摘要(yào):目前電磁(ci)流量計 的(de)标定大部(bu)分是在标(biao)準表法裝(zhuāng)置或靜态(tai)稱重體積(jī)罐)裝置上(shang)進行的，而(er)靜态稱重(zhòng)都以換向(xiàng)器法爲主(zhǔ)。對于小口(kou)徑電磁流(liú)量計 ，比如(rú)4~15mm口徑，由于(yú)沒有合适(shi)的精度高(gao)的标準表(biao)而往往采(cǎi)用稱重法(fa)裝置标定(dìng)。相對于動(dòng)态換向器(qì)法裝置，閥(fa)🐪門啓停的(de)稱重裝置(zhi)以下簡稱(cheng)啓停法裝(zhuāng)置)具有設(shè)計難度低(dī)，成本低的(de)優勢。但是(shi)由于閥門(men)啓停🔴在标(biāo)定狀态下(xia)不是✉️連續(xu)流，因此啓(qǐ)停效應對(duì)電磁流量(liàng)計的影響(xiang)有待分析(xi)。本文從示(shi)值誤差和(hé)重複性兩(liang)個角度對(dui)啓停效應(ying)對标定結(jie)果的影響(xiǎng)進行了評(ping)估。
0引言
　　目(mù)前标定電(diàn)磁流量計(jì)的主流标(biāo)定裝置有(yǒu)标準表法(fǎ)流💛量标準(zhǔn)裝置，稱重(zhong)法液體流(liú)量标準裝(zhuang)置體積罐(guan)法液體流(liu)量标準裝(zhuāng)置📐)。另外還(hái)有使用閥(fa)門啓停的(de)靜态🌈稱重(zhòng)法🔞液體流(liú)量标準裝(zhuāng)置簡稱啓(qi)停法裝置(zhi))。通常而言(yan)，啓停法裝(zhuāng)置不适合(hé)标定速度(du)式流量計(jì)的低流速(sù)📧區”，尤其是(shi)中大口徑(jing)渦街流量(liang)計。但是♋對(dui)于微小流(liu)量标定，由(you)于啓停法(fa)裝置設計(ji)簡單，且🏃‍♀️成(chéng)本低，維護(hu)方便🍉，如果(guo)能❤️使用得(dé)當，還是有(yǒu)一定優勢(shì)。本文旨在(zài)研究啓💋停(tíng)法裝置用(yong)于标定微(wēi)小口徑的(de)電磁流量(liàng)計4~15mm)的可行(háng)♊性。
 
1電磁流量(liàng)計原理與(yǔ)特性
　　如圖(tú)1所示，由法(fa)拉第電磁(ci)感應定律(lü)可知，導電(dian)液體流過(guò)具💯有磁感(gan)應強度B的(de)磁場時，在(zai)電極兩端(duan)産生感應(yīng)🐉電勢E，這個(gè)電勢與流(liu)經管道的(de)流體流速(su)成正比四(si)，通過測量(liàng)這個電🐅勢(shì)就能🥵夠間(jian)接測量出(chū)體積流量(liang)。
E=kBDV(1)
　　式中:E爲感(gan)應電勢;K爲(wei)特征常數(shu);B爲磁感應(ying)強度;D爲流(liu)🤩量🐇管内直(zhi)🏃‍♂️徑💔;V爲測量(liàng)管内電極(jí)斷面.軸線(xian)方向平均(jun1)流速🐇。
　　由測(cè)量原理可(kě)知，電磁流(liu)量計是一(yī)種速度式(shi)流量計，速(sù)度❓式流🌈量(liàng)計一顯著(zhe)的特點就(jiù)是測量性(xìng)能受流體(tǐ)🐉流場特性(xìng)🌈影響。通常(cháng)而言，中高(gāo)流速區，線(xiàn)性和重複(fu)性較好，而(er)在低流速(sù)區，線性和(hé)重複性有(you)所下降。因(yin)爲在低流(liu)速區電極(jí)接收到的(de)信号幅值(zhí)降低，容易(yi)受過程🚶噪(zào)聲影響。
 
