摘 要:爲更(geng)好地将電磁流(liú)量計在線檢定(dìng)方法運用于實(shí)際現👣場操作之(zhī)中，根據《計量法(fǎ)》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(tong)工況下的十幾(jǐ)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(chu)廠标定的原始(shi)數據能夠很好(hao)地吻合。在對在(zai)🐅線檢測過程中(zhong)相關細節進行(hang)總結後，證實了(le)電磁流量計的(de)在線檢定是✔️切(qiē)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(chǎng)檢定。
0 引言
　　流量(liàng)是給排水和水(shui)處理等相關行(hang)業常用的過程(cheng)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼控制和計量的(de)重要參數和生(shēng)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(you)于其結構簡單(dān)，傳感器内沒有(yǒu)可動部件，沒有(you)節流裝✨置❓，不存(cun)在機械轉動和(he)磨損，不會産生(sheng)壓力損失，并因(yin)其精度高、線性(xìng)好🤟、運行穩定等(děng)優點，在給排水(shui)、污水處理、引水(shuǐ)工程🏃🏻‍♂️等項目中(zhong)得到廣泛的應(ying)用，用以進行内(nèi)部計量、過程控(kong)制和對外貿🐉易(yì)結算。電🚶磁流量(liang)計作爲一種普(pǔ)遍的計量器具(jù)，按照《計量法💛》的(de)規定，必須在一(yi)定的周期内對(duì)該器具進行檢(jian)定或校準。同時(shi)，使用方爲保證(zhèng)流量計使用的(de)可靠性，也對 電(dian)磁流量計生産(chan)廠家 提出了這(zhe)個要求。
　　然而，應(ying)用于水務行業(ye)中的電磁流量(liang)計口徑較大，安(ān)裝環境差等因(yin)素導緻流量計(jì)很難甚至不允(yun)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(zuo)☎️條件與實驗室(shi)校驗設置條件(jian)存在偏☀️異，因此(cǐ)，電磁流量計♈，尤(yóu)其是 大口徑電(diàn)磁流量 在使用(yong)一個階段之後(hòu)，測量也許會存(cún)在一定的不确(que)定性偏差。在線(xiàn)大口徑流量計(ji)不停水的校準(zhǔn)和檢定問題亟(jí)待🏃🏻解決♍。
1 電磁流(liú)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(jian)定手段主要有(yǒu)标😍準表法和電(diàn)參數法。電參數(shù)法是根據管道(dào)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(guān)參數進行檢定(ding)( 如勵磁線圈對(duì)地絕緣電阻、電(dian)極對地( 接液) 電(dian)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(yǔ)出廠檢👨‍❤️‍👨定的原(yuán)始數據進行💛比(bi)較溯源，使其保(bǎo)持在出廠時的(de)标準準确度以(yi)内，以🐅滿足使用(yòng)要求。标🚩準表法(fǎ)是以标準表爲(wei)标準器具，使流(liu)體在相同時間(jiān)間隔内💁，同時連(lian)續通過标準表(biao)和被校表，比較(jiào)兩者的輸出流(liu)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(zhi)的關系。
　　對于以(yi)上兩種方法孰(shu)優孰劣，不能斷(duàn)然判明，但根據(jù)以上兩種方法(fa)的在線檢定過(guò)程均能反映測(cè)量👨‍❤️‍👨性能。
2 電參數(shu)法
　　衆所周知，電(diàn)磁流量計是根(gēn)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(biǎo)。法拉第電磁感(gan)應公式🔞如式(1) 所(suo)示:
E=K×B×V×D　　(1)
式中: B 爲流量(liàng)計勵磁線圈感(gǎn)應磁場的強度(du);V爲被測✏️電✉️液導(dao)體❤️的💜流速;D爲管(guan)徑;K爲儀表系數(shu)。宏觀上把導電(diàn)液體看🌈成導體(tǐ)。
　　由式(1) 可知管徑(jìng)D與系數K都爲固(gù)定參數。在一定(ding)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(ji)在進行電參數(shu)法在線檢定時(shí)，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(cè)流量的精度仍(réng)與出🌈廠時保持(chi)一緻［3］。
　　影響電磁(ci)感應強度 B 的因(yin)素，就流量計本(běn)身而言，應檢驗(yàn)勵磁線圈電阻(zu)(扣除溫度變化(huà)引起的差值)、勵(li)☎️磁線圈的🆚絕緣(yuan)以及勵磁電流(liú)的幅值。另外，我(wǒ)們需♉檢查電極(ji)信号電路絕緣(yuan)性能是否良好(hǎo)，證明原本微弱(ruo)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(ping)估電極表面是(shi)否被過度氧化(hua)、腐蝕、結垢或損(sun)傷而影響正常(cháng)測量; 檢查接地(di)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(mó)拟信号器檢測(cè)轉換🥵器的工作(zuo)狀況。
2．1 電參數法(fǎ)的檢定過程
