摘(zhāi)要： 大口(kǒu)徑電磁(cí)流量計(jì) 使用中(zhōng)很難送(song)往實驗(yàn)室檢定(ding),現在通(tōng)常采取(qu)的是㊙️使(shǐ)用同級(jí)别超聲(shēng)波流量(liàng)計進行(háng)現場校(xiào)準。而受(shou)限于現(xian)場環境(jing)、安裝位(wèi)置等因(yin)素對兩(liang)種流量(liàng)計測量(liàng)❌結果的(de)影響，校(xiào)準結果(guǒ)往往需(xu)📱要根據(jù)校準實(shí)際情況(kuang)進行符(fu)合性研(yan)究,使校(xiao)準工作(zuo)變得有(you)意義。
0引(yin)言
　　随着(zhe)政府及(jí)社會對(dui)于水資(zi)源重視(shì)程度的(de)提高,供(gòng)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻水🧑🏾‍🤝‍🧑🏼企㊙️業(yè)本身對(duì)于供水(shuǐ)環節經(jīng)濟核算(suan)的要求(qiú),使得大(da)口徑的(de)流量🈲計(ji)需求日(rì)益增加(jia)。與此同(tong)時，污水(shuǐ)處理量(liang)的增長(zhǎng)也使得(de)許💚多污(wū)水處理(li)廠紛紛(fēn)選擇使(shǐ)用大口(kǒu)徑流量(liàng)計作爲(wei)計量端(duān)口。污水(shuǐ)電磁流(liú)量計 因(yin)其無壓(ya)力損失(shī)且不受(shòu)管道内(nèi)流體密(mì)度、黏度(dù)、溫度等(deng)因素的(de)🤞影響,成(cheng)爲污水(shuǐ)處理企(qi)業的首(shou)選。
　　大口(kou)徑電磁(ci)流量計(ji)的在線(xiàn)使用數(shù)量十分(fèn)龐大,精(jing)度🈲等級(ji)-般爲0.5級(ji)或1.0級。對(duì)于 電磁(ci)流量計(jì) ,國家有(you)《JJG1033--2007電磁流(liú)量計》檢(jian)定規程(chéng),規程規(guī)定需将(jiāng)被檢電(dian)磁流量(liang)計安裝(zhuāng)在液體(tǐ)流量标(biao)準裝置(zhì)上進行(hang)檢定。這(zhe)🔅就要求(qiú)使用企(qǐ)業先📐停(tíng)止處理(lǐ)污水,然(rán)後将流(liú)量計從(cóng)管道上(shàng)🔞拆卸下(xià)來,送到(dao)法定計(jì)🈲量機構(gòu)進行檢(jiǎn)定。這在(zài)🌏實際狀(zhuang)況下是(shi)極其困(kun)難的,時(shí)間和經(jing)濟👌上都(dōu)不允許(xǔ)。因此,大(dà)部分企(qǐ)業隻能(néng)選擇在(zai)線校準(zhǔn)模式對(dui)流量計(jì)🤟進行誤(wù)差驗證(zheng)。
　　由于現(xian)場管道(dao)的封閉(bì)性,使用(yong)嵌人式(shi)或插人(ren)式的🤞标(biao)準器進(jin)行✨校準(zhǔn)是不可(kě)行的,而(ér)外夾式(shì)的 液體(tǐ)超聲波(bo)流量計(ji) 精度往(wang)往劣于(yú)被校電(diàn)磁流量(liang)計。綜合(he)以上因(yīn)素,目前(qián)國内對(duì)大口徑(jing)電磁流(liú)量計現(xian)場校準(zhǔn)通常采(cai)用🏃🏻相同(tóng)精度等(deng)級❤️的外(wài)夾式超(chāo)聲波流(liu)量計作(zuò)爲标準(zhǔn)器進行(hang)比較,即(ji)讓超聲(shēng)波流量(liàng)計與被(bèi)🙇🏻校準電(diàn)磁流量(liàng)計串聯(lian)在現場(chǎng)管道中(zhong),同步讀(dú)取兩者(zhe)的示值(zhí)。
