摘要:目(mu)前電磁(ci)流量計(jì) 的标定(dìng)大部分(fen)是在标(biao)準表法(fǎ)裝置或(huò)靜态稱(chēng)重體積(jī)罐)裝置(zhì)上進行(hang)的，而靜(jìng)态稱重(zhong)都以換(huàn)向器法(fa)爲主。對(duì)于小口(kǒu)徑電磁(cí)流量計(ji) ，比如4~15mm口(kǒu)徑，由于(yú)沒有合(hé)适的精(jing)度高的(de)标準表(biǎo)而往往(wǎng)采用♍稱(cheng)重法裝(zhuāng)置标定(ding)。相對于(yu)動态換(huàn)向器法(fa)裝置，閥(fa)🔞門啓㊙️停(tíng)的稱重(zhòng)裝置👅以(yi)下簡稱(cheng)啓停法(fǎ)裝置)具(ju)有設計(jì)難度低(di)，成本低(dī)的優勢(shi)。但是由(yóu)💛于閥門(men)啓停在(zài)标定狀(zhuang)态下不(bú)是連續(xù)流，因此(ci)啓停效(xiào)應對電(diàn)磁✔️流量(liàng)計的影(ying)響有待(dai)分析。本(ben)文從示(shì)值誤差(cha)和重複(fu)♌性兩個(gè)角度🐪對(duì)啓停效(xiào)應對标(biāo)😄定結果(guo)的影響(xiang)進行㊙️了(le)評估。
0引(yin)言
　　目前(qian)标定電(diàn)磁流量(liàng)計的主(zhu)流标定(ding)裝置有(you)标準表(biao)法流🌈量(liang)标準🌈裝(zhuang)置，稱重(zhong)法液體(tǐ)流量标(biao)準裝置(zhi)體積罐(guàn)法🐆液體(tǐ)流量标(biāo)準裝置(zhì))。另外還(hái)有使用(yòng)閥門啓(qi)停的靜(jìng)态稱重(zhong)法液體(tǐ)流🥰量标(biāo)準裝置(zhì)簡稱啓(qǐ)停法裝(zhuāng)置)。通常(cháng)而言，啓(qǐ)停法裝(zhuang)置不适(shì)合标定(dìng)速度式(shì)流量計(ji)的低流(liu)速區”，尤(you)其是中(zhong)大口徑(jing)渦街流(liú)量計。但(dan)是對于(yú)微小流(liú)量标定(dìng)，由于啓(qǐ)停⭐法裝(zhuang)置設計(ji)簡🌈單，且(qie)成本低(dī)，維護方(fang)便，如果(guo)能使用(yong)得當，還(hái)是有一(yi)定優勢(shì)。本文旨(zhǐ)在研究(jiū)啓停法(fa)裝置用(yong)于标定(dìng)微小口(kou)徑👄的電(dian)磁流量(liang)計4~15mm)的可(kě)行性。
 
1電磁(ci)流量計(ji)原理與(yu)特性
　　如(ru)圖1所示(shì)，由法拉(la)第電磁(ci)感應定(ding)律可知(zhi)，導電液(yè)體🌂流⛷️過(guo)具有磁(cí)😍感應強(qiang)度B的磁(ci)場時，在(zai)電極兩(liang)端産生(sheng)🏃感應電(diàn)勢E，這個(gè)電勢與(yu)流經管(guan)道的流(liu)體流速(su)成正比(bi)四，通過(guò)測量這(zhe)個電勢(shi)就能夠(gòu)間接測(cè)量出體(tǐ)積流量(liang)。
E=kBDV(1)
　　式中:E爲(wèi)感應電(diàn)勢;K爲特(te)征常數(shù);B爲磁感(gan)應強度(dù);D爲流量(liàng)👈管内直(zhí)徑;V爲測(cè)量管内(nèi)電極斷(duan)面.軸線(xian)方向平(píng)均👄流速(su)。
　　由測量(liang)原理可(kě)知，電磁(ci)流量計(jì)是一種(zhǒng)速度式(shì)流量計(jì)，速🍉度♋式(shi)☁️流💜量計(jì)一顯著(zhe)的特點(diǎn)就是測(ce)量性能(neng)受流體(ti)流場特(tè)性影響(xiǎng)。通常而(er)言，中高(gao)流速區(qū)，線性和(he)重複性(xing)較好，而(ér)在低流(liú)速區，線(xiàn)性和重(zhong)複性有(you)所下降(jiàng)。因爲在(zài)低流速(sù)區電極(jí)接收到(dào)的信号(hao)幅值降(jiàng)低，容易(yi)受過程(chéng)噪聲影(ying)響。
 
