淺談電磁流量計在線檢定的應(yīng)用
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流量是給排水和水處理等相關(guān)行業(yè)常用的過程控制和計量的重要參數(shù)和生產(chǎn)指標，它直接關(guān)系到水處理的進程與質(zhì)量。電磁流量計由于其結(jié)構(gòu)簡單，傳感器內(nèi)沒有可動部件，沒有節(jié)流裝置，不存在機械轉(zhuǎn)動和磨損，不會產(chǎn)生壓力損失，并因其精度高、線性好、運行穩(wěn)定等優(yōu)點，在給排水、污水處理、引水工程等項目中得到廣泛的應(yīng)用，用以進行內(nèi)部計量、過程控制和對外貿(mào)易結(jié)算。電磁流量計作為一種普遍的計量器具，按照《計量法》的規(guī)定，必須在一定的周期內(nèi)對該器具進行檢定或校準。同時，使用方為保證流量計使用的可靠性，也對電磁流量計生產(chǎn)廠家提出了這個要求。
然而，應(yīng)用于水務(wù)行業(yè)中的電磁流量計口徑較大，安裝環(huán)境差等因素導(dǎo)致流量計很難甚至不允許拆卸之后送到標定裝置中進行復(fù)核。另外，由于此類流量計的現(xiàn)場工作條件與實驗室校驗設(shè)置條件存在偏異，因此，電磁流量計，尤其是大口徑的電磁流量在使用一個階段之后，測量也許會存在一定的不確定性偏差。在線大口徑流量計不停水的校準和檢定問題亟待解決。
1 電磁流量計的在線檢定方法
目前，普遍應(yīng)用的電磁流量計在線檢定手段主要有標準表法和電參數(shù)法。電參數(shù)法是根據(jù)管道式電磁流量計的測量原理，對影響在線工作的管道式電磁流量計的相關(guān)參數(shù)進行檢定（如勵磁線圈對地絕緣電阻、電極對地（接液）電阻、勵磁線圈電阻和流量計電纜線電阻），測量控制相關(guān)參數(shù)在一定允許的變化范圍內(nèi)與出廠檢定的原始數(shù)據(jù)進行比較溯源，使其保持在出廠時的標準準確度以內(nèi)，以滿足使用要求。標準表法是以標準表為標準器具，使流體在相同時間間隔內(nèi)，同時連續(xù)通過標準表和被校表，比較兩者的輸出流量值的偏差，從而確定被校流量計與標準表所示的流量值的關(guān)系。
對于以上兩種方法孰優(yōu)孰劣，不能斷然判明，但根據(jù)上海貝菲自動化儀表有限公司應(yīng)用以上兩種方法的在線檢定過程均能反映測量性能。
2 電參數(shù)法
眾所周知，電磁流量計是根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律來測量導(dǎo)電液體體積流量的儀表。法拉第電磁感應(yīng)公式如式（1）所示：
E=K×B×V×D（1）
式中：B為流量計勵磁線圈感應(yīng)磁場的強度；V為被測電液導(dǎo)體的流速；D為管徑；K為儀表系數(shù)。宏觀上把導(dǎo)電液體看成導(dǎo)體。
由式（1）可知管徑D與系數(shù)K都為固定參數(shù)。在一定流速下，只要保證參數(shù)B的穩(wěn)定，那么感應(yīng)電動E也隨之穩(wěn)定，即在進行電參數(shù)法在線檢定時，若參數(shù)B保持在出廠校準時的允許范圍內(nèi)時，就可證明該流量計目前所測流量的準確度仍與出廠時保持一致［3］。
