電磁流量計在線校準方法的探討

電磁流量計在線校準方法的探討
   1 前言..
   電磁流量計作為一種計量器具，按照《計量法》的規定必須在一定的周期內進行檢定或校準。電磁流量計的常規校準為濕式校準，有兩種方法，一是實驗室式校準，二是現場濕式校準。在水務行業，電磁流量計主要安裝于大口徑管道上。由于水務行業的特點，不容許隨意斷水將傳感器從管道上拆卸下來送實驗室進行濕式校準，現場濕式校準也很不現實。在實踐中使用單位只能根據不同使用條件進行在線的檢查，對電磁流量計的準確度是否保持原出廠時的等級范圍作出評估。
    目前，國家和地方還沒有有關電磁流量計在線校準(即干式校準)的標準或規范，國際上也是一樣。本文作者經過理論分析和大量試驗，對電磁流量計在線校準方法進行了探討，下面作具體介紹。
   2 電磁流量計在線校準的理論依據.. 
   電磁流量計是利用法拉第電磁感應定律制成的一種測量導電液體體積流量的儀表。整套儀表由傳感器和轉換器兩部分組成，其測量原理如圖1所示，導電性液體在垂直于磁場的非磁性測量管內流動，在流動方向垂直的方向上
產生與流量成比例的感應電動勢，其值如下式：E=kBLeV (1) 式中：——感應電動勢，即流量信號；E ——系數；k ——磁感應強度；B ——測量電極之間的距離；Le ——平均流速。V 測量管內，穿過橫斷面的液體的體積流量是：q D V= πv 21 4 (2) 式中：——測量管內徑。D 把式(1)、(2)合并得：
πD2 K
qv = ( E )= (3)
4 kLeB BE 式中：K——校準系數， K= πD2 。K通常由廠方實驗室濕
4 kLe
式校準來得到。
ＮＢＶ.. SＥ
D
圖1 電磁流量計測量原理..
 從式(3)可知，與v 成線性關系，所以只須測定B，便
qE 可獲得與E的線性關系，即電磁流量計是可以實現在線
qv校準的。具體校準時，通過測量電磁流量計的基本特性參數，從而獲得儀表的測量準確度。
   3 電磁流量計在線校準方法介紹
    電磁流量計按勵磁方式分類，有直流勵磁、交流勵磁、低頻矩形波勵磁、雙頻勵磁四種方式，由于低頻矩形波勵磁方式為主要勵磁方式，所以本文主要研究低頻矩形波勵磁方式電磁流量計的在線標準。電磁流量計在線校準項目如表1所示。..
表1 電磁流量計在線校準項目
類 型傳感器轉換器勵磁線圈絕緣電阻勵磁線圈銅電阻電極接液電阻供電回路絕緣電阻勵磁電流輸出頻率在線校準項目
   3.1 傳感器校準..
   3.1.1 勵磁線圈絕緣電阻
   勵磁線圈對地絕緣電阻下降，勵磁信號將通過絕緣電阻與傳感器內阻分壓，在電極上產生電壓降，從而對儀表產生干擾信號。文獻5規定，絕緣電阻應不小于20MΩ。可用兆歐表來測量勵磁線圈對儀表地線之間的絕緣電阻。..
   3.1.2 勵磁線圈銅電阻
  測量勵磁線圈銅電阻和勵磁電流可以反映磁場強度的變化情況。用數字多用表測量勵磁線圈兩個端子之間的電阻，作溫度系數修正后與出廠時的原始值比較，確認線圈是否良好導通和有無匝間短路現象。按下式計算銅電阻的相對示值誤差：
R-R0
δ=R ×99% (4)
R0
式中：δR ——銅電阻的相對示值誤差；R ——現場測量經溫度系數修正后的銅電阻值；R0 ——出廠時的銅電阻原始值。
當勵磁線圈開路時，δR =∞.. ；當勵磁線圈短路時，δR =-100％，這兩種情況儀表呈故障狀態。當勵磁線圈有匝間短路時，δR 為負值，將對儀表產生相應的附加誤差。事實上勵磁線圈出現匝間短路的現象是極少的。..
