發生器爲(wei)校準信号源，采(cai)集3個❗流速測📧量(liang)點的頻率計電(dian)流輸出信号，按(an)照公式計算兩(liǎng)者的示值誤差(cha)。相關公式請參(can)閱文獻［1］。
應該注(zhu)意的是，轉換器(qi)輸出頻率、電流(liú)的最大允許示(shi)值誤差應不超(chao)過出廠準确度(du)的要求。
2．1．2 傳感器(qi)的校準
① 勵磁線(xian)圈電阻的測量(liàng)
　　以數字萬用表(biǎo)爲測量工具，兩(liǎng)個表筆分别搭(da)在勵磁線圈⛱️的(de)兩個端子上，測(cè)量勵磁線圈的(de)電阻值，将測量(liàng)結果✌️與以❓往的(de)記錄值進行比(bǐ)對。
② 勵磁線圈對(duì)地絕緣電阻的(de)測量
　　以 500V兆歐表(biǎo)爲測量工具，将(jiāng)兆歐表的兩端(duan)分别夾在勵🧡磁(ci)🏃🏻線圈🐕一端和接(jiē)地線上，操作兆(zhào)歐表待顯示穩(wěn)定後🔞讀數，要求(qiú)絕緣👨‍❤️‍👨電阻大于(yu)100 MΩ。
③ 傳感器接地電(diàn)阻的測量
　　用數(shù)字式萬用表測(ce)量信号屏蔽線(xiàn)和接地線之間(jiān)的☎️電阻😘，要求對(duì)地電阻小于10Ω。
④ 電(dian)極對地(接液) 電(dian)阻值的測量
　　 以(yi)指針式萬用表(biǎo)爲測量工具(測(cè)量時會出現短(duan)暫的充放電現(xian)象) ，讀取指針偏(piān)轉最大值時的(de)值作爲記錄☀️值(zhi)。電⁉️極的接地🤩電(dian)阻值不能有較(jiao)大的偏差率，否(fou)則視爲不可控(kong)。
　　應注意的是，測(ce)量應該以第一(yī)次測量的最大(da)值爲準，若要再(zài)次測量，應消除(chú)電極上可能出(chu)現的極化現象(xiàng)，避免造成對測(cè)量精✏️度的影響(xiang); 同時，要求測量(liang)偏差率😄≤20%［4］。
　　電磁流(liu)量計出廠時以(yi)及經過一年的(de)使用之後，再次(ci)對同一❌台♌電磁(ci)流量計進行在(zai)線檢定，數據記(ji)錄🛀🏻及處理結果(guo)如表 1、表 2 所示。其(qí)中，原始在線檢(jiǎn)定數據的環境(jing)溫度爲 29 ℃、相對濕(shi)🛀🏻度爲70% RH，最大示值(zhi)♌誤差爲0．25% ; 運行一(yī)年後檢定數據(ju)的環境溫度💁爲(wei) 30 ℃、相對濕度爲70% RH。經(jīng)第🈲三方檢測的(de)原始數據如表(biǎo)3 所示。


　　電磁流量計電(diàn)參數在線檢定(ding)法主要用來對(duì)直接影響電🎯磁(cí)🔴流量計測量準(zhǔn)确度的勵磁線(xian)圈的相關參數(shù)🔴進行測量。
　　通過(guo)兩次數據的對(duì)比，可以很直觀(guan)地了解到這一(yī)台電磁流量計(ji)的各項電參數(shu)在經過一年的(de)現場使用💃之後(hou)仍然能夠與原(yuán)始數據很好地(di)溯源。
2． 2 标準表法(fa)的檢定過程
　　标(biao)準表法是在管(guǎn)道上再安裝一(yi)個标準表，同步(bù)記錄兩台流量(liàng)計的輸出流量(liàng)。在标準表的選(xuǎn)擇方面，目前國(guó)内外大部分企(qi)業☀️機構都是選(xuǎn)用便攜式超✔️聲(sheng)波流量計作爲(wèi)标準表進行在(zài)線檢✉️定。
　　以DN1200mm流量(liàng)計爲例，對運用(yòng)便攜式超聲波(bo)流量計進行現(xian)場鑒定的過程(cheng)做一簡單的陳(chén)述。
　　該熱力公司(sī)于每年 10 月初開(kāi)始對供暖設施(shi)進行加壓試運(yùn)行，檢查設備是(shì)否正常可靠。目(mu)前，大口徑的流(liú)量計在該企業(ye)的熱力供給線(xiàn)上運行，在 2010 年 10 月(yue)份試運行過程(chéng)中，發現其中一(yi)台DN 1 200 mm 的大口徑流(liú)量計出🧡現數據(jù)波動，提議需對(duì)該表運🌐行的精(jing)度進行檢測。使(shǐ)用兩台精度爲(wèi)± 0． 5% 、重複性爲± 0．15% 的便(bian)攜式超聲波流(liu)量計對該流量(liang)計進行現場檢(jiǎn)查。DN 1 200 mm 的大口徑流(liú)量㊙️計第✌️三方檢(jian)定數據如表 4 所(suo)示。由表 4 可以看(kàn)出，最大示值誤(wù)差爲 0． 18% ，最大重複(fu)性🈚爲 0． 06% 。