2閥門(mén)啓停
　　閥(fa)門啓停(tíng)法的流(liú)量标準(zhun)裝置的(de)簡單示(shi)意圖如(ru)圖2所🌈示(shì)，循環水(shuǐ)經過泵(bèng)進入标(biāo)準表和(hé)被檢表(biǎo)，再經過(guo)啓停⛹🏻‍♀️閥(fá)門進入(ru)🚩秤水箱(xiang)。一個标(biao)定過程(cheng)可以通(tōng)過控制(zhì)啓停閥(fá)來控👈制(zhì)，啓停閥(fá)，标準❓表(biǎo)和被檢(jian).表通過(guo)同步信(xìn)号同步(bù)計時。啓(qi)停閥必(bi)須選用(yong)開關動(dong)作快的(de)閥門，文(wen)本實驗(yan)使用的(de)标定裝(zhuang)置啓停(ting)閥的動(dòng)作時間(jiān)小于0.7s。同(tóng)時，啓⚽停(tíng)閥後端(duān)到秤的(de)水箱的(de)管路需(xū)要進行(háng)優化設(shè)計，以保(bǎo)證每🤩次(cì)啓停時(shí)的重複(fú)性達到(dao)💯要💛求。
　　一(yī)次閥門(men)啓停過(guò)程如圖(tu)3所示，當(dāng)閥門開(kai)啓時，流(liú)量并不(bu)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻能立即(ji)恢複到(dao)設定流(liú)量，這需(xū)要一個(gè)過程，同(tong)理當閥(fá)門關閉(bi)時，流量(liang)也不能(neng)立即恢(huī)複到零(líng)流量，也(yě)需要一(yi)個過程(cheng)。這個恢(hui)複過🙇‍♀️程(cheng)，對電磁(cí)流量計(jì)的💋影響(xiang)有多少(shǎo)，需要評(píng)❤️估。
3實驗(yàn)研究
　　爲(wei)了研究(jiu)裝置閥(fá)門啓停(ting)對電磁(cí)流量計(ji)标定的(de)影響⛹🏻‍♀️，有(you)必要先(xiān)确定測(cè)試裝置(zhi)的啓停(tíng)效應。首(shou)先使用(yong)精度高(gāo)的質量(liang)流量計(ji)作爲測(ce)試表，分(fèn)别在裝(zhuāng)置最大(da)流量和(hé)最小流(liú)量時測(cè)試了啓(qǐ)停效☔應(yīng)。該啓停(ting)法✊裝置(zhi)的擴展(zhǎn)不确定(dìng)度爲0.03%(k=2),
3.1質(zhì)量流量(liàng)計的啓(qi)停效應(yīng)
　　按照JJG164-2000中(zhong)描述的(de)方法，一(yi)次流量(liàng)驗證過(guo)程後，在(zài)下一次(cì)流量驗(yan)💞證過程(chéng)中啓停(tíng)閥門10次(ci)，如此重(zhong)複10次。如(rú)此得出(chū)的質量(liàng)流🐅量計(ji)❗與秤的(de)示值誤(wu)差如圖(tu)4所示。
 
　　在(zài)小流量(liang)時，10次閥(fá)門換向(xiàng)和單次(ci)閥門換(huàn)向的平(píng)均🔞誤差(chà)🏃🏻的偏差(chà)爲0.01%，在大(da)流量時(shí)，約爲0.008%。
　　由(yóu)此可見(jian)從示值(zhi)誤差的(de)角度分(fen)析，該測(cè)試裝置(zhì)的啓停(tíng)✂️效♍應對(dui)質量流(liú)量計來(lái)說是非(fēi)常小的(de)，可以忽(hu)略不計(ji)。
　　同時爲(wèi)了電磁(ci)流量計(jì)在該裝(zhuang)置上的(de)啓停效(xiào)應，選用(yong)了🔞一🚩台(tái)重複性(xing)和正确(que)定都較(jiao)好的電(diàn)磁流量(liàng)計，按照(zhao)JIG164-2000做了啓(qi)停效應(yīng)的不确(que)定度評(ping)估，評估(gū)結果如(rú)🏃‍♀️表1所示(shi)🔴。使用電(diàn)⛱️磁流量(liang)⭐計得出(chū)的合成(chéng)不确定(dìng)度爲0.069%要(yao)比質量(liang)流量計(ji)得出的(de)合成不(bu)确定度(dù)要高許(xǔ)多👈。而這(zhe)高不确(que)定度主(zhǔ)要由低(dī)流速時(shi)貢獻的(de)。由此可(ke)知，啓停(ting)過程🐕對(duì)電磁流(liu)量計有(you)一定的(de)影響，但(dàn)是對📞示(shi)值誤差(cha)和重複(fu)性究競(jìng)影響多(duō)大💃🏻，本文(wen)3.2章節進(jìn)行❄️了✊實(shi)驗分析(xi)。
3.2電磁流(liú)量計的(de)啓停法(fǎ)标定分(fen)析
　　本文(wén)選擇了(le)2台4mm、2台8mm和(he)1台15mm口徑(jing)的精度(dù)高電磁(cí)流量計(ji)🔴，在0.03%擴展(zhǎn)不确定(ding)度的啓(qi)停法裝(zhuang)置上進(jìn)行試驗(yan)，該裝置(zhì)是具有(yǒu)标準表(biǎo)和啓停(tíng)稱重法(fa)的混合(he)型流量(liang)标🏃‍♀️定裝(zhuang)置，裝置(zhì)上🚶的标(biao)準㊙️表爲(wei)高😘準Elite系(xi)列CMFS010，CMFS015和CMF025各(gè)一台，三(san)台标準(zhun)表的正(zheng)确率都(dōu)優于0.03%。
 
