摘 要(yao):爲更好地(di)将電磁流(liú)量計在線(xian)檢定方法(fa)運用于實(shi)際現場操(cao)作之中，根(gēn)據《計量法(fa)》和《 管道式(shi)電磁流量(liàng)計 在線校(xiao)準要求》(以(yǐ)下簡稱《要(yao)求》)，對不同(tóng)工況下的(de)十幾台☀️大(dà)口徑電磁(ci)流量計進(jìn)行現場檢(jiǎn)測和校驗(yan)，所得數據(ju)與出廠标(biao)定的原始(shi)數據能夠(gou)很好地吻(wen)合。在對在(zài)🍓線檢測💋過(guo)程中相關(guan)細⭕節進行(háng)🥰總結後，證(zheng)實了電磁(ci)流量計的(de)在線檢定(ding)是切實可(kě)行和有效(xiao)的，能夠廣(guang)泛地運用(yong)于大口徑(jing)流量計的(de)現場檢定(ding)。
0 引言
　　流量(liàng)是給排水(shui)和水處理(lǐ)等相關行(hang)業常用的(de)過程🐆控制(zhi)📐和計量的(de)重要參數(shù)和生産指(zhi)标，它直接(jie)關系❤️到水(shuǐ)處理的進(jìn)程與質量(liang)。電磁流量(liang)計 由于其(qí)結構簡單(dan)，傳感器内(nèi)沒有可動(dòng)部件，沒有(yǒu)節流裝置(zhì)，不存在機(ji)械轉動和(hé)磨損，不會(hui)産生壓力(lì)損失，并✏️因(yīn)其💞精度高(gāo)、線㊙️性好、運(yun)行穩定等(deng)優點，在給(gěi)排水、污水(shui)處理、引水(shuǐ)工程等項(xiàng)目中得到(dao)廣泛的應(ying)用🧡，用以進(jin)行㊙️内部計(jì)量、過程控(kong)制😘和對外(wài)貿🎯易結算(suan)。電🚶‍♀️磁流量(liang)計作爲一(yi)種普遍的(de)計量器具(jù)，按照《計量(liang)法》的規定(dìng)，必須在一(yī)定的周期(qī)内對該器(qì)具進行檢(jiǎn)定或校準(zhun)。同時，使用(yòng)方爲保證(zheng)流量計使(shǐ)用的可靠(kào)性🌍，也對 電(dian)磁流量計(ji)生産廠家(jiā) 提出了這(zhè)個要求。
　　然(ran)而，應用于(yú)水務行業(ye)中的電磁(ci)流量計口(kǒu)徑較大，安(ān)裝環境差(cha)等因素導(dao)緻流量計(jì)很難甚至(zhì)不允許✏️拆(chāi)卸之後送(sòng)到标定裝(zhuang)置🌐中進行(hang)複核。另外(wai)，由于此類(lèi)流量計的(de)現場工作(zuo)條件與㊙️實(shi)驗室校驗(yan)設置條⛱️件(jian)存在偏異(yi)，因此，電🐕磁(ci)流量計，尤(yóu)其是 大口(kǒu)徑電磁流(liu)量 在使用(yong)一個階段(duan)之後，測量(liang)也許會存(cún)在一定的(de)不确定性(xìng)偏差。在線(xian)大口徑流(liú)量計不停(ting)水的校準(zhun)和檢定♋問(wen)題亟待解(jie)決。
1 電磁流(liú)量計的在(zai)線檢定方(fāng)法
