咨询服务热线
0517-86996066
18915186518

热点资讯

咨询热线:

0517-86996066

邮件:

电话:

地址: 江苏华云仪表有限公司

大口径电磁流量计流量不准确的校准方法


文章日期:2018-12-19|阅读数:

摘要:文中介绍了一种因地制宜,巧妙地利用蓄水池作为标准容器进行大口径电磁流量计校准的方法,从方法的可行性进行了分析和研究,并对测量值的测量不确定度进行分析与评定,从而提高利用进行大口径流量计进行现场校准的可信性。
 
0、引言:
  节能降耗的形势已日益严峻,能源计量是用能单位计量工作的重要环节,加强能源计量管理,能有效促进用能单位实行能源的定量化管理。而作为能源计量的重要组成部分,流量计量也逐渐引起人们重视。随着流量计量的日益普及,计量工作者们不仅已通过很多成熟的手段实现了流量计的实验室检定校准,而且还提出了一些现场的在线检测方法。
 
1、概述:
  安徽省计量院受芜湖市某自来水公司的委托,他们反映某水厂的出口计量可能存在计量不准确的问题,请我们帮助现场校准。芜湖市是安徽省的一个沿江城市,城市的取水水源主要是利用长江水源,该市某一水厂地处江边,而且是新建的现代化水厂,其基建的图纸基本完整,我们在深入了解了取水和用水的流量计量后,计划用两种方法对流量计进行现场校准,一种是用便携式超声流流量计进行校准,另一种是利用现场蓄水池作为标准器校准电磁流量计,然后我们再比较校准结果。
 
2、现场校准方法的研究:
2.1、利用便携式超声流流量计作为标准器:
  首先,我们用便携式超声流流量计进行校准进行现场校准,得出示值误差为-2.58%。
 
2.2、利用现场蓄水池作为标准器:
  系统校准方案如图1所示。
20181217145745.jpg
2.2.1、测量仪器的选择:
  我们是利用水池的作为标准容积对现场安装的电磁流量计进行校准。所用主要标准器是钢卷尺、钢直尺、投入式液位计、计时器秒表等辅助设施。具体参数选择如下:
钢卷尺:
(1)测量范围:(0~100)m;
(2)准确度等级:I级。
投入式液位计:
(1)测量范围:(0~5000)mm;
(2)***大允许误差MPE:0.2%FS。
此设备我们选用GE的产品,性能稳定,重复性好。
2.2.2现场实验数据(见表1)
用蓄水池作为标准器使用,其实际体积的计算公式如下:
Vi=L×B×Hi-VF
式中:L—蓄水池的长度(m);
B—蓄水池的宽度(m);
Hi—蓄水池的的实际深度(m);
Vi—现场校准流量计时的有效实际用水体积(m3);
VF—蓄水池内应扣除附加无效积体(m3)。
20181217145806.jpg
假定附加体积量为VF—1.5m3,则:
Vi=L×B×Hi-VF
=130.402×41.324×Hi-1.500
=5388.739×Hi-1.500
若我们把测定的蓄水池的容量作为现场校准流量计的标准累计体积量,则:
Vs=Vi=5388.739×Hs-1.500
实际现场安装了一台DN800口径的电磁流量计,蓄水池的有效深度约为4.5m。
实际测量时我们选择午夜12:00以后开始进行现场校准,此时夜深人静,整个地区用水量相对处于比较少的时候,我们开始进行试验,先关闭蓄水池的进水阀同时闭出水计量的电磁流量计的进水阀,待水位稳定后,我们记录蓄水池的液位高度和电磁流量计的初始值,再打开电磁流量计后端的出口阀门并同时启动计时装置,电磁流量计流量稳定后,流量计的瞬时流量显示值约为7820.5m3/h左右。待流量计走了60min后关闭电磁流量计后端的出口阀门。此时,液位的显示差值为1.435m,此时电磁流量计走了7660.8m3。计算电磁流计的示值误差:
20181217145820.jpg
由于是现场校准,我们通常用示值误差一般不超过±2%来进行判断。故校准结果符合现场使用要求。
 
2.2.3、校准结果的测量不确定度分析:
  以上校准结果能否可能作为校准结果进使用呢?下面我们对现场校准的结果进行测量不确定度评估:
20181217145918.jpg
(2)根据测量不确定度传播律有:
20181217145943.jpg
(3)分析测量不确定度来源
本案例的测量不确定度的主要来源有:
①蓄水池的长度的不确定度u(L);
②蓄水池的宽度的不确定度u(B);
③蓄水池的深度的不确定度u(Hi);
④被校准流量计的读数不确定度u(Vi);
⑤各类标准器的不确定度(可包含相应的长、宽、高)中合并计算;
⑥水温、水压、蓄水池液面波动性所引起不确定度,本案可忽略不计。
 
(4)计算各不确定度分量
测量用钢卷尺的***大允许误差为Δ按均匀分布,则不确定度为:
20181217150111.jpg
被检流量计的***大允许误差为MPE:±0.5%,按均匀分布,对应的7660.8m3的测量不确定度为:
20181217150246.jpg

