摘要:摘要:一般來說,在工業(yè)現(xiàn)場中對流體流量進行測量的儀器都被稱為流量計或者流量表。在工業(yè)測量過程中,流量計是一種十分重要的儀表。近幾年工業(yè)行業(yè)的不斷發(fā)展,對流量的測量精度以及流量測量的范圍提出了更高的要求。為了滿足不同用途的流量測量,相關(guān)人員積極研發(fā)出了各種不同類型的流量計,并廣泛地應用于各種不同的行業(yè)中。針對液體流量計在線校準方法展開了簡要的分析。
0引言
在工業(yè)生產(chǎn)中,計量是一項重要的工作環(huán)節(jié)。在計量科學技術(shù)中,流量計量有著重要的影響,并且與國防建設(shè)、國民經(jīng)濟以及科學研究之間都有著十分密切的聯(lián)系。做好流量工作,對于產(chǎn)品質(zhì)量的保證以及生產(chǎn)效率的提升都有一定的促進意義。
1液體流量計在線校準方法
液體流量計可以分為超聲波式、電磁式、渦輪式、渦街式、浮子式、質(zhì)量式以及容積式，不同種類的流量計在不同的領(lǐng)域中都有著廣泛應用。在現(xiàn)場在線校準的過程中,大多并無相應的在線校準技術(shù)規(guī)范,而校準行為通常是參照流量所對應的檢定規(guī)程開展。
1.1標準容積法
首先,工作人員將流量進行調(diào)節(jié),并將其控制在需要進行校準的流量點。其次,將流量計的截止閥關(guān)閉,在下游預留口處或者下游出口處,通過利用軟管或者活接頭的方式將液體流量計與標準金屬量器的注液口進行連接,繼而將截止閥打開,使標準金屬量器中充滿標準液體，然后將截止閥關(guān)閉。最后,工作人員通過對標準金屬量器的示值與被校表的累計流量進行對比,從而確定出示值的誤差值。
標準容積法測量的優(yōu)點包括:(1)在標準容積法中應用的是標準金屬量器,容量大致為1~5000L,所具有的測量精度相對較高。(2)標準容積法的測量與標準表法有一定的不同,標準容積法不必事先對被測管道的材質(zhì)、周長、壁厚等參數(shù)進行了解,降低了測量結(jié)果受到外部因素影響的程度。
標準容積法測量的缺點包括:(1)使用該方法時，必須要在校準現(xiàn)場有預留口,以確保標準金屬量器能夠與計量計進行連接,但是絕大部分的校準現(xiàn)場都無法滿足這一條件.(2)由于受到標準金屬量器大小的限制.,被校的液體流量計口徑有一定的限制,-般來說,只有對于口徑小于80mm的液體流量計進行測量時會選用該方法。(3)標準容積法在應用前后都需要工作人員手動對其進行截止閥的開關(guān),有可能導.致測:量出現(xiàn)誤差,再利用標準容積法進行校準時,需要進行斷流操作,這對于某些區(qū)域中的液體流量計并不適用"。
1.2標準表法
首先,通過在液體流量計的上游側(cè)或者下游側(cè)將外夾式的超聲波流量計以串聯(lián)的方式進行安裝,同時還需要在外夾式的超聲波流量計的換能器附近的同一截面上等角分布量具,對外直徑進行測量。其次,需要在外夾式的超聲波流量計的安裝位置上均勻分布3個點,并通過測量儀對管道的厚度進行測量,對于無法測量的部分參數(shù),工作人員必須要根據(jù)相關(guān)的技術(shù)資料對其進行現(xiàn)場確認。再次,將測得的管道參數(shù)輸入到外夾式的超聲波流量計中，最終得出換能器的安裝距離,并在標準管段上進行標注劃線定位,為準確安裝提供保障。對于已定安裝位置周圍的管壁要進行清理,露出管道材質(zhì),并對其進行打磨。工作.人員還需要在外夾式的超聲波流量計的表面涂刷耦合劑,并在換能器上將對準安裝位置進行標志,確保換能器的接受面以及發(fā)射面能夠與管壁之間進行緊密接觸。最后,通過利用緊固件將換能器進行固定,并對信號進行調(diào)試,對外夾式的超聲波流量計的示值以及被測液體流量計的示值進行讀取。
標準表法測量的優(yōu)點包括:(1)操作簡便,具有較強的實用性,能夠?qū)Σ煌趶降囊后w流量計進行在線校準.(2)便于攜帶,能夠進行不斷流測流:(3)對于液體流量計的測量精度相對較高。
標準表法測量的缺點包括:(1)在使用標準表法之前,必須要對被測管道的各方面信息進行全面了解,管道的相關(guān)參數(shù)對于換能器的安裝位置有一定的影響,因此,標準表法在使用過程中很容易受到外界因素的影響。(2)對于管道內(nèi)的液體是否滿管無法進行準確判斷，并且也無法對管道內(nèi)是否存在氣泡進行準確判斷,這對于測量的結(jié)果影響相對較大口。
1.3電參數(shù)法
在使用電參數(shù)法進行在線校準的過程中,有以下幾種方法:(1)通過使用數(shù)字萬用表對勵磁線圈電阻進行測量。(2)通過利用兆歐表以及絕緣電阻測試儀對勵磁線圈對地絕緣電阻進行測量。(3)對傳感器的接地電阻進行測量。(4)對電機對地電阻的偏差率進行測量。(5)對外殼與電源端子之間的絕緣電阻進行測量。(6)對轉(zhuǎn)換器的示值出現(xiàn)的誤差進行測量.(7)對零點進行校準。
電參數(shù)法測量的優(yōu)點包括:電參數(shù)法在應用過程中不需要像標準表法一樣，需要在校準工作開展之前對被測管道的相關(guān)參數(shù)進行了解,在一定程度上將測量結(jié)果受到外界因素影響的概率降低。
電參數(shù)法測量的缺點包括:(1)對于流量測量與電參數(shù)測量之間的函數(shù)關(guān)系難以進行確定，因此,電參數(shù)法僅僅只能作為定性測量,而不是定量測量。(2)由于不同的生產(chǎn)廠家在生產(chǎn)流量計使,設(shè)定的電參數(shù)具有一定的差異性,因此無法形成統(tǒng)一的標準。
2管道式液體流量計在線校準
2.1在線校準的要求
(1)校準的條件:在液體流量計檢定裝置上安裝被檢流量計以及校準標準器,安裝過程中必須要嚴格根據(jù)相關(guān)標準要求進行安裝。
(2)標準器具的要求:以檢定合格的便攜式超聲波流量計作為標準器具,配合不同超聲波發(fā)射頻率的傳感器,可對DN15-2400之間管道進行測量。
(3)校準描述:利用超聲波的時差法原理,在此基礎(chǔ)上,通過對示值的誤差進行對比的方式達到校準的目的。.
