摘要:目(mu)前電磁(ci)流量計(ji) 的标定(ding)大部分(fen)是在标(biao)準表法(fa)裝置或(huo)靜态稱(cheng)重體積(ji)罐)裝置(zhi)上進行(hang)的，而靜(jing)态稱重(zhong)都以換(huan)向器法(fa)爲主。對(dui)于小口(kou)徑電磁(ci)流量計(ji) ，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(biao)而往⚽往(wang)采用稱(cheng)重法裝(zhuang)置标定(ding)。相對于(yu)動态換(huan)向器法(fa)裝置，閥(fa)門啓停(ting)的稱重(zhong)裝置以(yi)下簡稱(cheng)啓停法(fa)裝置)具(ju)有設計(ji)‼️難度低(di)，成本低(di)㊙️的優勢(shi)。但是由(you)于閥門(men)啓停在(zai)标定狀(zhuang)态下不(bu)是連續(xu)流，因此(ci)啓停效(xiao)應對電(dian)磁流量(liang)計的影(ying)響有待(dai)分析。本(ben)文從示(shi)值誤差(cha)和重複(fu)性兩個(ge)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(yin)言
　　目前(qian)标定電(dian)磁流量(liang)計的主(zhu)流标定(ding)裝置有(you)标準表(biao)法流量(liang)标準裝(zhuang)置，稱重(zhong)法液體(ti)流量标(biao)準裝置(zhi)體積罐(guan)法液體(ti)流量标(biao)準裝置(zhi))。另外還(hai)有使用(yong)閥門啓(qi)停的靜(jing)态稱重(zhong)法液體(ti)流量标(biao)準裝置(zhi)簡⛹🏻‍♀️稱啓(qi)停法裝(zhuang)置)。通常(chang)而言，啓(qi)停法裝(zhuang)置不适(shi)合标定(ding)速度式(shi)流量⁉️計(ji)的低流(liu)速區”，尤(you)其是中(zhong)大口徑(jing)渦街流(liu)量計。但(dan)是對于(yu)微小流(liu)量标定(ding)，由于啓(qi)停法裝(zhuang)置設計(ji)簡單，且(qie)成本低(di)，維⛱️護方(fang)便，如果(guo)能使用(yong)得當，還(hai)是有一(yi)定優勢(shi)。本文旨(zhi)在研究(jiu)啓停法(fa)裝置用(yong)于标定(ding)微小口(kou)徑的電(dian)磁流量(liang)計4~15mm)的可(ke)行性。
 
1電磁(ci)流量計(ji)原理與(yu)特性
　　如(ru)圖1所示(shi)，由法拉(la)第電磁(ci)感應定(ding)律可知(zhi)，導電液(ye)體流過(guo)🚶具✊有磁(ci)感應強(qiang)度B的磁(ci)場時，在(zai)電極兩(liang)端産生(sheng)感應電(dian)勢E，這個(ge)電勢與(yu)流經管(guan)道的流(liu)體流速(su)成正比(bi)四，通🌂過(guo)測量👅這(zhe)個電勢(shi)就能夠(gou)間接測(ce)量出體(ti)積流量(liang)。
E=kBDV(1)
　　式中:E爲(wei)感應電(dian)勢;K爲特(te)征常數(shu);B爲磁感(gan)應強度(du);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(xian)方向平(ping)均流速(su)。
　　由測量(liang)原理可(ke)知，電磁(ci)流量計(ji)是一種(zhong)速度式(shi)流量計(ji)，速度式(shi)流量計(ji)一顯著(zhe)的特點(dian)就是測(ce)量性能(neng)受流體(ti)流場特(te)性影響(xiang)。通常而(er)言，中高(gao)流速區(qu)，線性和(he)重複性(xing)較好，而(er)在低流(liu)速區，線(xian)性和重(zhong)👨‍❤️‍👨複性有(you)所下降(jiang)。因爲在(zai)低流速(su)區電極(ji)接收到(dao)的信号(hao)幅值降(jiang)低，容易(yi)受過程(cheng)🔅噪聲影(ying)響。
 
