电磁流量计标定目的和标定方法

电磁流量计标定目的和标定方法
   电磁流量计的标定目的
    式(1．1)从理论上理想化了电磁流量计工作时产生的流量信号，但是传感器在实际使用时，由于加工上带来的误差(如线圈绕制、衬罩加工、电极装配等) 和现场各式各样的干扰(包括串模干扰、共模干扰、同相干扰、微分干扰等)， 导致传感器并不能按式(1．1)揭示的规律工作。下面的式(1．3)对式(1．1)作了修改，考虑了电磁流量计工作时因各种干扰引入的误差，其中eo为误差项。U=kBDv+eo (1．3) 可以看出，式(1．3)是一个有截距的一元一次方程。这就是说，由于各种干扰的存在，造成了在充满不流动的流体时，传感器仍然有输出信号的可能，也就是传感器具有零点输出。因此，只有通过测量出传感器零点，予以修正方程的截距项， 才能修正仪表的测量线性度。仪表测量准确度在于方程斜率调整的准确度。通过修正斜率k，可以标定流量计的测量线性度。从这方面来讲，标定的目的就是获取传感器特性方程的斜率值和截距值，从而真正保证测量的线性度和准确度要求，达到高的测量精确度等级1131。为了确定电磁流量计的流量值或流量测量值的准确度，必须对电磁流量计实施标定。标定通常包括两种具体情况，分别实现两种不同的功能。，将量值传递给仪表，确定流量标度标记所处的位置；第二，调整仪表的输出与标准值进行比较，以判别仪表准确度，测定其误差值11I。例如，电磁流量计作为产品在出厂之前总要进行标定，这属于种情况；而电磁流量计作为产品应用后，总要定期进行标定以保证其精度要求，这就属于第二种情况。
    电磁流量计的标定方法
   从电磁流量传感器和转换器是否分开进行标定的情况看，电磁流量计标定可
   分为整机标定和分离标定两种方法。
   使用整机标定方法标定电磁流量计时，电磁流量传感器和转换器组装成整台仪表，在标定过程中通过直接设定合适的转换器仪表系数和零点完成标定。使用分离标定方法标定电磁流量计时，电磁流量传感器和转换器各自分开标定，标定结果需要分别获得电磁流量传感器和转换器的标定系数。一般来说，使用整机标定方法标定单个仪表过程相对简单、方便；使用分离标定方法需要对电磁流量传感器和转换器分开标定，过程相对比较烦琐，不过分离标定有利于实现电磁流量计的互换，方便了使用过程中对仪表的维护。
   从标定过程中是否需要实际流体流经电磁流量传感器管道来看，电磁流量计标定又可分为湿标定和干标定两种方法。通常，湿标定也称作直接测量法，干标定称为间接测量法。
   干标定法标定电磁流量计，是以测量电磁流量传感器的流通面积等结构尺寸和磁通密度，计算流量值，获得相应的精确度。干标定是在20世纪70年代以后为解决大口径电磁流量计无法实施湿标定问题而产生的标定方法11I。湿标定方法标定电磁流量计时，是以实际流体流过被标定的仪表，再用别的标准装置(标准流量计或流量标准计量器具)测出流过流体的流量，与被标定仪表的流量值作比较。电磁流量计湿标定一般又可细分为容积——时间法、质量一一时间法和标准流量计比较法三种，下面对这三种方法分别作介绍11I： 容积——时问法：图卜2是一种典型的容积——时间法标定电磁流量计的结构示意图。其工作原理简述如下： 首先用水泵2将水池1中的水打入水塔4，在整个试验过程中使水塔处于有溢流状态，以保证系统的压头不变。打开截止阀7，水通过上游侧直管段8，被检流量计9、下游侧直管段10、夹表器11、调节阀12和喷嘴13流出试验管路。在试验管路出口处装有换向器14，换向器用来改变液体的流向，使水流流入工作量器16或15中，换向器启动时触发计时控制器，以保证水量和时间的同步测量。试验时，可根据流量的大小选用一个工作量器计量水量，若选用工作量器15，则关闭放水阀17、打开放水阀18，并将换向器置于使水流向工作量器16 的位置。用调节阀12将流量调到所需流量，待流量稳定后，启动换向器，将水流由工作量器16换入工作量器15。换向器动作过程中启动计时器计时和被检流量计的脉冲计数器计数。当到达预定的水量或脉冲数或时间时，即操作换向器， 使水流由工作量器15换向到工作量器16。记录工作量器15所收集的水量，计时器显示的测量时间和脉冲计数器显示的脉冲数(或被检流量计的指示流量)， 从而完成电磁流量计的标定。