　　檢測人(rén)員在出(chu)具校準(zhǔn)證書時(shí)給出兩(liǎng)種流量(liàng)計的㊙️示(shi)值✍️并評(píng)定測量(liàng)結果的(de)不确定(ding)度。現在(zai)出現了(le)一個普(pǔ)遍性的(de)問題:校(xiao)準的示(shi)值誤差(cha)經常大(dà)大超過(guò)📧被校流(liu)⁉️量計的(de)最大允(yun)許誤差(chà),且不确(què)定度分(fèn)析不夠(gòu)全面。原(yuán)因在于(yú)一方面(miàn)标準器(qi)的精度(du)等級與(yǔ)被💛校流(liu)量計平(píng)級,示值(zhí)誤差期(qi)望本身(shen)就比較(jiào)大;另一(yi)💃方面,流(liu)量計本(ben)身之外(wai)的因素(su)㊙️對測量(liang)結果也(yě)有比較(jiào)大的影(ying)響,如環(huán)境條件(jiàn)、介質、安(ān)裝位置(zhi)等。
　　很多(duō)用戶購(gou)買流量(liàng)計後,把(bǎ)流量計(jì)的精度(du)誤認爲(wei)整個流(liu)量體系(xì)的精度(du)。校準的(de)數據偏(pian)離就讓(ràng)許多用(yòng)戶産生(sheng)疑問👉甚(shen)至糾紛(fen),這就導(dǎo)緻了校(xiao)準數據(jù)常常讓(rang)使用方(fāng)無法判(pàn)斷示值(zhi)誤差是(shì)否準确(què),也無法(fa)精确修(xiū)正誤差(chà),更不🈲能(néng)實現溯(sù)源性,校(xiào)準就失(shī)去了意(yi)義。
　　國家(jia)目前沒(méi)有電磁(cí)流量計(ji)的校準(zhun)規範,所(suǒ)以檢測(ce)人員😍在(zài)校準電(diàn)磁流量(liàng)計時往(wang)往參照(zhao)電磁流(liu)量計檢(jian)定規程(chéng)。問題在(zai)于,檢定(dìng)電磁流(liú)量計時(shí)是在實(shí)驗室環(huán)境🚶下進(jìn)行,然而(er)現場校(xiào)準時的(de)管道、安(an)裝距離(li)等條件(jiàn)并非如(rú)實驗室(shi)裏那樣(yang)理想,按(an)照檢定(ding)規程的(de)方法校(xiao)準電磁(ci)流量計(jì),得到的(de)測量結(jie)果是否(fǒu)有效?所(suo)以檢測(cè)💚人員往(wang)往隻能(néng)給出現(xiàn)場環境(jìng)下的校(xiao)準結果(guo),而無法(fa)對校準(zhun)的符合(hé)性進☎️行(háng)判斷。
1.電(dian)磁流量(liang)計現場(chang)校準符(fú)合性研(yán)究的必(bì).要性
　　根(gen)據《JJF1094-2002測量(liàng)儀器特(tè)性評定(ding)》要求,對(dui)測量儀(yi)器特性(xing)進行符(fu)🏃🏻合性評(píng)定時,若(ruò)評定示(shi).值誤差(cha)的不确(què)定度U95與(yǔ)被校測(cè)量儀器(qì)🏃‍♂️最大允(yǔn)許誤差(chà)的絕對(dui)值MPEV滿足(zu)關系U95≤1/3MPEV時(shí),可不♉3'考(kao)慮示🔅值(zhí)誤差評(ping)定的測(cè)量不确(què)定度的(de)影響，是(shi)否合格(gé)的判定(ding)依據如(rú)表1所示(shi)。