　　目前，普(pǔ)遍應用的(de)電磁流量(liàng)計在線檢(jiǎn)定手段主(zhu)要🚩有🤟标準(zhun)表👉法和電(dian)參數法。電(diàn)參數法是(shì)根據管道(dao)式電磁流(liu)量計的⁉️測(ce)量原理，對(duì)影響在線(xian)工作的管(guan)道🧑🏽‍🤝‍🧑🏻式電磁(ci)流量計的(de)相關參數(shu)進行檢定(ding)( 如勵磁線(xiàn)圈對地絕(jue)緣電阻、電(dian)極對地( 接(jie)液) 電阻、勵(li)磁線圈電(diàn)阻和流量(liàng)計電✨纜線(xian)電阻) ，測量(liang)控制相關(guān)參數在一(yi)定允許的(de)變化✨範圍(wei)内與出廠(chang)檢🈲定的原(yuan)始數據進(jin)行比較溯(sù)源🔞，使其保(bao)持在出廠(chang)時的标準(zhun)準确度以(yǐ)内，以滿足(zu)使用要求(qiú)。标準表法(fa)是以标準(zhǔn)表爲标準(zhun)器具，使流(liu)體🈲在相同(tong)時間間隔(gé)内，同時連(lian)續通過标(biao)準表和被(bèi)校表，比較(jiào)兩者的輸(shū)出流量值(zhí)的偏差，從(cóng)而确定被(bèi)校流量計(jì)與标準表(biǎo)💯所示的流(liú)量值的關(guan)系。
　　對于以(yi)上兩種方(fāng)法孰優孰(shu)劣，不能斷(duàn)然判明，但(dàn)根據以上(shang)兩種方法(fǎ)的在線檢(jiǎn)定過程均(jun)能反映測(cè)量性能。
2 電(diàn)參數法
　　衆(zhōng)所周知，電(diàn)磁流量計(jì)是根據法(fa)拉第電磁(cí)感應定律(lü)來測💞量導(dǎo)電液體體(ti)積流量的(de)儀表。法拉(lā)第電磁🌈感(gǎn)應公式如(rú)式(1) 所示☎️:
E=K×B×V×D　　(1)
式(shi)中: B 爲流量(liàng)計勵磁線(xiàn)圈感應磁(ci)場的強度(du);V爲被測電(dian)液💁導體的(de)流速;D爲管(guan)徑;K爲儀表(biǎo)系數。宏觀(guān)上把導電(diàn)液體看成(chéng)導體。
　　由式(shi)(1) 可知管徑(jing)D與系數K都(dou)爲固定參(cān)數。在一定(dìng)流速下㊙️，隻(zhi)要保證參(cān)數 B 的穩定(ding)，那麽感應(ying)電動 E也随(sui)之穩定，即(jí)在進♋行電(dian)參數法在(zài)👄線檢定時(shí)，若參數B保(bao)持在☔出廠(chǎng)校準時的(de)允許範圍(wei)内時，就可(kě)證明該流(liú)量計目前(qián)所測流量(liàng)的精度仍(reng)與出廠時(shi)保持一緻(zhi)［3］。
　　影響電磁(cí)感應強度(dù) B 的因素，就(jiù)流量計本(ben)身而言，應(yīng)檢驗勵磁(ci)線😄圈電阻(zu)(扣除溫度(du)變化引起(qǐ)的差值)、勵(lì)磁線圈的(de)絕緣🆚以及(jí)勵磁👌電流(liu)的幅值。另(lìng)外，我們需(xu)檢查電極(ji)信号㊙️電路(lu)絕緣性能(neng)是否良好(hao)，證明原本(ben)微弱的流(liú)量信号有(you)☎️沒有額外(wài)大的損失(shī); 測量電極(jí)的接液電(dian)阻，評估電(diàn)極表面是(shì)否被過☁️度(dù)氧化、腐蝕(shí)🙇🏻、結垢或損(sǔn)傷而影響(xiǎng)正常測量(liàng); 檢查接地(dì)電阻等情(qing)況并排除(chu)🌐雜亂信号(hao)的幹擾。同(tóng)時，使用精(jing)度佳的模(mo)🈲拟🍉信号器(qì)檢測轉換(huàn)器的工作(zuò)狀況。
2．1 電參(cān)數法的檢(jiǎn)定過程