　　在(zài)檢定過程中，首(shǒu)先，觀察轉換器(qì)内的各項參數(shù)設置是否📞有👨‍❤️‍👨被(bei)改動過，要求轉(zhuan)換器的各項參(cān)數設置📐與電磁(ci)流🏃🏻‍♂️量計出廠銘(ming)牌‼️上的一緻; 然(ran)後觀察兩根電(dian)纜( 勵磁電纜、信(xìn)号電纜) 是否🈲有(yǒu)損傷，是否保持(chi)原樣。《管道式電(dian)磁流量計在線(xiàn)校準要求》指出(chu)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(dòng)狀态下，被測📧管(guan)道中應保持滿(man)管，無氣泡聚🔅集(ji)。
在對該自來水(shuǐ)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(wu)數據波動等狀(zhuang)況出現。因此，可(kě)🐇以判定以上條(tiáo)📧件均👌符合，并在(zài)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(ci)來到自來水廠(chang)時，該流量計處(chù)于運行狀态，因(yīn)🔱此，爲不妨礙水(shui)廠的正常工作(zuo)，對每個數據點(dian)隻進行了兩次(ci)數據測量。
2．1．1 轉換(huan)器的校準
① 瞬時(shí)流量的示值誤(wu)差及重複性檢(jian)定
　　先關閉轉換(huàn)器的供電電源(yuán)，并将轉換器連(lián)接傳感器的✍️電(diàn)😄纜拆卸下來，使(shi)用自主開發的(de)模拟信号發生(sheng)器(精度爲±0．1% ) ，爲轉(zhuan)換⭐器提供模拟(ni)信号，代替實際(jì)使用過程中電(diàn)磁🌈流量計傳感(gan)器提供的‼️流量(liàng)信号。然後通電(diàn)預熱片刻之後(hou)，分别選✔️定高、中(zhōng)、低 3 個流速點💃，且(qiě)采用上行程和(hé)下行程的方式(shi)對每✍️個點都測(cè)試🌏 3 遍，對轉換器(qì)的示值做出記(ji)錄🌏，并将所記錄(lu)的值按照要求(qiu)所記錄的💔公式(shì)進行處理，最後(hou)根據計算得到(dào)示值誤差和重(zhong)複性［2 － 5］。
② 轉換器零(ling)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(zhí)到轉換器瞬時(shi)流量顯示🐆爲“0．000 m3/ h”。
③ 電(diàn)磁流量計零點(diǎn)漂移的檢查
　　斷(duàn)開轉換器與傳(chuán)感器之間勵磁(cí)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(xìn)号線“1、2、3”的聯通，經(jing)過☂️十幾分鍾左(zuo)右的預熱(當然(ran)，在這預熱過程(cheng)中可對其他🐪表(biǎo)進行其他項目(mu)的檢查) ，恢複轉(zhuǎn)換器的各項參(can)數設置，每5 min記錄(lu)一次轉換器讀(dú)數情況，持續 3 次(cì)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(liú)量計量程相比(bǐ)較，得到零點📐漂(piao)移😄值。
④ 轉換器輸(shu)出頻率及輸出(chu)電流校準
　　以電(diàn)磁流量計模拟(nǐ)信号發生器爲(wèi)校準信号源，采(cǎi)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(liang)者的示值誤差(cha)✂️。相關公式請參(can)閱文獻［1］。
應該注(zhù)意的是，轉換器(qi)輸出頻率、電流(liu)的最大允許示(shi)值誤📧差應不超(chāo)過出廠準确度(du)的要求。
2．1．2 傳感器(qì)的校準
① 勵磁線(xian)圈電阻的測量(liàng)
　　以數字萬用表(biao)爲測量工具，兩(liang)個表筆分别搭(dā)在勵💯磁線♻️圈的(de)兩個端子上，測(ce)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(duān)分别夾在勵磁(ci)線圈一端和接(jie)地線上，操作兆(zhao)歐表待顯示穩(wěn)定後讀數，要求(qiú)絕緣電阻大于(yú)100 MΩ。
③ 傳感器接地電(dian)阻的測量
　　用數(shù)字式萬用表測(cè)量信号屏蔽線(xian)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(yǐ)指針式萬用表(biǎo)爲測量工具(測(ce)量時會出現短(duǎn)暫的充放電現(xiàn)象) ，讀取指針偏(piān)轉最大值時的(de)值作爲記錄值(zhí)。電🈲極的接地電(diàn)阻值不能有較(jiào)大的偏差率，否(fǒu)則視✉️爲不可❌控(kòng)。
　　應注意的是，測(cè)量應該以第一(yī)次測量的最大(da)值爲🧡準，若要再(zai)次測量，應消除(chú)電極上可能出(chu)現的極化㊙️現象(xiang)，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(liú)量計出廠時以(yǐ)及經過一年的(de)使用之後，再次(ci)對同一⛱️台🤞電磁(cí)流量計進行在(zài)線檢定，數據記(ji)錄及處🔞理結果(guǒ)如表 1、表⭐ 2 所示。其(qi)中，原始在線檢(jian)定數據的環境(jìng)🤩溫度爲 29 ℃、相對濕(shi)度爲70% RH，最大示值(zhí)誤差爲0．25% ; 運行一(yī)年後檢🌐定數據(ju)的環境溫度爲(wèi) 30 ℃、相對濕度爲70% RH。經(jing)第♈三方檢測的(de)原始數據如🏒表(biao)3 所示。


　　電磁流量計電(dian)參數在線檢定(ding)法主要用來對(dui)直接🌈影❄️響♊電👅磁(ci)流量計測量準(zhun)确度的勵磁線(xian)圈的相關👈參數(shu)⭕進行測量🔆。