　　MPEV參照說(shuō)明書或(huò)出廠檢(jiǎn)定,是已(yǐ)知的值(zhi),而示值(zhi)誤差一(yī)旦校準(zhǔn)🐉完成也(ye)可以确(què)定,因此(ci)U95的評估(gū)至關重(zhong)要。目前(qian)而言,校(xiao)準結果(guǒ)㊙️的不确(què)定度評(píng)估往往(wǎng)僅考慮(lü)👅實驗室(shi)環境下(xia)㊙️，隻對測(cè)量結果(guǒ)的重複(fu)性、标準(zhǔn)器示值(zhi)誤差帶(dai)來的不(bú)确定度(du)進行評(píng)定,忽略(luè)了現場(chang)環境下(xia)電磁流(liu)量計安(an)裝在🧑🏽‍🤝‍🧑🏻較(jiao)差狀态(tai)的管道(dao)或現場(chang)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼安裝條(tiáo)件達不(bu)到要求(qiu)時,其它(ta)☔各種因(yīn)素帶來(lai)的不🤩确(què)定度影(yǐng)響。
　　對現(xiàn)場檢測(cè)結果如(ru)何進行(háng)評估?是(shì)一直困(kùn)擾着檢(jiǎn)測技術(shu)人員的(de)難題。這(zhè)裏提出(chū)研究其(qí)符合性(xìng),可以判(pàn)斷測量(liàng)🆚結果是(shì)否👅在可(kě)控範圍(wéi)内，校準(zhǔn)是否有(yǒu)效。進行(háng)符合性(xing)評定的(de)同時,能(néng)幫助用(yong)戶理解(jiě)校準結(jié)📐果消除(chu)疑⭐慮,亦(yi)可有📞效(xiào)分析出(chu)🌂問題所(suo)在,使得(de)使用㊙️方(fāng)更容易(yì)對症下(xia)藥進行(hang)整改。
2流(liu)量計原(yuán)理
2.1電磁(ci)流量計(jì)
　　電磁流(liu)量計是(shì)應用法(fa)拉第電(diàn)磁感應(ying)原理,根(gen)據:導電(dian)流體🛀通(tong)過外加(jiā)磁場時(shí)感生的(de)電動勢(shì)來測量(liang)導電流(liú)體流量(liang)的一種(zhong)🏃🏻‍♂️儀器。體(tǐ)積流量(liàng)q.與産生(shēng)的電動(dòng)勢成正(zheng)比,檢測(ce)電動勢(shì)信号即(ji)可求出(chū)對應流(liú)量值。
2.2超(chao)聲波流(liú)計
　　超聲(shēng)波流量(liàng)計 現場(chang)校準一(yī)般使用(yong)外夾式(shì)時差法(fa)超聲波(bō)流量計(ji)。在規定(dìng)位置🌂安(an)裝兩個(gè)超聲波(bō)換能器(qì)相互發(fā)射超✉️聲(sheng)波信号(hào),使聲波(bō)在🥰流體(ti)中傳播(bō),順流方(fāng)向聲波(bō)傳播速(su)度會增(zeng)大,逆流(liú)方向則(ze)減🔞小。同(tóng)一傳播(bo)距離就(jiù)有不同(tóng)的傳播(bō)時間,利(li)用傳播(bo)速度之(zhī)差與被(bèi)測流體(tǐ)流速之(zhī)關系求(qiu)取流速(su)，再根據(ju)流體截(jie)面積計(jì)算出體(ti)積流量(liang)。
3符合性(xing)評定來(lai)源和影(ying)響因素(su)
　　雖然标(biāo)準器與(yǔ)被檢儀(yí)表在同(tong)一個管(guan)道中，介(jiè)質的物(wù)理性質(zhì)、環⁉️境條(tiao)件和安(an)裝位置(zhi)基本相(xiàng)同,但同(tong)樣的因(yīn)素對不(bu)同種類(lei)的流量(liang)計影響(xiang)卻不一(yi)樣。這就(jiu)決定了(le)兩個精(jing)度相近(jin)的流量(liàng)☂️計在相(xiang)♈同條件(jian)下測量(liang)結果可(kě)🌈能相差(cha)很大，這(zhè)些會導(dǎo)緻校準(zhǔn)💚結果偏(piān)移的因(yin)素就是(shi)符合性(xing)評定的(de)來源。