　　在(zài)檢定過程(chéng)中，首先，觀(guan)察轉換器(qi)内的各項(xiang)參數設⛹🏻‍♀️置(zhì)是否有被(bèi)改動過，要(yao)求轉換器(qì)的各項參(cān)數設置與(yǔ)電磁流量(liàng)計出廠銘(míng)牌㊙️上的一(yī)緻; 然後觀(guān)察兩根電(diàn)纜( 勵磁電(dian)纜❄️、信号電(dian)纜) 是否有(yǒu)損傷，是否(fǒu)保持原樣(yàng)。《管道式電(diàn)磁流量計(ji)在線校準(zhun)要求》指出(chu)需保證被(bèi)測液體電(dian)導率符合(hé)流速在 0．3 ～10 m/s 的(de)流動🥵狀态(tài)下，被測管(guǎn)道中應保(bao)持🐆滿管，無(wu)氣泡聚集(ji)。
在對該自(zi)來水廠進(jìn)行檢定觀(guan)察時，全部(bù)的流量計(jì)都在穩定(ding)有序地運(yùn)行，無數據(ju)波動等狀(zhuang)況出現。因(yin)此，可以判(pan)定以上條(tiáo)件均符合(hé)，并在此基(jī)礎上對流(liu)量計的一(yī)系列📞參數(shu)作了檢測(cè)。
　　由于在第(dì)二次來到(dao)自來水廠(chang)時，該流量(liang)計處于運(yùn)行狀⭕态，因(yīn)此，爲不妨(fáng)礙水廠的(de)正常工作(zuo)，對每個數(shu)據點隻進(jìn)㊙️行了兩次(ci)數據測量(liang)。
2．1．1 轉換器的(de)校準
① 瞬時(shi)流量的示(shi)值誤差及(jí)重複性檢(jian)定
　　先關閉(bì)轉換器的(de)供電電源(yuan)，并将轉換(huan)器連接傳(chuán)感器♻️的電(diàn)纜拆卸下(xia)來，使用自(zi)主開發的(de)模拟信号(hao)發💃生器(精(jīng)度爲±0．1% ) ，爲轉(zhuǎn)換器提供(gong)模拟信号(hào)，代替實際(jì)使用過程(chéng)中電磁🏃🏻‍♂️流(liú)量計傳感(gan)器提供的(de)流量信号(hào)。然🐕後通電(diàn)預熱片刻(ke)之後，分别(bie)選定高、中(zhong)、低💃 3 個流速(su)點，且采用(yong)上行程和(hé)下行程的(de)方式對每(mei)個點都測(cè)試 3 遍，對轉(zhuan)換器的示(shì)值做出記(jì)錄🔆，并将所(suo)記錄的值(zhi)按💛照要求(qiu)所記錄的(de)🔞公式進行(háng)處理，最後(hou)根據計算(suan)得到示值(zhi)誤差和重(zhòng)複性［2 － 5］。
② 轉換(huàn)器零點檢(jian)查與校準(zhun)
　　将電磁流(liú)量計模拟(nǐ)信号發生(shēng)器的開關(guān)撥到“0”位置(zhi)，用🆚模拟🔞信(xin)号發生器(qì)的零位進(jìn)行調零，直(zhí)到轉換器(qì)瞬時流量(liàng)顯示爲“0．000 m3/ h”。
③ 電(diàn)磁流量計(ji)零點漂移(yi)的檢查
　　斷(duan)開轉換器(qì)與傳感器(qi)之間勵磁(cí)線圈的連(lián)接電纜( 勵(lì)磁✂️線㊙️圈連(lian)接電纜編(bian)号爲“7、8”電纜(lan)線) ，保持信(xìn)号線“1、2、3”的聯(lian)通✉️，經過十(shí)幾分鍾左(zuo)右的預熱(re)(當然，在這(zhè)預熱過程(cheng)中可對其(qí)他表進行(háng)其他項目(mu)的檢查) ，恢(huī)複轉換器(qì)的各項參(can)數設置🧑🏾‍🤝‍🧑🏼，每(mei)5 min記錄一🏃🏻‍♂️次(ci)轉換器讀(du)數情況，持(chi)續 3 次并記(ji)錄轉換器(qì)每次的顯(xiǎn)示值。取絕(jué)對值最大(da)的值與電(diàn)磁流量計(ji)量程相🏃‍♀️比(bi)較，得到零(ling)點⛱️漂移值(zhí)。
④ 轉換器輸(shu)出頻率及(jí)輸出電流(liú)校準
