特大口徑電磁流量計的检定方案
發布日期:2018-06-26 14:43
特大口徑流量計一般是指口径大于1600mm的流体流量仪表,它主要用于水库引水、源水进水厂、自来水出厂、污水处理和污水排放等领域,可作为供水结算和计量仪表。随着城市化的发展,用水量和排放量的增加,这类仅表的需求量也不断增加。但由于其测量通径和流量特别大(如DN1600mm在2m/s流速时流量为14476m3/h),因此对流量标准装置、水泵的功率、标准容器都有一系列特殊要求,一般流量仪表实流检定的静态容积法和称重法都不能满足要求。研究一种新的有效而又节省能源的检定方法已成为解决这类特大口徑流量計欧美成和发展的一个非常重要的课题。
電磁流量計精度高,一般爲0.5%和0.3%;儀表測量管內無任何障礙物和可動部件,流體流經儀表無壓力損失;儀表的測量範圈寬,滿度值可在0.5~15m/s內選定,最大測量口徑可達到3000mm,所以它是可普遍應用的理想的大管徑計量儀表。作者對此類僅表的實流檢定作了研究,本文就此介紹如下。
 
特大口徑電磁流量計標准表法檢定方案
標准表法檢定方聚及其驗證
为了满足特大口徑電磁流量計的检定要求,本方案的标准装置采用了恒水头式结构。该装置是在原有的国家水大流量計量站的流量标准装置基础上进行技术改造而成,其原理见图1该装置的主要性能参数
1一溢流水塔;2一截止阀:3一标准流量計( E-mag dN1000);4一DNI000管路;5大管径试验管路;6—被检流量計;7一DN1000管路;8一调节阈;9—蓄水池;10一泵
(1)装置的水塔(溢流稳压)水头高27.4m,容积为1000m3,能满足特大口徑仪表的检定要求,最大流量为16000m3/h;
(2)水池容量爲2000m3
(3)标准流量計采用DN000mm的智能型Emag電磁流量計;标准管段DN1000mm的总长为49m,安装被检流量計的试验管段总长为32m,满足電磁流量計直管段要求;
(4)裝置設計系統精確度爲0.15%
(5)電控系統的流量調節、數據采集、處理、檢定結果打印等通過工控機實現;
(6)用計算機計量軟件對標准表的檢定和誤差進行修正。

由上述可知,本方案应用的标准流量計是DN1000的E-mag電磁流量計,而被检的流量計则为口径大于1600mm的特大口徑流量計,即用小口径标准流量計来检定大口径流量計。
爲了證明其可行性,特對此方案作了驗證評估。
验证评估的方法是将DNI00的電磁流量計作为被检仪表,分别用DN50的标准流量計对它作变口径标准表法检定,再对同一台表用静态容积法进行检定。前者的检定结果基本误差为±0.20%,后者的检定结果基本误差为±0.24%,校验数据见表1。
在变口径验证试验的同时,还对同一口径流量計作了不同检定方法的验证评估,分别对DN50、DN80、DN100電磁流量計作了静态容积法和标准表法的检定,结果也是令人满意的。从表1可见,相对偏差均在0.01%~0.04%范围内,因此可以认为用小口径标准流量計对大口径流量計作标准表法检定是可行的,并可推广到特大口徑流量計的检定中去。

標准表的選擇和檢定
标准流量計应该选用流量范围宽、精确度高、可靠性好的流量計,比较各种流量計后选择了電磁流量計作为标准流量計,其理由如下:
(1)公稱通徑範圍大,從DN15到DN3000;
(2)流體最高流速可達15m/s;
(3) SMART转换器采用新颖的多频励磁方式,因此功耗低、零点稳定、精确度高,DN15DN600精度为±0.3%,DN700~DN3000精确度为0.5%,流量范围可达1500:1;
(4)轉換器采用16位微處理器,參數設定方便、編程可靠
(5)轉換器采用表面安裝技術(SMT),具有很高的可靠性和自檢、自診斷功能;
(6)具有電流、脈沖數字通訊、HART協議等多種輸出信號,可滿足各種二次儀表或數據采集設備的要求。
根据上述理由,作者选择了E-magD1000的電磁流量計作为标准流量計,并用静态容积法对该仪表在不同流量下检定了14个流量点。由于電磁流量計有以下特点:在小流量时线性度稍差,基本误差较大;在大流量时线性度较好,基本误差较小,因此在各个检定点之间不是均匀分布的。我们采用最小二乘法对14个检定点的数据进行分段拟合,得到标准表误差曲线经验公式。数据表明,经过拟合后的标准表误差曲线与静态容积法检定的测量误差之间的相对误差不超过±0.0001%,可作为修正标准表测量误差的依据。

結論
根據上述原理及系統設計,作者用DN1000的Emag電磁流量計对DN2000電磁流量計作了校验,表2是其中一台的校验数据。从表2中可以看出,该被校流量計基本误差为0.5%,上限流量已达到20000m3hh。在校验中采用计算机软件进行釆样、数据采集、曲线拟合,效果很好。

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