3.1必(bì)須符合(he)的因素(su)
3.1.1是否滿(man)管的影(yǐng)響
　　電磁(cí)流量計(jì)和超聲(sheng)波流量(liàng)計都屬(shǔ)于速度(dù)式流量(liang)計,測量(liang)得☀️到的(de)是管道(dao)内的平(ping)均流速(su),再根據(jù)管道⛱️截(jié)面積計(jì)算出✉️流(liú)量值。然(rán)而當管(guǎn)道内流(liú)體不是(shi)滿管狀(zhuang)态時,實(shí)際流體(tǐ)截面積(ji)小于滿(man)管時的(de)流體截(jié)面積,測(ce)量的結(jie)果就會(hui)偏離很(hěn)大。所以(yǐ)測🙇🏻量前(qián)一定要(yao)确認流(liu)體是否(fǒu)處于滿(mǎn)管流動(dòng)狀态,對(dui)于非滿(mǎn)管的管(guan)道,無法(fa)🐆進🈲行有(yǒu)效的校(xiào)準測量(liàng)。
3.1.2安裝位(wèi)置的影(yǐng)響
　　在流(liú)量計安(ān)裝位置(zhi)的下遊(you)應有一(yī)定的背(bei)壓,才能(néng)确保流(liu)體充滿(mǎn)管道。一(yi)般的安(an)裝位置(zhi)有四種(zhong):高位水(shuǐ)平安裝(zhuang)、低位水(shuǐ)平安裝(zhuāng)、垂直向(xiàng)下安裝(zhuang)和垂直(zhi)向上安(ān)裝。如圖(tú)1所示,其(qi)中高位(wèi)水平安(an)裝和垂(chuí)直向下(xia)安裝極(jí)容易導(dǎo)緻流體(ti)非滿管(guan)的情況(kuàng),隻🧑🏾‍🤝‍🧑🏼允許(xu)垂直向(xiàng)上安裝(zhuāng)和低位(wèi)水平安(an)🧡裝。

3.2需要(yào)附加進(jin)行評定(dìng)的因素(su)
3.2.1前後直(zhí)管段的(de)影響
　　流(liú)量計保(bǎo)證儀表(biao)安裝前(qián)後有一(yī)定長度(dù)的直管(guan)段,以‼️确(que)保流體(tǐ)到達被(bèi)檢儀表(biao)時管道(dào)截面流(liú)速軸對(dui)稱分布(bù)。對于電(diàn)✍️磁流量(liang)計🏃🏻‍♂️,當流(liu)體流速(sù)分布不(bú)均勻時(shi),每個流(liú)動質🏒點(diǎn)相對🏃‍♂️于(yú)電極幾(ji)何位置(zhi)的不同(tong),對電極(ji)所産生(sheng)的感應(yīng)電動勢(shi)的💜大小(xiao)也不同(tóng),測量結(jie)果就會(huì)有偏📧差(cha)。
　　超聲波(bo)流量計(jì)對直管(guan)段要求(qiu)相比于(yú)電磁流(liu)量計更(gèng)加苛🆚刻(ke),當✏️流體(tǐ)不穩定(dìng)時,對聲(shēng)波傳播(bō)速度和(hé)方向影(ying)響很🏃大(dà)。在前後(hòu)直管段(duàn)相同的(de)情況下(xia)，兩種流(liu)量計的(de)🈲測量誤(wu)差也不(bú)🏃🏻一樣。
3.2.2介(jie)質的影(yǐng)響