　　以電(dian)磁流量計(jì)模拟信号(hao)發生器爲(wei)校準信号(hào)源，采集3個(ge)流速測🐆量(liàng)點的頻率(lü)計電流輸(shū)出信号，按(àn)照公式計(ji)算兩者的(de)🙇‍♀️示值♋誤差(chà)。相關公式(shi)請參閱文(wen)獻［1］。
應該注(zhù)意的是，轉(zhuan)換器輸出(chū)頻率、電流(liu)的最大允(yǔn)許示值誤(wu)差應不超(chao)過出廠準(zhun)确度的要(yào)求。
2．1．2 傳感器(qi)的校準
① 勵(li)磁線圈電(diàn)阻的測量(liàng)
　　以數字萬(wàn)用表爲測(cè)量工具，兩(liǎng)個表筆分(fen)别搭在勵(li)♍磁線圈的(de)兩個端子(zǐ)上，測量勵(lì)磁線圈的(de)電阻值，将(jiang)測量結果(guǒ)與以往的(de)🤞記錄值進(jìn)行比對。
② 勵(li)磁線圈對(duì)地絕緣電(dian)阻的測量(liàng)
　　以 500V兆歐表(biao)爲測量工(gōng)具，将兆歐(ou)表的兩端(duān)分别夾在(zài)勵磁線🐇圈(quan)一端和接(jie)地線上，操(cao)作兆歐表(biǎo)待顯示穩(wen)定後讀數(shu)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼，要求絕緣(yuan)電阻大于(yú)100 MΩ。
③ 傳感器接(jiē)地電阻的(de)測量
　　用數(shu)字式萬用(yong)表測量信(xin)号屏蔽線(xiàn)和接地線(xian)之間的電(diàn)阻，要求對(duì)地電阻小(xiǎo)于10Ω。
④ 電極對(dui)地(接液) 電(dian)阻值的測(ce)量
　　 以指針(zhēn)式萬用表(biao)爲測量工(gōng)具(測量時(shí)會出現短(duǎn)暫的🔴充放(fang)電現象) ，讀(du)取指針偏(piān)轉最大值(zhi)時的值作(zuo)爲記錄值(zhi)。電極的接(jiē)地電阻值(zhi)不能有較(jiao)大的偏差(cha)率㊙️，否則視(shi)爲不可控(kòng)。
　　應注意的(de)是，測量應(yīng)該以第一(yī)次測量的(de)最大值爲(wèi)❌準，若要再(zài)次測量，應(yīng)消除電極(jí)上可能出(chū)現的極化(hua)現象，避免(mian)造成對測(cè)量精度的(de)影響; 同時(shi)，要求測量(liàng)偏差率🌐≤20%［4］。
　　電(diàn)磁流量計(jì)出廠時以(yi)及經過一(yī)年的使用(yòng)之後，再次(cì)對🌈同一台(tai)電磁流量(liang)計進行在(zai)線檢定，數(shù)據記錄及(ji)處㊙️理結果(guo)如表 1、表 2 所(suo)示。其中，原(yuan)始在線檢(jiǎn)定數據的(de)環境🌈溫度(dù)爲 29 ℃、相對濕(shī)度爲70% RH，最大(dà)示值誤差(chà)爲0．25% ; 運行一(yī)年後檢🏃‍♀️定(ding)數據的環(huan)境溫度爲(wei) 30 ℃、相對濕度(dù)爲70% RH。經第三(san)方檢測的(de)原始數據(jù)如表3 所示(shi)。


　　電磁(ci)流量計電(dian)參數在線(xiàn)檢定法主(zhu)要用來對(duì)直接影⛹🏻‍♀️響(xiang)電磁流🛀🏻量(liàng)計測量準(zhǔn)确度的勵(lì)磁線圈的(de)相關參數(shu)進行測量(liang)🔞。
　　通過兩次(ci)數據的對(dui)比，可以很(hen)直觀地了(le)解到這一(yi)台電磁流(liú)量計的各(gè)項電參數(shù)在經過一(yi)年的現場(chǎng)使用之後(hou)💚仍然能夠(gou)與原始數(shù)據很好地(di)溯源。