2閥門(men)啓停
　　閥(fa)門啓停(ting)法的流(liu)量标準(zhun)裝置的(de)簡單示(shi)意圖如(ru)圖2所示(shi)，循環水(shui)經過泵(beng)進入标(biao)準表和(he)被檢表(biao)，再經過(guo)⛱️啓停閥(fa)門進入(ru)🌏秤水箱(xiang)。一🤟個标(biao)定過程(cheng)可以通(tong)過控制(zhi)啓停閥(fa)來控制(zhi)，啓停閥(fa)，标準🔞表(biao)和被檢(jian).表通過(guo)同步信(xin)号同步(bu)計時。啓(qi)停閥必(bi)須選用(yong)開關動(dong)作快的(de)閥門，文(wen)本實驗(yan)使用的(de)标💜定裝(zhuang)置啓停(ting)閥的動(dong)作時間(jian)小于0.7s。同(tong)時，啓停(ting)閥後端(duan)到秤的(de)水箱的(de)管路需(xu)要進行(hang)優化設(she)計，以保(bao)證每次(ci)啓停時(shi)的重複(fu)性達到(dao)要求。
　　一(yi)次閥門(men)啓停過(guo)程如圖(tu)3所示，當(dang)閥門開(kai)啓時，流(liu)量并不(bu)能立即(ji)恢複到(dao)設定流(liu)量，這需(xu)要一個(ge)過程，同(tong)理當閥(fa)門關閉(bi)時，流量(liang)也不能(neng)立即恢(hui)複到零(ling)流量，也(ye)需要一(yi)個過程(cheng)。這個恢(hui)複過程(cheng)，對電🔞磁(ci)流量計(ji)的影響(xiang)有多少(shao)，需要評(ping)估。
3實驗(yan)研究
　　爲(wei)了研究(jiu)裝置閥(fa)門啓停(ting)對電磁(ci)流量計(ji)标定的(de)影響，有(you)必要先(xian)🌈确定測(ce)試裝置(zhi)的啓停(ting)效應。首(shou)先使用(yong)精度高(gao)的質量(liang)♊流量😍計(ji)作✌️爲測(ce)試表，分(fen)别在裝(zhuang)置最🏃‍♂️大(da)流量和(he)最小流(liu)量時☎️測(ce)試了啓(qi)停效應(ying)。該啓停(ting)法裝置(zhi)的擴⚽展(zhan)不确定(ding)度爲0.03%(k=2),
3.1質(zhi)量流量(liang)計的啓(qi)停效應(ying)
　　按照JJG164-2000中(zhong)描述的(de)方法，一(yi)次流量(liang)驗證過(guo)程後，在(zai)下一次(ci)流☁️量驗(yan)證過程(cheng)中啓停(ting)閥門10次(ci)，如此重(zhong)複10次。如(ru)此得出(chu)🐇的質量(liang)流量計(ji)🐪與秤的(de)示值誤(wu)差如圖(tu)4所示。
 