　　通過(guo)兩次數據的對(dui)比，可以很直觀(guan)地了解到這一(yi)台電磁流量計(ji)的各項電參數(shù)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(dì)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(yī)個标準表，同步(bù)記錄兩台🥵流⭕量(liàng)計的輸出流量(liang)。在标準表的選(xuǎn)擇方面，目前國(guó)内外大部分♍企(qǐ)業機構都是選(xuan)用便攜式超聲(shēng)波流量計作爲(wei)标準表進行在(zai)線檢定。
　　以DN1200mm流量(liang)計爲例，對運用(yong)便攜式超聲波(bo)流量計進行現(xiàn)場鑒定💞的過程(cheng)做一簡單的陳(chen)述。
　　該熱力公司(sī)于每年 10 月初開(kāi)始對供暖設施(shī)進行加壓🙇‍♀️試運(yun)行，檢查設備是(shì)否正常可靠。目(mù)前，大口徑的流(liú)量計在㊙️該企業(yè)的熱力供給線(xiàn)上運行，在 2010 年 10 月(yue)份試運行過程(cheng)中，發現其🚶‍♀️中一(yi)台✉️DN 1 200 mm 的大口徑流(liu)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(wei)± 0． 5% 、重複性爲± 0．15% 的便(biàn)攜式超聲波流(liu)量計對該流量(liàng)計👨‍❤️‍👨進行現場檢(jiǎn)查。DN 1 200 mm 的大口徑流(liu)量計第三方檢(jian)定♉數據如表 4 所(suǒ)示。由表 4 可以看(kan)出，最大示值誤(wu)⭐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(háng)采集記錄，發現(xian)流量計的顯示(shi)數據确實存在(zai)波動。随後，根據(jù)♊現場情況及超(chao)聲波流量計的(de)安裝要求，對管(guǎn)道外💜壁的污垢(gou)進行🎯擦除，以保(bao)證 超聲波流量(liàng)計 的可靠應用(yong)，并根據現場工(gong)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(jìn)行一一設置［8 － 10］。
　　值(zhí)得說明的是，由(yóu)于超聲波流量(liàng)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(zài)全流速範圍内(nei)一直保持一個(gè)較高的精度。爲(wei)此，分别選用高(gāo)、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(liu)速進行💜測量，這(zhè)在一定程度上(shang)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(shu)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(bo)動幅度越來越(yuè)⛷️小。對此，我們判(pan)斷是因爲管道(dào)在年内首次通(tong)水及水溫差異(yì)等原因，使得管(guan)道内存在大量(liang)氣泡，造成數據(ju)波動。經建議，熱(rè)電在電磁流量(liàng)計的前直管段(duàn)上安裝了💚排氣(qi)閥，電🔱磁流量計(jì)随即正常工作(zuo)。

3 檢定注意事項(xiang)
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(wèi)置的選擇需要(yào)操作員❌仔細🥰了(le)解工況情況，包(bāo)括被檢管線的(de)材質、管外徑、管(guan)壁厚度、管内襯(chèn)裏的材質及厚(hòu)度，管内介質等(děng)相關量的具體(ti)信息并核實，确(què)保測量的精度(dù)。
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(zhong)達不到安裝要(yao)㊙️求的情況♻️是很(hěn)㊙️普遍的。這就需(xū)要現場操作人(rén)員有相當高的(de)實際操作經驗(yàn)，選擇正确的地(dì)點和方式進行(hang)安裝，避免較大(da)誤差的出現。
②“V”形(xíng)安裝法
在直管(guǎn)段等情況允許(xu)的情況下，應該(gāi)首選“V”形法安裝(zhuang)。因💋爲🔴使用“V”形安(an)裝法，超聲波流(liu)量計的兩個換(huan)能器在管道💘的(de)同一側，容易💃實(shi)現兩個換能器(qi)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(shù)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(rú)圖 1( a) 所示。而使用(yòng)“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(yì)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(tú)如圖 1( b) 所示。
③ 同時(shi)，用于标準表法(fǎ)比對的 便攜式(shì)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(shì)切實可行的，雖(suī)然在線檢定方(fāng)法與實驗室水(shui)流量标定裝置(zhi)上校準存在一(yi)🥵定程☎️度上的差(chà)異，但是也在一(yi)定程度上緩解(jiě)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(liú)量計在線檢定(ding)方法，這樣，電磁(ci)流量計的🐉在線(xian)檢定方☂️法會愈(yu)加的完善。

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