一、概述 
智能电磁流量计由传感器和转换器两部分构成。它是基于法拉第电磁感应定律工作的,用来测量电导率大于5μS/cm导电液体的体积流量,是一种测量导电介质体积流量的感应式仪表。除可测量一般导电液体的体积流量外,还可用于测量强酸强碱等强腐蚀液体和泥浆、矿浆、纸浆等均匀的液固两相悬浮液体的体积流量。 
广泛应用于石油、化工、冶金、轻纺、造纸、环保、食品等工业部门及市政管理,水利建设、河流疏浚等领域的流量计量。 
二、特点
·智能电磁流量计测量不受流体密度、粘度、温度、压力和电导率变化的影响。
·智能电磁流量计测量管无阻碍流动部件、无压损、直管段要求较低。
·智能电磁流量计传感器可带接地电极,实现仪表良好接地。
·智能电磁流量计传感器采用先进加工工艺,使仪表具有良好的抗负压能力。 
·转换器采用液晶背光式显示,可使反射阳光下或暗室内的读数变得容易。
·通过红外线遥控设定参数,在恶劣的环境下不打开转换器的盖板也可以安全的进行设定。
·智能电磁流量计转换器具有自诊断报警输出,空负载检测报警输出,流量上下限报警输出,两极流量值报警输出等功能。
·智能电磁流量计不仅可用于一般的过程检测,还适用于矿浆、纸浆及糊状液的测量。
三、详细参数


仪表通经

DN10-DN2000

公称压力

0.6 ~ 70MPa

精度等级

0.5级或1.0级

安装方式

法兰安装,可选法兰夹持

环境温度

-25℃~+60℃

介质温度

分体型: 氯丁橡胶衬里、聚氨酯衬里:-10℃~+8℃ PTFE衬里、PFA衬里、F46衬里:-10℃~+160℃ 一体型: -10℃~+80℃

介质电导率

>5μs/cm

可测较低流速

0.1米/秒

可测***高流速

15米/秒

量程比

1:20,可按客户要求订制

显示器

标配

信号输出

脉冲/4-20mA(负载电阻0-750Ω)

供电电源

220VAC,允差15%或+24VDC,纹波≤5%

通讯接口

可选RS485/RS232

通讯协议

MODBUS、HART、Profibus等

测量管体(衬里)材质

氯丁橡胶、聚氨酯、PTFE、PFA、F46等耐腐材料

测量元件(电极)材质

316L不锈钢、钛合金、哈氏合金、钽合金、铂铱合金、碳化钨等

防爆等级

Exd[ia]qIICT5/ ExmbⅡT4

结构形式

一体型、分体型、沉浸型、防爆型

防护等级

IP65、IP68可选 (IP65:尘密、防喷水;IP68:尘密、可连续浸水,只限分体型)

整机功耗

<15W

常用流速-流量对照表流速(m/s); 流量(m3/h) 口径(mm)

 

0.5

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

10

0.14

0.28

0.57

0.85

1.1

1.4

1.7

2.

2.3

2.5

2.8

15

0.32

0.64

1.3

1.9

2.5

3.2

3.8

4.5

5.1

5.7

6.3

20

0.57

1.1

2.3

3.4

4.5

5.7

6.8

7.9

9.0

10

11

25

0.88

1.8

3.5

5.3

7.1

8.8

11

12

14

16

17.6

32

1.4

2.9

5.8

8.7

12

14

17

20

23

26

28.9

40

2.3

4.5

9.0

14

18

23

27

32

36

41

45.2

50

3.5

7.1

14

21

28

35

42

49

57

64

70

65

6.0

12

24

36

48

60

72

84

96

107

119

80

9.0

18

36

54

72

90

109

127

145

163

180

100

14

28

57

85

113

141

170

198

226

254

282

125

22

44

88

132

177

221

265

309

353

397

441

150

32

64

127

191

254

318

382

4, 45

509

572

636

200

57

113

226

339

452

565

678

791

904

1017

1131

250

88

177

353

530

707

883

1060

1236

1413

1590

1767

300

127

254

509

763

1017

1272

1526

1780

2035

2289

2545

350

173

346

692

1039

1385

1731

2077

2423

2769

3116

3464

400

226

452

904

1356

1809

2261

2713

3165

3617

4069

4523

450

286

572

1145

1717

2289

2861

3434

4006

4578

5150

5725

500

353

707

1413

2120

2826

3533

4239

4946

5652

6359

7069

600

509

1017

2035

3052

4069

5087

6104

7122

8139

9156

10180

700

692

1385

2769

4154

5539

6924

8308

9693

11078

12463

13847

800

904

1809

3617

5426

7235

9043

10852

12660

14469

16278

18086

900

1145

2289

4578

6867

9156

11445

13734

16023

18312

20602

22891

1000

1413

2826

5652

8478

11304

14130

16956

19782

22608

25434

28260

1200

2035

4069

8139

12208

16278

20347

24417

28486

32556

36625

40694

1400

2769

5539

11078

16617

22156

27695

33234

38773

44312

49851

55390

1600

3617

7235

14469

21704

28938

36173

43407

50642

57876

65111

72346

1800

4578

9156

18312

27469

36625

45781

54937

64094

73250

82406

91562

2000

5652

11304

22608

33912

45216

56520

67824

79128

90432

101736

113040

3、结语:
  虽然我们现在可能利用便携式超声流量计进行现场校准,但现在校准结果的置信度往往令人担忧,特别是使用时间较长的管道,往往内部结垢比较严重,其校准结果出现的偏差比较大,这时我们就无法确认是测量方法问题还是流量计的计量准确度存在问题,因此,我们用蓄水池作用标准容器进行大口径电磁流量计的校准不失是现场进行大口径流量现场校准方法的一种补充。