2． 2 标準(zhǔn)表法的檢(jiǎn)定過程
　　标(biao)準表法是(shì)在管道上(shàng)再安裝一(yi)個标準表(biǎo)，同步記錄(lu)兩台流量(liàng)🔞計的輸出(chu)流量。在标(biao)準表的選(xuan)擇方面，目(mu)前國内外(wài)大🐕部分企(qi)業機構都(dōu)是選用便(biàn)攜式超聲(sheng)波流量計(ji)作㊙️爲标準(zhǔn)表進行在(zai)線檢定。
　　以(yǐ)DN1200mm流量計爲(wei)例，對運用(yong)便攜式超(chāo)聲波流量(liang)計進行現(xiàn)場鑒定的(de)過程做一(yī)簡單的陳(chén)述。
　　該熱力(lì)公司于每(mei)年 10 月初開(kai)始對供暖(nuǎn)設施進行(hang)加壓試運(yun)行，檢🧑🏽‍🤝‍🧑🏻查設(she)備是否正(zheng)常可靠。目(mù)前，大口徑(jing)的流量計(jì)在💛該企業(yè)的熱力供(gong)給線上運(yùn)行，在 2010 年 10 月(yuè)份試運行(háng)過程中，發(fa)現其中一(yi)台DN 1 200 mm 的大口(kǒu)徑流量計(jì)出現數據(jù)波動，提議(yì)需對該表(biǎo)運行的精(jīng)度進行檢(jiǎn)測。使用兩(liang)台精度爲(wèi)± 0． 5% 、重複性☁️爲(wèi)± 0．15% 的便攜式(shi)🧡超聲波流(liú)量計對該(gāi)流量計🈲進(jin)行現場檢(jiǎn)查。DN 1 200 mm 的大口(kou)徑流量計(jì)第三方檢(jian)定🥵數據如(rú)表 4 所示。由(you)表 4 可以看(kàn)出，最大示(shì)值誤差爲(wei) 0． 18% ，最大重複(fú)性爲 0． 06% 。

　　操作(zuò)人員到達(dá)現場後，首(shou)先對電磁(cí)流量計的(de)數據進行(háng)采集記錄(lu)，發現流量(liang)計的顯示(shì)數據确實(shí)存在波動(dòng)。随後，根據(jù)👣現場情況(kuang)💞及超聲波(bō)流量計的(de)安裝要求(qiu)，對管道外(wài)壁的污㊙️垢(gou)進行擦除(chú)，以保證 超(chao)聲波流量(liang)計 的可靠(kào)應用，并根(gen)據現場工(gong)作人員對(duì)管道内壁(bì)的襯裏描(miao)述，采用“V”形(xíng)安裝方法(fǎ)對參數進(jìn)行一一設(shè)置［8 － 10］。
　　值得說(shuō)明的是，由(yóu)于超聲波(bō)流量計對(dui)使用環境(jìng)和安🤩裝⭕的(de)要求🍉較高(gao)，且在較寬(kuān)的流速範(fan)圍之下，較(jiao)難保證🏃🏻‍♂️超(chao)聲波流量(liang)計☀️在全流(liú)速範圍内(nèi)一直保持(chí)一個較高(gāo)的精度。爲(wei)此，分别選(xuan)用高、低流(liu)速的兩台(tái)超聲波流(liú)量計，分别(bie)對管道内(nèi)流🔞體的高(gāo)低👨‍❤️‍👨流速進(jìn)行測量，這(zhe)在一定程(chéng)度上可以(yǐ)實現測量(liàng)結果的準(zhun)确率。
　　經分(fèn)段檢定，超(chāo)聲波流量(liang)計數據記(jì)錄如表 5 所(suo)示。對比發(fa)現，超聲波(bō)流量計數(shu)據顯示及(jí)波動情況(kuang)與電磁流(liu)量計所反(fan)映的情況(kuàng)🔞一緻。