2閥(fá)門啓停
　　閥(fa)門啓停法(fǎ)的流量标(biāo)準裝置的(de)簡單示意(yì)圖如圖2所(suo)示，循環水(shuǐ)經過泵進(jìn)入标準表(biao)和被檢表(biao)，再經過啓(qi)停閥門❄️進(jin)入秤水箱(xiang)。一個标定(dìng)過程可以(yǐ)通過控制(zhì)啓停閥來(lai)控制，啓停(ting)✔️閥，标準表(biao)和被檢.表(biǎo)通過同步(bu)信号同步(bù)計時。啓停(tíng)閥必須選(xuan)用開關㊙️動(dong)作快的閥(fá)門，文本實(shí)驗使用的(de)标定裝置(zhì)啓停閥的(de)動作時間(jiān)小于0.7s。同時(shi)💜，啓停閥後(hòu)端到秤的(de)水箱的管(guan)路需要進(jin)行優化設(she)計，以保證(zheng)每次啓停(tíng)時的重複(fu)性達到要(yao)求。
　　一次閥(fa)門啓停過(guò)程如圖3所(suǒ)示，當閥門(mén)開啓時，流(liu)量并不能(néng)立即恢複(fú)到設定流(liu)量，這需要(yao)一個過程(chéng)，同理當閥(fa)門關閉🐉時(shi)，流量也不(bu)能立即恢(hui)複到零流(liú)量，也需要(yao)一個過程(cheng)。這個恢複(fu)過程，對電(dian)☔磁流量計(ji)的影響有(yǒu)多❌少，需要(yao)評估。
3實驗(yàn)研究
　　爲了(le)研究裝置(zhi)閥門啓停(tíng)對電磁流(liú)量計标定(ding)的影響，有(yǒu)🤞必要先确(què)定測試裝(zhuāng)置的啓停(tíng)效應。首先(xian)使用精度(dù)高的質量(liang)👉流量計作(zuò)爲測試表(biǎo)，分别在裝(zhuang)置最大流(liú)量和最小(xiao)流量時測(cè)試了啓停(ting)效應。該啓(qǐ)停法裝置(zhi)的擴展不(bú)确定⭐度爲(wèi)0.03%(k=2),
3.1質量流量(liàng)計的啓停(tíng)效應
　　按照(zhao)JJG164-2000中描述的(de)方法，一次(ci)流量驗證(zhèng)過程後，在(zai)下一次流(liú)量☎️驗🥵證⭐過(guò)程中啓停(ting)閥門10次，如(ru)此重複10次(ci)。如此📱得出(chū)🐆的質🌈量流(liu)量計與秤(cheng)的示值誤(wu)差如圖4所(suǒ)示。
 
　　在小流(liú)量時，10次閥(fa)門換向和(he)單次閥門(men)換向的平(píng)均誤差的(de)偏差🏃‍♀️爲0.01%，在(zài)大流量時(shí)，約爲0.008%。
　　由此(cǐ)可見從示(shi)值誤差的(de)角度分析(xī)，該測試裝(zhuang)置的啓停(tíng)效應對🌈質(zhì)量流量計(jì)來說是非(fei)常小的，可(kě)以忽略不(bu)計。
　　同時爲(wèi)了電磁流(liú)量計在該(gāi)裝置上的(de)啓停效應(yīng)，選用了一(yī)台重🏃複性(xìng)和正确定(ding)都較好的(de)電磁流量(liang)計，按照JIG164-2000做(zuò)了啓停效(xiao)應的不确(que)定度評估(gū)，評估結果(guo)如表1所示(shi)。使用電磁(ci)流量計得(dé)出的合成(cheng)✉️不确定度(du)爲0.069%要比質(zhi)量流量計(jì)得出的合(hé)成不确定(dìng)度要高許(xu)多。而這高(gāo)不确⚽定度(dù)主要由低(dī)流速時貢(gòng)獻的。由此(cǐ)可知，啓停(tíng)過程對電(dian)磁流量計(ji)有一定的(de)影響，但是(shi)對☂️示值誤(wù)差☎️和重複(fú)性究競影(ying)響多大，本(běn)文3.2章節進(jìn)行了🐕實驗(yan)分析。
3.2電磁(cí)流量計的(de)啓停法标(biāo)定分析
　　本(běn)文選擇了(le)2台4mm、2台8mm和1台(tai)15mm口徑的精(jing)度高電磁(ci)流量計，在(zai)0.03%擴☁️展不确(que)定度的啓(qi)停法裝置(zhì)上進行試(shi)驗，該裝置(zhì)是具有标(biao)準表和啓(qi)停稱重法(fǎ)的混合型(xing)流量标定(dìng)裝置，裝置(zhi)上的标準(zhun)表爲高準(zhun)Elite系列CMFS010，CMFS015和CMF025各(gè)一台，三台(tái)标準表的(de)正确率都(dōu)優于0.03%。
 