2.2數(shù)學模型
首先,電磁流量計的相對示值誤差在計算時，應當采用的公式為:
,在該公式中,9:E代表的是電磁流量計所產(chǎn)生的示值誤差;qs代表的是電磁流量計的瞬間值示值,qs代表的是標準器的瞬
間值顯示值。而標準器的瞬間值顯示值的計算公式為:
，在該公式中,q.代表的是標4準器的瞬間值顯示值;v代表的是聲道上線的平均流速;K代表的是流速的分布修正系數(shù);而d則為管道的內(nèi)徑。
其次,靈敏系數(shù)。靈敏系數(shù)的公式為:
最后，不確定度的傳播。在標準器瞬間值顯示值的計算公式以及靈敏度系數(shù)的計算公式以及電磁流量的相對誤差示值計算公式中,各個輸人量之間都不相關(guān),在電磁流量計的示值誤差標準不確定度的公式則為：
2.3輸入量的相對不確定度評定
首先，標準器示值的不確定度。對于標準器示值的不確定度在相關(guān)的標準器鑒定證書中可以看到其.最大的允許誤差大致為+0.5%,根據(jù)均勻分布進行考慮,k=、√3，因此，對于標準器示值的不準確度計算公式為：
。
其次,測量管徑引入的不確定度。根據(jù)不同的測量范圍，其最大允許誤差也有一定的差異,測量范圍在0~150的，其最大允許誤差主要是±0.02,而測量范圍在1500~2000,其最大的允許誤差為±0.14。實測的管徑大致為81mm,-工作人員根據(jù)矩形分布進行考慮,K=√3,因此,對于測量管徑的不確定度的計算公式為:
再次,測量重復性的不確定度。對于測量重復性而引入的不確定度,工作人員可以通過采用多次測量而得到，可以通過采用A類評定方法對其進行評定。確定出3個流量較準點,并對每一個校準點校準10次。根據(jù)最終得出的校準結(jié)果,工作人員通過對80%處的校準點的10處示值誤差值進行計算，最終可以得出
，對于單次實驗的標準變差進行計算的計算公式為：
，在該公式中，E;主要代表的就是在第i流量點出第J次出現(xiàn)的示值誤差,而E主要代表的是在第i流量點處的平均示值誤差。
最后,平均示值誤差的不確定度。平均示值的誤差不確定度計算公式為:
在該公式中,`E代表的是在第i流量點出的平均示值誤差,而`E代表的則是所有流量點的平均示值誤差。對于平均示值的誤差匯總?cè)绫?所示。
2.4不確定度的合成
不確定度的分析如表2所示。
合成標準的不確定度的計算。由于在以上各項.中，各個標準不確定度之間的分量并沒有緊密的聯(lián)系,因此,對于合成標準的不確定度計算公式為:
不確定度的擴展。將包含因子K的值取定為2,那么,液體流量計的測量結(jié)果相對擴展的不確定度則應當為:
。
對于不確定度的應用。在我國的計量科學技術(shù)組成中，流量計量最終所得出的結(jié)果是否準確對于產(chǎn)品的質(zhì)量以及科學技術(shù)的發(fā)展以及生產(chǎn)效率的提升都有著直接性的影響。液體流量的在線校準結(jié)果中的不確定度對于流量計的計量準確有著決定性的作用，并且在對在線校準能力進行評價的過程中，液體流量的在線校準結(jié)果中的不確定度也是一項關(guān)鍵性的評價指標。
3結(jié)語
在液體流量測量過程中,液體流量計是一項主要的計量工具，并且已經(jīng)在冶金制藥、造紙、水利、環(huán)保、石油化工等領(lǐng)域中被廣泛應用。在實際的在線校準過程中,標準容積法、標準表法、電參數(shù)法這3種在線校準方法都是可行的,然而各自都有著不同的使用條件，這就需要工作人員對液體流量計在線校準方法的使用進行不斷總結(jié)和分析,從而使校準方法能夠得到完善。
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