　　在線(xiàn)檢定後，發(fa)現流量計(ji)顯示的波(bo)動幅度越(yue)來越🤩小。對(dui)此♊，我們判(pàn)斷是因爲(wei)管道在年(nian)内首次通(tōng)水及💘水溫(wēn)差異等原(yuán)因，使得管(guǎn)道内存在(zài)大量氣泡(pao)，造成數據(ju)波☂️動。經建(jian)議，熱電㊙️在(zài)電磁流量(liang)計的前直(zhi)管段上安(ān)裝了排氣(qi)閥，電⛱️磁流(liú)量計⭐随即(ji)正常工作(zuo)。

3 檢定注意(yì)事項
在檢(jian)定超聲波(bō)流量計時(shí)，應注意以(yi)下事項。
① 安(ān)裝位置超(chāo)聲波流量(liang)計安裝位(wèi)置的選擇(ze)需要操作(zuo)👨‍❤️‍👨員仔細了(le)解工況情(qíng)況，包括被(bèi)檢管線的(de)材質、管外(wài)徑、管壁厚(hou)度、管内襯(chen)裏的材質(zhì)及厚度，管(guan)内介質等(děng)相關量的(de)具體信息(xī)并核實，确(que)保測量的(de)精度。
标準(zhǔn)表的安裝(zhuāng)需遠離上(shàng)下遊的擾(rao)動源，避免(mian)有害的漩(xuan)渦等情況(kuàng)，但是在現(xian)場實際情(qíng)況中達不(bu)到安裝要(yao)求的情況(kuang)❤️是很普遍(biàn)♌的。這就需(xū)要現場操(cāo)作人💜員有(you)相當高的(de)實際操作(zuo)經驗，選擇(zé)正确的地(dì)點和方式(shi)進行安裝(zhuāng)，避免🥵較大(da)誤差的出(chū)現。
②“V”形安裝(zhuāng)法
在直管(guan)段等情況(kuàng)允許的情(qing)況下，應該(gai)首選“V”形法(fǎ)安裝。因爲(wei)🆚使用“V”形安(ān)裝法，超聲(shēng)波流量計(jì)的兩個換(huan)能器在管(guan)道的同一(yī)側，容易實(shi)現兩個換(huan)能器安裝(zhuāng)在管道的(de)中心線上(shàng); 而且同一(yī)側❌的管壁(bì)，外部條件(jian)幾乎一緻(zhi)，對因參數(shù)設置引起(qǐ)的誤差可(ke)以将量減(jiǎn)小到最低(dī)。“V”形安裝法(fǎ)示意圖👨‍❤️‍👨如(rú)圖 1( a) 所示。而(er)使用“Z”形安(ān)裝📐法雖然(rán)聲程縮短(duan)近一半，但(dàn)兩側相對(dui)的安裝方(fang)法使得換(huan)能器不易(yì)在同一個(ge)管徑平面(mian)上，導緻超(chao)聲波接收(shou)到的信号(hào)質❌量下降(jiang)，這會無法(fǎ)避免地帶(dài)來相當大(dà)的♈測量誤(wù)差。“Z”形安裝(zhuang)法示意圖(tú)如圖 1( b) 所💯示(shi)。
③ 同時，用于(yu)标準表法(fǎ)比對的 便(biàn)攜式超聲(shēng)波流量計(jì) 對重複性(xing)要求是第(di)一位的。

4 結(jié)束語
　　流量(liang)計在線檢(jiǎn)定方法是(shi)切實可行(hang)的，雖然在(zài)線檢定方(fāng)✌️法與😄實驗(yàn)室水流量(liang)标定裝置(zhi)上校準存(cun)在一定程(chéng)度上的差(chà)異，但是也(ye)在一定程(chéng)度上緩解(jie)及解決了(le)一些大口(kou)徑流量計(jì)不能拆卸(xie)進💚行标定(dìng)的難題。爲(wei)了進✍️一步(bù)優化管道(dào)式電磁流(liú)量計在線(xian)檢定方法(fa)，這樣，電磁(ci)流量計的(de)在線檢定(dìng)方法會愈(yù)加的✊完善(shàn)。

以上内容(rong)來源于網(wǎng)絡，如有侵(qīn)權請聯系(xi)即删除!