　　操作人員(yuan)到達現場後，首(shou)先對電磁流量(liang)計的數據🙇🏻進行(hang)🏃🏻‍♂️采集記錄，發現(xian)流量計的顯示(shi)數據确實存在(zài)㊙️波動。随後，根據(jù)現場情況及超(chāo)聲波流量計的(de)安裝🥰要求，對管(guǎn)道外壁的污垢(gòu)進行擦除，以保(bǎo)證 超聲波流量(liang)計 的可靠應用(yong)，并根據現場工(gōng)作人員對管道(dao)内壁的襯裏🌈描(miao)述，采用“V”形安裝(zhuāng)方法對參數進(jin)行一一設置［8 － 10］。
　　值(zhí)得說明的是，由(you)于超聲波流量(liang)計對使用環境(jìng)和安裝的要求(qiú)較高，且在較寬(kuan)的流速範圍之(zhi)下，較難保證超(chāo)聲🆚波流量計在(zai)全流速範圍内(nèi)一直保持一🈲個(gè)較高的精度。爲(wèi)此，分别選用高(gao)、低流速的兩台(tái)超聲波流量計(ji)，分别對🚶‍♀️管道内(nei)流體的高低流(liú)速進行測量，這(zhe)在一定程度上(shàng)可以實現測量(liang)結果的準确率(lü)。
　　經分段檢定，超(chāo)聲波流量計數(shu)據記錄如表 5 所(suo)示。對比發現😄，超(chao)聲波流量計數(shù)據顯示及波動(dong)情況與電磁流(liú)量計所反映的(de)情況一緻。
　　在線(xian)檢定後，發現流(liú)量計顯示的波(bō)動幅度越來越(yuè)🚶‍♀️小😘。對此，我們判(pàn)斷是因爲管道(dao)在年内首次通(tōng)水及水溫差異(yi)等原因，使😄得管(guan)道内存在大量(liàng)氣泡，造成數據(jù)波動。經建👅議，熱(rè)電在電磁流量(liang)計的前直管段(duàn)上安裝了排氣(qi)閥，電磁流量計(ji)随即正常㊙️工作(zuo)。

3 檢定注意事項(xiàng)
在檢定超聲波(bō)流量計時，應注(zhù)意以下事項。
① 安(an)裝位置超聲波(bo)流量計安裝位(wei)置的選擇需要(yao)操🏒作員仔細了(le)解工況情況，包(bao)括被檢管線的(de)材質、管外徑、管(guǎn)壁厚度、管内襯(chen)裏🌈的材質及厚(hou)度，管内介質等(děng)相關量的具體(tǐ)信息🔴并核實，确(què)保測量的精度(du)。
标準表的安裝(zhuāng)需遠離上下遊(you)的擾動源，避免(mian)有害的漩💞渦等(deng)💃情況，但是在現(xiàn)場實際情況中(zhōng)達不到安裝要(yào)🌈求的❌情況是很(hen)普遍的。這就需(xu)要現場操作人(ren)員有相當高的(de)🛀實際操💜作經驗(yan)⁉️，選擇正确的地(dì)點和🚶‍♀️方式進行(háng)💋安裝，避免較大(dà)誤差的出現。
②“V”形(xíng)安裝法
在直管(guǎn)段等情況允許(xǔ)的情況下，應該(gai)首選“V”形法安裝(zhuang)。因爲使用“V”形安(an)裝法，超聲波流(liú)量計的兩個換(huàn)能器在管道的(de)同一側，容易實(shí)現兩個換能器(qì)安裝在管道的(de)中心線上; 而且(qiě)同一側的管壁(bì)，外部條件幾乎(hū)一緻，對❄️因參數(shu)設置引起的🌐誤(wù)差可以♍将量減(jian)小到最低。“V”形安(ān)裝法示意圖如(ru)圖 1( a) 所示。而使用(yong)“Z”形安裝📐法雖然(rán)聲程縮短近一(yī)半，但兩側相對(duì)的安裝方法✌️使(shi)得換能器不易(yi)在同一⭐個管徑(jing)平面上，導緻超(chāo)聲波接收到的(de)信号質量下降(jiàng)，這會無法避免(mian)地帶來相當大(dà)的測量誤差。“Z”形(xíng)安裝法示意圖(tu)如圖 1( b) 所示。
③ 同時(shi)，用于标準表法(fǎ)比對的 便攜式(shi)超聲波流量計(jì) 對重複性要求(qiu)是第一位的。

4 結(jie)束語
　　流量計在(zài)線檢定方法是(shi)切實可行的，雖(sui)然在線檢定方(fang)法與實驗室水(shuǐ)流量标定裝置(zhi)上校準存在一(yi)定程度上的差(cha)異，但是也在一(yi)定程度上緩解(jie)及解決了一些(xie)大口💋徑流量計(jì)不能拆卸進行(hang)标定的難題。爲(wei)了進一步優化(hua)管道式電磁流(liu)量計在線檢定(ding)🐉方法，這樣，電磁(cí)流量計的在線(xiàn)檢定方法會愈(yù)加的完善。

以上(shàng)内容來源于網(wǎng)絡，如有侵權請(qǐng)聯系即删除!