容积——时间法方法比较成熟，目前国内外用得最多，使用简单，容易掌握。图卜2容积法流鼙标定装置典型结构示意图卜水池；2-水象；3一上下管；}水塔或稳压容器；5一溢流管；6-试验管路；7一截止阀：8-上游侧直管段： 9一被检流量计；10-下游侧直管段；1卜夹表器；12-流量调节阀；13一喷嘴；14一换向器；15、16_工作量器； 17、18一放水阀；1}回水管路质量——时间法：该方法与容积——时间法相仿，仅用精确的衡器代替标准容器，如图卜3所示。由于衡器的精度高(一般为1旷)，所以质量——时问法的标定精度要比容积——时间法要高些，可以在0．02％～0．05％之间。而且，由于液体是在静止时称重，管路系统没有任何机械连接，因此标定不受流动的动力影响。图卜3质量——时间法流量标准装置示意图卜正压容器：2一阀；3被检流量计；4一换向器；5一下水池；6_泵；7一标准衡器标准表比较法：这种方法是用精确度高一等级的标准流量计与被标定的流量仪表串联，流体同时流过二者，比较二者的示值，确定被检表的误差，从而达到标定的目的。图1-4所示的是标准表比较法标定图。图中，被标定流量计2装在标准流量计4的上游，中间装有流动调整器3，流量调节阀5装在标准流量计4 的后直管段10DN后，通过流量调节阀5调节流体的流量到所需要的值，从而完成对电磁流量计的标定。图卜4标准表比较法标定的示意图卜截止阀：2一被检流量计；3动调整器；4一标准流量计；5麓调节阀另外，在标定大流量电磁流量计时，也可以用几台具有窄小测量范围的标准流量计并联代替被用于检定流量计的单台标准流量计。其结构如图1-5所示。L—弦毒图1—5标准流量计并联标定示意图啦11旷标准流量计I重一被捡流量计相对于容积——时间法和质量——时间法两种电磁流量计湿标定方法，标准表比较法无疑是费用最省，操作的。目前，电磁流量计标定普遍采用的是湿标定方法。该标定方法的是标定精确可靠，所以被绝大多数电磁流量计生产厂家采用。尽管这样，湿标定还是存在一些难以避免的缺点。首先，湿标定很难模拟出电磁流量计应用中的复杂工况。实际应用中，电磁流量计测量对象的组分有时是非常复杂的。测量对象的复杂性包括组分的复杂性。从相的角度来说有单独相、两相、多相，每一相又由于物理性质(例如密度、黏度)及其环境条件(例如温度、压力)又有成千上万种情况。如果是两相或是多相，则更为复杂。各相组成比例，其中一些相在另外一些相中的分布、行为等都对流量测量有很大的影响。还有这样的情况，由于工况的影响，有时流体要流经弯管。当流体流过弯管后，下游产生流速分布畸变， 若是两只邻近相接的不同平面弯管，除流速分布畸变外还会有漩涡。这些现象都要影响装在下游的大部分类型流量仪表的测量值I撸II”II铷I。在这些情况下，湿标定显然无法模拟复杂的测量对象，因此标定很难和实际使用情况准确一致。再则， 由于标定时要有流体流过，因此在标定大口径电磁流量计时标定成本。如： 湿标定一台1．2m口径的电磁流量计，需250Kw的水泵连续提供约1．5吨／s 的流量，标定时间约2至4小时，需要消耗相当大的能量；而且标定装黄造价也非常高，每套标准装置造价约300万英镑121I。而电磁流量计干标定技术是一种无需实际流体流经电磁流量传感器管道便可实现标定的技术，因此很好地避免了湿标定的以上缺点。可以预言，干标定技术必将具有很好的应用前景。表卜l 反映的是电磁流量计湿标定和干标定的优缺点对比12到。表卜1干、湿标定优缺点比较干标定湿标定无需昂贵标准装置标定无需大量耗能优原理简单，易工程实现适宜大口径仪表标定准确可靠，被广泛采用点方便移动标定流场、介质模拟方便标准装置造价昂贵缺原理复杂标定过程大量耗能精度有待提高口径增大标定困难点移动性差标定不便难以模拟流场、介质扩展阅读：开封中仪流量仪表有限公司专业生产电磁流量计、孔板流量计、涡街流量计、文丘里流量计、V锥流量计、V型锥流量计、喷嘴流量计、插入式电磁流量计、智能电磁流量计、分体式电磁流量计、一体式电磁流量计、标准孔板流量计、标准孔板、一体化孔板流量计、标准喷嘴流量计、长径喷嘴流量计、标准喷嘴、长径喷嘴、插入涡街流量计、智能涡街流量计，更多信息请访问开封中仪网站：