　　将(jiang)5台電磁(ci)流量計(jì)分别使(shǐ)用閥門(mén)啓停法(fa)和标準(zhun)表☂️法在(zài)0.3、1和3m/s的流(liu)速下分(fen)别進行(hang)了測試(shì)，每個流(liu)速點分(fen)别重複(fu)了6次。表(biao)2顯示了(le)5台表的(de)在各種(zhong)測試方(fāng)法下的(de)示值誤(wu)差和重(zhòng)複性。
 
　　由(yóu)表2轉換(huan)出如圖(tu)6和圖7所(suǒ)示的示(shì)值誤差(cha)偏差和(he)重🔞複性(xìng)偏差圖(tú)。由圖6可(kě)見，啓停(tíng)效應确(que)實對電(dian)磁流量(liang)計的示(shì)值誤差(cha)産生了(le)一☔定的(de)影響，但(dàn)示值誤(wù)差偏差(chà)都在0.1%之(zhī)内。而對(dui)于重複(fu)性，标準(zhun)表法和(hé)啓停法(fǎ)沒有明(míng)顯的區(qū)别。這個(ge)測試結(jie)果與表(biǎo)1中使♍用(yong)電磁流(liu)❄️量計測(ce)得的啓(qǐ)停效應(yīng)不确定(ding)度是比(bǐ)較接近(jin)的。圖🌈7是(shì)電磁流(liu)量計在(zai)啓停時(shi)跟随質(zhi)量流量(liang)計标準(zhǔn)表瞬時(shi)流量♊變(biàn)化的一(yī)個實時(shi)圖，說明(míng)選用的(de)電磁流(liú)量💃🏻計能(néng)夠很好(hao)地跟㊙️随(sui)标準表(biao)的流量(liang)變化。
 
4結(jie)束語
　　實(shi)驗結果(guǒ)說明，閥(fa)門啓停(ting)效應對(duì)小口徑(jing)電磁.流(liú)量計在(zài)✂️示值誤(wu)差上的(de)體現比(bi)較接近(jin)使用電(dian)磁流量(liàng)計的啓(qi)停🤞效應(yīng)不确定(dìng)度評估(gū)。因此，如(rú)果通過(guo)上位機(jī)軟件☎️修(xiū)正啓停(ting)效應，同(tóng)時保證(zhèng)在低流(liú)量時的(de)最小稱(chēng)重，閥門(mén)啓停法(fa)裝置是(shi)可以用(yong)于标㊙️定(ding)小口徑(jing)電磁流(liu)量計的(de)，這爲設(shè)計📱專用(yòng)的小口(kǒu)徑流量(liang)标準裝(zhuang)置提供(gòng)了新思(sī)路。
　　另外(wai)，某些工(gong)業現場(chǎng)在做小(xiao)口徑電(diàn)磁流量(liàng)計在線(xiàn)故障診(zhen)斷的時(shí)候，一個(gè)比較簡(jiǎn)單的方(fāng)法是使(shi)用閥門(men)啓停來(lái)控制流(liú)體流入(ru)一容器(qi)，再将容(rong)器稱重(zhòng)，這✏️樣可(ke)以粗略(lue)判斷流(liu)量計的(de)正确率(lü)，這時啓(qi)停效應(yīng)🐪的影響(xiǎng)完全可(kě)以不計(jì)，這也爲(wei)現場故(gù)障♻️診斷(duàn)提供了(le)依據。

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