　　當介(jiè)質爲含(hán)有雜質(zhì)的污水(shui)時,會有(yǒu)化學、生(sheng)物、物理(li)污染物(wù)的影響(xiang)。對于電(diàn)磁流量(liàng)計,-些沉(chén)澱物會(hui)附着在(zai)電磁流(liu)量計電(dian)極表面(mian),常常引(yin)起零點(diǎn)變動,故(gù)必須确(què)認是否(fǒu)周期性(xing)清理,未(wèi)定期清(qing)理的電(diàn)磁流量(liang)計會帶(dài)有🈲附加(jiā)誤差。
　　污(wū)水流動(dong)過程中(zhong)比淨水(shuǐ)更容易(yì)産生氣(qi)泡，污水(shuǐ)中的🔴固(gù)體顆粒(li)🏃‍♂️、生物因(yīn)子、氣泡(pao)會嚴重(zhong)阻礙超(chāo)聲波的(de)傳播和(hé)信号接(jiē)收,對超(chāo)聲波流(liu)量計的(de)測量精(jing)度影響(xiang)是非常(cháng)嚴重的(de)。
3.2.3漸擴管(guan)和漸縮(suo)管的影(ying)響
　　當管(guan)道設計(jì)與電磁(ci)流量計(jì)口徑選(xuǎn)型不符(fu)時,常常(chang)使用💃🏻漸(jiàn)變管進(jìn)行變徑(jing)。根據試(shì)驗研究(jiu),角度小(xiǎo)于15°、直管(guǎn)段🛀🏻距離(li)大于5D(D爲(wèi)管道直(zhí)徑)的漸(jiàn)擴管和(hé)漸縮管(guǎn)對流體(tǐ)狀态幾(jǐ)乎🛀🏻沒有(yǒu)影響;而(ér)角度大(dà)于15或直(zhi)管段距(ju)離小于(yu)5D時,應當(dāng)考慮漸(jiàn)擴管和(he)漸縮管(guan)對測量(liàng)結果的(de)影響。
3.2.4管(guan)道狀态(tai)的影響(xiang)
　　管道的(de)缺陷一(yi)般包括(kuo):管道外(wài)部起鏽(xiu)或附着(zhe)污泥,導(dao)緻🧑🏽‍🤝‍🧑🏻外🏃徑(jing)測量偏(pian)大;管道(dào)類型爲(wèi)卷鋼,有(yǒu)焊接痕(hen)迹突起(qi)🤞,導緻外(wài)徑測量(liàng)偏大;管(guan)道老化(hua)内部有(you)鏽層，導(dao)緻内徑(jìng)實際值(zhi)🔴偏小，流(liú)量随之(zhī)偏小。
　　電(dian)磁流量(liàng)計與超(chao)聲波流(liú)量計流(liu)量計算(suàn)原理同(tóng)爲🔞流體(tǐ)平均流(liu)速乘以(yǐ)流體截(jié)面積，因(yin)此内徑(jìng)偏差導(dao)☎️緻的流(liú)體截面(mian)積誤差(cha)會對兩(liǎng)種流量(liàng)計造成(chéng)影響。超(chao)聲波流(liú)量計安(an)裝時需(xū)要測量(liàng)管道☀️外(wai)徑,壁厚(hòu)的測量(liàng)隻在打(da)磨處進(jìn)行,因爲(wèi)内徑=外(wài)徑-壁厚(hòu),此時要(yao)✉️考慮外(wài)徑測量(liang)偏大的(de)影響。
3.2.5超(chāo)聲波流(liu)量計換(huàn)能器安(an)裝距離(li)的影響(xiǎng)
　　參考文(wén)獻中的(de)試驗結(jié)果,超聲(shēng)波流量(liàng)計換能(néng)器安裝(zhuāng)距離的(de)🔞偏差也(yě)會導緻(zhi)測量結(jié)果有誤(wu)差。當傳(chuán)感器之(zhī)間的安(ān)裝距離(lí)的相🌈對(duì)誤差爲(wèi)4.7%時,流量(liang)相對誤(wu)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼差爲10.7%;管(guan)道内徑(jìng)相對誤(wù)差爲-3.3%時(shí),流量相(xiang)對誤差(chà)爲-5.5%。因♍此(ci)安裝距(jù)⭐離對于(yu)超聲波(bō)流量計(ji)的影響(xiang)是非常(cháng)大🆚的。須(xū)根據有(yǒu)無換能(néng)器安裝(zhuāng)标尺,現(xiàn)場操作(zuò)等因素(su)♋評估誤(wù)差。