　　在(zai)小流量(liang)時，10次閥(fa)門換向(xiang)和單次(ci)閥門換(huan)向的平(ping)均🌈誤🚩差(cha)的偏差(cha)爲0.01%，在大(da)流量時(shi)，約爲0.008%。
　　由(you)此可見(jian)從示值(zhi)誤差的(de)角度分(fen)析，該測(ce)試裝置(zhi)的啓停(ting)效應😄對(dui)質量流(liu)量計來(lai)說是非(fei)常小的(de)，可以忽(hu)✊略不🐉計(ji)。
　　同時爲(wei)了電磁(ci)流量計(ji)在該裝(zhuang)置上的(de)啓停效(xiao)應，選用(yong)了一台(tai)💜重複性(xing)和正确(que)定都較(jiao)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(ping)估，評估(gu)結果如(ru)表1所示(shi)。使用電(dian)磁流量(liang)📞計得出(chu)的合成(cheng)不确定(ding)度爲0.069%要(yao)比質量(liang)流量計(ji)得出的(de)合成不(bu)确定度(du)❗要高許(xu)多。而這(zhe)高不确(que)定度主(zhu)要由🙇‍♀️低(di)流速時(shi)貢獻的(de)。由此可(ke)知，啓停(ting)過程對(dui)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(fu)性究競(jing)影響多(duo)大，本文(wen)3.2章節進(jin)行了實(shi)驗分析(xi)。
3.2電磁流(liu)量計的(de)啓停法(fa)标定分(fen)析
　　本文(wen)選擇了(le)2台4mm、2台8mm和(he)1台15mm口徑(jing)的精度(du)高電磁(ci)流量計(ji)，在😘0.03%擴展(zhan)✔️不确定(ding)度的啓(qi)停法裝(zhuang)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(fa)的混合(he)型流量(liang)标定裝(zhuang)置，裝置(zhi)上的标(biao)準表爲(wei)高準Elite系(xi)列CMFS010，CMFS015和CMF025各(ge)一台，三(san)台标準(zhun)表的正(zheng)确率都(dou)優于0.03%。
 
　　将(jiang)5台電磁(ci)流量計(ji)分别使(shi)用閥門(men)啓停法(fa)和标準(zhun)表法在(zai)0.3、1和3m/s的♈流(liu)速下分(fen)别進行(hang)了測試(shi)，每個流(liu)速點分(fen)别重複(fu)了6次。表(biao)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(zhong)複性。
 
　　由(you)表2轉換(huan)出如圖(tu)6和圖7所(suo)示的示(shi)值誤差(cha)偏差和(he)重複性(xing)偏差圖(tu)。由圖6可(ke)見，啓停(ting)效應确(que)實對電(dian)磁流量(liang)計的示(shi)值誤差(cha)産生了(le)一定的(de)影響，但(dan)示值誤(wu)差偏差(cha)都在0.1%之(zhi)内。而對(dui)于重複(fu)性，标準(zhun)表法💃🏻和(he)啓停法(fa)沒有明(ming)顯的區(qu)别。這個(ge)測試結(jie)果與表(biao)1中使用(yong)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(jin)的。圖7是(shi)電磁流(liu)量計㊙️在(zai)啓停時(shi)跟随質(zhi)量流量(liang)計标準(zhun)表瞬時(shi)流量⭐變(bian)化的一(yi)個實時(shi)圖，說明(ming)選用的(de)電磁流(liu)量計能(neng)夠很好(hao)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(fa)門啓停(ting)效應對(dui)小口徑(jing)電磁.流(liu)量計在(zai)示值誤(wu)差上的(de)體現比(bi)較接近(jin)使用電(dian)磁流量(liang)計的啓(qi)停效應(ying)不确定(ding)度評估(gu)。因此，如(ru)果通過(guo)上位機(ji)軟件修(xiu)正啓💜停(ting)效應，同(tong)時保😍證(zheng)在低💞流(liu)量時的(de)最小稱(cheng)重，閥門(men)啓停法(fa)裝置是(shi)可以用(yong)于标定(ding)小口徑(jing)電磁流(liu)量計的(de)，這爲設(she)計專用(yong)的小口(kou)徑流量(liang)标準🌈裝(zhuang)置提供(gong)了🏃‍♀️新思(si)路。
　　另外(wai)，某些工(gong)業現場(chang)在做小(xiao)口徑電(dian)磁流量(liang)計在線(xian)故障診(zhen)斷的時(shi)候，一個(ge)比較簡(jian)單的方(fang)法是使(shi)用閥門(men)啓停來(lai)控制流(liu)體流入(ru)一容器(qi)，再将容(rong)器稱重(zhong)，這樣可(ke)以粗略(lue)判斷流(liu)量計的(de)正确率(lü)，這時啓(qi)停效應(ying)的影響(xiang)完全可(ke)以不計(ji)，這也爲(wei)現場故(gu)障診斷(duan)提供了(le)依據。

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