   3.1.3電極接液電阻
   電極和襯里有附著時，會對電磁流量計產生附加誤差。理論上分析，由于附著引起的附加誤差ΔE可由下式計算：
Δ＝E 2 -1 (5)
σw σw 2t
1＋σf ＋(1-σf )(1-D ) 式中：σ、σ.. ——分別為附著層、液體的電導率；
wf
t ——附著層厚度；D ——測量管內徑。
但智能電磁流量計安裝于管道上后，要測量出σw 與t 的值幾乎是不可能的。實踐中我們運用了電極接液電阻這個參數。電極接液電阻指電極與液體的接觸電阻，它反映了電極和襯里附著的大體狀況。可用指針式萬用表在管道充滿液體時分別測量每個電子與儀表地線之間的電阻。每次測量需用同一型號規格的萬用表，并用同一量程。測量時萬用表同一根表棒接電子，另一根表棒始終接儀表地線，待指針偏轉時讀取數據。按下式計算電阻差值：..
ΔR=｜(R -R -) ｜ (6)
D aRa0)+( b Rb0
式中：ΔRD ——兩個電極接液電阻變化量之和；Ra、Rb ——兩個電極接液電阻的測量值；Ra0、Rb0——兩個電極接液電阻的原始值。..
Technical Exchange
試驗結果顯示，ΔRD 將對儀表產生相應的附加誤差。..
  3.2轉換器校準..
  3.2.1供電回路絕緣電阻
   指轉換器電源端子與外殼之間的絕緣電阻，測量方法與指標同“3.1.1勵磁線圈絕緣電阻”所述。..
   3.2.2勵磁電流
   測量勵磁電流時，須將數字多用表串接在勵磁回路中，分別測量正向勵磁電流值和負向勵磁電流值。如果直接測量，則會產生明顯的偏差。按下面公式計算勵磁電流
幅值和相對示值誤差： I I I+ -=-(7) 1=δ.. ×99%I I I 0 0 -(8) 式中：——勵磁電流幅值；I ——正向勵磁電流的測量值；I＋ ——負向勵磁電流的測量值；I－——勵磁電流幅值的相對示值誤差；1δ.. ——勵磁電流幅值的標準值。I0
試驗結果顯示，對于恒定電流有補償功能的儀表，在補償幅度范圍內，δI 不會產生附加誤差，超出補償幅度范圍，儀表呈故障狀態；對于恒定電流無補償功能的儀表，δI 將對儀表產生相應的附加誤差。..
   3.2.3輸出頻率
   轉換器的作用是將傳感器送來的流量信號進行比較、放大，并轉換成標準的輸出信號，此標準輸出信號與液體的體積流量成正比。輸出信號有輸出頻率、輸出電流等，輸出頻率具有代表性。
 校準方法：將轉換器和匹配的模擬信號發生器進行線路連接，由模擬信號發生器代替傳感器提供流量信號，用數字頻率計測量轉換器的輸出頻率。測試點應不少于3點，按下式計算各測試點輸出頻率的相對示值誤差：
δf = ffi0 ×99% (9)
ii -
f 0
式中：f i ——第個測試(i) 點輸出頻率的相對示值誤差；
δ.. i
fi ——第個測試點輸出頻率的測量值；
i
i0 ——第個測試點輸出頻率的標準值。fi
試驗結果顯示，δf 將對儀表產生相應的附加誤差。
i
   4 結束語..
   在線校準是智能電磁流量計校準的發展方向，已越來越得到人們的重視。從應用情況來看，在線校準具有以下優點：(1)符合了儀表在使用中的計量管理要求；(2)校準時不斷水，保證了生產和供應的連續性；(3)減少了工作量，省卻了儀表送校拆裝等大量費用。.. --擴展閱讀：開封中儀流量儀表有限公司專業生產電磁流量計、孔板流量計、渦街流量計、文丘里流量計、v錐流量計、v型錐流量計、噴嘴流量計、插入式電磁流量計、智能電磁流量計、分體式電磁流量計、一體式電磁流量計、標準孔板流量計、標準孔板、一體化孔板流量計、標準噴嘴流量計、長徑噴嘴流量計、標準噴嘴、長徑噴嘴、插入式渦街流量計、智能渦街流量計、錐型流量計、v錐型流量計、節流裝置、節流孔板、限流孔板等流量產品，更多有關電磁流量計、孔板流量計、渦街流量計的信息請訪問開封中儀網站：