3.2.6其它(ta)因素影(yǐng)響
　　測量(liang)過程中(zhong)還有其(qí)它因素(sù)會導緻(zhì)測量結(jié)果的失(shi)準,如:電(dian)磁✨流量(liang)計周圍(wéi)磁場影(yǐng)響、電磁(cí)流量計(ji)遠傳線(xian)路過長(zhǎng)對信号(hao)影響、噪(zao)🔴音對超(chao)聲波流(liu)量計的(de)聲波影(yǐng)響、流量(liang)計離泵(beng)過近(小(xiǎo)于😍30D距離(li))帶來的(de)流場不(bu)均勻的(de)影響等(deng)。這些都(dou)是無法(fǎ)👨‍❤️‍👨現場量(liàng)化的誤(wu)差來📞源(yuán),應盡量(liang)避❓免，消(xiāo)除産生(sheng)✊誤差的(de)可能性(xing)。
4評估與(yu)計算
　　用(yòng)戶關心(xīn)的是現(xiàn)場環境(jing)下流量(liang)的測量(liang)是否準(zhun)确。由🤩于(yú)缺乏專(zhuān)業性,用(yong)戶會認(ren)爲校準(zhun)結果中(zhong)的示值(zhí)誤差就(jiù)應該代(dai)表流量(liàng)測量時(shi)流量計(jì)的準确(que)性,經常(cháng)對證☀️書(shū)給出㊙️的(de)不确定(ding)度置之(zhi)不理🤟。
　　除(chú)了前文(wén)提到的(de)測量結(jie)果的重(zhong)複性、标(biao)準器示(shi)值誤差(chà)📞引起的(de)🐪不确定(ding)度u1、u2,引入(ru)各種幹(gàn)擾因子(zi)的不确(què)定度分(fen)量應附(fù)加到⛹🏻‍♀️校(xiào)準結果(guo)中,根據(ju)需要附(fu)加進行(háng)評定的(de)因素,有(yǒu)u3、u4、u5、u6等。得到(dào):

5結論
　　最(zuì)後評估(gū)的U95根據(ju)現場環(huan)境與測(cè)量過程(cheng)一般在(zai)1.0%~4.0%之💋間🧑🏽‍🤝‍🧑🏻。當(dang)|0|≤MPEV+Uqs時,校準(zhǔn)符合性(xìng)判斷不(bu)合格;當(dāng)MPEV-U95≤|O|≤MPEV+U95時,根據(jù)《JJF1094--2002測量儀(yi)器特🌈性(xing)評定》定(ding)義,校準(zhǔn)符合性(xing)結果屬(shǔ)于待定(dìng)。即可💰以(yi)通過采(cǎi)用精度(du)更高的(de)測量标(biao)準、改善(shàn)環境條(tiáo)件、增加(jiā)測量次(ci)數和改(gǎi)變測量(liàng)方法等(deng)措施,以(yi)降低測(cè)🆚量不确(què)定度評(píng)定。然而(ér)限🏃制于(yú)校準方(fang)法的困(kùn)乏、标準(zhǔn)器精度(du)的局限(xian)、現場環(huán)境的♍客(kè)觀存在(zai),不确定(ding)度的評(píng)定始終(zhong)無法達(dá)到U95≤1/3MPEV的程(chéng)度,測量(liang)誤差也(ye)基本不(bu)🚩可🆚能滿(mǎn)足|Δ|≤MPEV-U95,那麽(me)對電磁(ci)流量計(ji)的校準(zhun)符合性(xing)研究結(jie)果隻能(néng)停留在(zai)待定與(yu)不合格(ge)之間。

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