　　将5台(tái)電磁流量(liàng)計分别使(shǐ)用閥門啓(qi)停法和标(biao)準表法在(zai)0.3、1和3m/s的流速(sù)下分别進(jìn)行了測試(shi)，每個流速(su)點分别重(zhòng)⭕複了6次。表(biǎo)2顯示了5台(tái)表的在各(gè)種測試方(fang)法下的示(shì)值😘誤差和(hé)重複性。
 
　　由(you)表2轉換出(chu)如圖6和圖(tu)7所示的示(shi)值誤差偏(piān)差和重複(fú)性偏差圖(tú)。由圖6可見(jiàn)，啓停效應(yīng)确實對電(dian)磁流量計(jì)的示值誤(wù)差産生了(le)一定的影(yǐng)響，但示值(zhí)誤差偏差(cha)都在0.1%之内(nei)。而對于重(zhòng)複性，标✏️準(zhǔn)表法和啓(qǐ)停法沒有(yǒu)明顯的😘區(qu)别。這個測(ce)試結果與(yu)表1中使用(yong)電磁流✏️量(liang)計測得的(de)啓停效應(yīng)不确定度(dù)是比較接(jie)近的。圖7是(shi)電磁流量(liàng)計在啓停(ting)時跟随💋質(zhi)量流量計(jì)标準表瞬(shùn)時流量💰變(bian)化的一個(gè)實時圖，說(shuō)明㊙️選用的(de)電磁流量(liang)計能夠很(hen)好地跟随(suí)标準表的(de)流量變化(huà)。
 
4結束語
　　實(shi)驗結果說(shuō)明，閥門啓(qi)停效應對(duì)小口徑電(diàn)磁.流量📱計(ji)💁在示值誤(wù)差上的體(tǐ)現比較接(jiē)近使用電(dian)磁流量計(jì)的啓停🔞效(xiào)應不确定(ding)度評估。因(yīn)此，如果通(tong)過上位機(ji)軟件🈲修正(zheng)啓停效應(ying)，同時保證(zheng)在低流量(liang)時的最小(xiao)稱重，閥門(men)啓停法🌂裝(zhuang)置是可以(yi)用于标定(dìng)小口徑電(diàn)磁流量計(ji)的，這爲設(she)計專用的(de)小口徑流(liu)量标準裝(zhuāng)置提供了(le)新思路。
　　另(ling)外，某些工(gong)業現場在(zài)做小口徑(jing)電磁流量(liang)計在線故(gù)障診斷的(de)時候，一個(gè)比較簡單(dan)的方法是(shi)使用閥門(mén)啓停來👅控(kòng)制流體流(liú)入一容器(qì)，再将容器(qì)稱重，這樣(yàng)可以粗略(luè)判🌐斷流量(liàng)計的正确(què)率，這時啓(qǐ)停效應⛹🏻‍♀️的(de)影響完全(quan)可以不計(jì)，這也爲現(xian)場故障診(zhěn)斷提供了(le)依據。

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