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浅谈介质压力变化对质量流量计准确度的影响


文章日期:2017-06-17|阅读数:


浅谈介质压力变化对质量流量计准确度的影响

介质压力变化可导致质量流量计计量管的形变,使计量管的横截面积、长度等发生变化,从而影响质量流量计的准确度。本文通过对质量流量计的原理及相关实验数据的分析研究得出介质压力对质量流量计准确度的影响。

随着质量流量计在各种领域的广泛应用,为提高质量流量计的准确度,行业内对能够影响质量流量计准确度的各种因素的研究也越来越深入,其中介质压力变化的影响一直是争论的焦点。目前介质压力对质量流量计准确度的影响越来越多的被行业所认同,但是由于质量流量计的种类繁多,结构材质都不尽相同,并且缺乏大量的数据做支撑,因此这种影响还没有被系统的整理、没有权威的发布。

1 质量流量计的原理分析

 

科里奥利质量流量计一般称质量流量计,由传感器和变送器组成,其中传感器主要由振动管、驱动部件等构成[1],流体在其传感器(振动管)中能产生科里奥利力,并且产生的科里奥利力与流体的质量流量成正比,质量流量计就是利用该原理进行测量。质量流量计的测量结果只与科里奥利力、角速度、管道的长度有关,可假设在管道的物理性质不发生变化的情况下,介质压力的变化不会影响质量流量计的准确度。但是在实际使用中,随着管道内介质的压力变化,管道的长度,横截面积等都会发生变化进而影响到质量流量计的测量结果。

2 实验数据分析

 

选用一台质量流量计,其型号为 CMF200M419NACUMZZZ,仪表口径为 DN50,流量范围为 8~40t/h,在 35.5t/h 这个流量点,同时其他检定条件不变的情况下,采用不同介质压力分别进行一组(10 个)的重复性实验,采用标准装置,即静态质量法水流量标准装置,扩展不确定度为±0.05%,置信因子为 2,实验结果见表 1 和表 2。

介质.jpg

由表 1 和表 2 可以看出,两次测量过程除介质压力不同外(分别是 0.45 MPa 和 0.24 MPa),其他测量条件基本相同。对两次测量结果进行对比分析发现,当介质压力升高时,质量流量计的基本误差也会随之变化。在本次实验中随着介质压力升高质量流量计各测量点的基本误差也随之增大。介质压力分别为 0.24 MPa 和 0.45 MPa 时,两次测量结果的算术平均值相差 0.016%。由此可见,介质压力的增大对质量流量计的基本误差造成了影响。

3 实际工作中的几点建议

 

如何降低介质压力在质量流量计检定中的影响既然介质压力变化会对质量流量计的准确度造成影响。

 

在检定过程中,为得到稳定的测量介质,质量流量计的检定就显得尤为重要。目前国内广泛采用的稳压措施有以下几种:水塔式(分为变水头、衡水头),稳压容器式,调频式。这些方法各有优缺点。稳压效果***好的是水塔式,但此方法需要的建设成本高,不节能。比较起来,稳定性:水塔式>调频式>稳压容器式;装置建设成本:水塔式>调频式>稳压容器式;节能效果:调频式>水塔式=稳压容器式。综合考虑,在资金场地有限制的前提下,可以采用调频配合稳压容器的方法。为降低介质压力对质量流量计在实际应用中的影响,在检定质量流量计时,要充分了解被检质量流量计在现场的实际使用条件。虽然目前文献[2]对于测量介质压力还没有明确的规定,但是为了确保质量流量计的检定准确度,建议实施检定的部门应该询问送检单位所送检的质量流量计在现场使用的工况压力,并根据实际工况压力调节检定时的介质压力,在接近工况压力下检定质量流量计可以很大程度上消除由于检定压力和工况压力不同所造成的误差。

 

如何降低介质压力在质量流量计现场测量中的影响

 

在质量流量计的现场应用中,由于运行环境复杂多变,介质压力变化对质量流量计准确度的影响可能会更大,在现场测量时管道中介质的实际压力可能是检定时的 10 倍或者更高,在这种情况下质量流量计的准确度很难得到保证。为了减少测量现场与质量流量计检定时的介质压力差造成的误差,很多质量流量计的厂家也发布了自己产品的压力修正系数,但是由于出厂的批次不同,造成了测量管的材质硬度等的不同,从而导致质量流量计对介质压力变化敏感性也不尽相同,因此通过压力修正系数很难对质量流量计进行地修正。在一般的应用中,通过压力修正系数就可以满足现场要求,但是在计量贸易交接等重要领域中,要消除介质压力对质量流量计的影响,应该做到①尽可能的保证质量流量计的介质压力稳定在一个不变的数值,避免介质压力波动;②在质量流量计检定时,在条件允许的情况下,应要求检定部门尽量在质量流量计的工作压力下进行检定。事实上介质压力变化会对质量流量计的测量管直接造成的影响,介质压力变化使质量流量计的测量管发生了形变,从而影响质量流量计的测量结果。这种变化与测量管的材质有关,材质“硬”

 

则压力变化对测量结果影响小,材质相对较“软”则影响大。

4 结语

 

综上所述,介质压力变化使质量流量计测量管产生不可知的形变,从而造成质量流量计计量管截面积、长度发生变化,进而会对质量流量计测量结果产生不同程度的影响。介质压力对质量流量计的测量结果的影响会随计量管材质变化而变化,不能一概而论。

 



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