影響電磁感應(yīng)強度B的因素，就流量計本身而言，應(yīng)檢驗勵磁線圈電阻（扣除溫度變化引起的差值）、勵磁線圈的絕緣以及勵磁電流的幅值。另外，我們需檢查電極信號電路絕緣性能是否良好，證明原本微弱的流量信號有沒有額外大的損失；測量電極的接液電阻，評估電極表面是否被過度氧化、腐蝕、結(jié)垢或損傷而影響正常測量；檢查接地電阻等情況并排除雜亂信號的干擾。同時，使用高精度的模擬信號器檢測轉(zhuǎn)換器的工作狀況。
上海貝菲自動化儀表有限公司于2009年8月與昆山市某自來水廠簽定供貨合同，其中大口徑表包括DN2000mm流量計3臺、DN1000mm流量計4臺。按標書要求，出廠數(shù)據(jù)必須確保當流速為0.3m/s時達到±0.25%示值誤差。在協(xié)助昆該自來水廠進行調(diào)試，流量計正常運行投入生產(chǎn)之后，于2010年8月份，根據(jù)《管道式電磁流量計在線校準要求》［1］對每臺表的原始數(shù)據(jù)一一記錄，一年之后，我們再次來到現(xiàn)場進行在線檢定。
2.1 電參數(shù)法的檢定過程
在檢定過程中，首先，觀察轉(zhuǎn)換器內(nèi)的各項參數(shù)設(shè)置是否有被改動過，要求轉(zhuǎn)換器的各項參數(shù)設(shè)置與電磁流量計出廠銘牌上的一致；然后觀察兩根電纜（勵磁電纜、信號電纜）是否有損傷，是否保持原樣。《管道式電磁流量計在線校準要求》指出需保證被測液體電導(dǎo)率符合流速在0.3～10m/s的流動狀態(tài)下，被測管道中應(yīng)保持滿管，無氣泡聚集。
在對該自來水廠進行檢定觀察時，全部的流量計都在穩(wěn)定有序地運行，無數(shù)據(jù)波動等狀況出現(xiàn)。因此，可以判定以上條件均符合，并在此基礎(chǔ)上對流量計的一系列參數(shù)作了檢測。
由于在第二次來到自來水廠時，該流量計處于運行狀態(tài)，因此，為不妨礙水廠的正常工作，我們對每個數(shù)據(jù)點只進行了兩次數(shù)據(jù)測量。
2.1.1 轉(zhuǎn)換器的校準
①瞬時流量的示值誤差及重復(fù)性檢定
先關(guān)閉轉(zhuǎn)換器的供電電源，并將轉(zhuǎn)換器連接傳感器的電纜拆卸下來，使用自主開發(fā)的模擬信號發(fā)生器（精度為±0.1%），為轉(zhuǎn)換器提供模擬信號，代替實際使用過程中電磁流量計傳感器提供的流量信號。然后通電預(yù)熱片刻之后，分別選定高、中、低3個流速點，且采用上行程和下行程的方式對每個點都測試3遍，對轉(zhuǎn)換器的示值做出記錄，并將所記錄的值按照要求所記錄的公式進行處理，最后根據(jù)計算得到示值誤差和重復(fù)性［2－5］。
②轉(zhuǎn)換器零點檢查與校準
將電磁流量計模擬信號發(fā)生器的開關(guān)撥到“0”位置，用模擬信號發(fā)生器的零位進行調(diào)零，直到轉(zhuǎn)換器瞬時流量顯示為“0.000m3/h”。
③電磁流量計零點漂移的檢查
斷開轉(zhuǎn)換器與傳感器之間勵磁線圈的連接電纜（貝菲產(chǎn)品的勵磁線圈連接電纜編號為“7、8”電纜線），保持信號線“1、2、3”的聯(lián)通，經(jīng)過十幾分鐘左右的預(yù)熱（當然，在這預(yù)熱過程中可對其他表進行其他項目的檢查），恢復(fù)轉(zhuǎn)換器的各項參數(shù)設(shè)置，每5min記錄一次轉(zhuǎn)換器讀數(shù)情況，持續(xù)3次并記錄轉(zhuǎn)換器每次的顯示值。取絕對值最大的值與電磁流量計量程相比較，得到零點漂移值。
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