特大口徑電磁流量計的檢定方案
發布日期:2018-06-26 14:43
特大口徑流量計一般是指口徑大于1600mm的流體流量儀表,它主要用于水庫引水、源水進水廠、自來水出廠、污水處理和污水排放等領域,可作為供水結算和計量儀表。隨著城市化的發展,用水量和排放量的增加,這類僅表的需求量也不斷增加。但由于其測量通徑和流量特別大(如DN1600mm在2m/s流速時流量為14476m3/h),因此對流量標準裝置、水泵的功率、標準容器都有一系列特殊要求,一般流量儀表實流檢定的靜態容積法和稱重法都不能滿足要求。研究一種新的有效而又節省能源的檢定方法已成為解決這類特大口徑流量計生產和發展的一個非常重要的課題。
電磁流量計精度高,一般為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;儀表的測量范圈寬,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準表法檢定方案
標準表法檢定方聚及其驗證
為了滿足特大口徑電磁流量計的檢定要求,本方案的標準裝置采用了恒水頭式結構。該裝置是在原有的國家水大流量計量站的流量標準裝置基礎上進行技術改造而成,其原理見圖1該裝置的主要性能參數
1一溢流水塔;2一截止閥:3一標準流量計( E-mag dN1000);4一DNI000管路;5大管徑試驗管路;6—被檢流量計;7一DN1000管路;8一調節閾;9—蓄水池;10一泵
(1)裝置的水塔(溢流穩壓)水頭高27.4m,容積為1000m3,能滿足特大口徑儀表的檢定要求,最大流量為16000m3/h;
(2)水池容量為2000m3
(3)標準流量計采用DN000mm的智能型Emag電磁流量計;標準管段DN1000mm的總長為49m,安裝被檢流量計的試驗管段總長為32m,滿足電磁流量計直管段要求;
(4)裝置設計系統精確度為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準表的檢定和誤差進行修正。

由上述可知,本方案應用的標準流量計是DN1000的E-mag電磁流量計,而被檢的流量計則為口徑大于1600mm的特大口徑流量計,即用小口徑標準流量計來檢定大口徑流量計。
為了證明其可行性,特對此方案作了驗證評估。
驗證評估的方法是將DNI00的電磁流量計作為被檢儀表,分別用DN50的標準流量計對它作變口徑標準表法檢定,再對同一臺表用靜態容積法進行檢定。前者的檢定結果基本誤差為±0.20%,后者的檢定結果基本誤差為±0.24%,校驗數據見表1。
在變口徑驗證試驗的同時,還對同一口徑流量計作了不同檢定方法的驗證評估,分別對DN50、DN80、DN100電磁流量計作了靜態容積法和標準表法的檢定,結果也是令人滿意的。從表1可見,相對偏差均在0.01%~0.04%范圍內,因此可以認為用小口徑標準流量計對大口徑流量計作標準表法檢定是可行的,并可推廣到特大口徑流量計的檢定中去。

標準表的選擇和檢定
標準流量計應該選用流量范圍寬、精確度高、可靠性好的流量計,比較各種流量計后選擇了電磁流量計作為標準流量計,其理由如下:
(1)公稱通徑范圍大,從DN15到DN3000;
(2)流體最高流速可達15m/s;
(3) SMART轉換器采用新穎的多頻勵磁方式,因此功耗低、零點穩定、精確度高,DN15DN600精度為±0.3%,DN700~DN3000精確度為0.5%,流量范圍可達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。
根據上述理由,作者選擇了E-magD1000的電磁流量計作為標準流量計,并用靜態容積法對該儀表在不同流量下檢定了14個流量點。由于電磁流量計有以下特點:在小流量時線性度稍差,基本誤差較大;在大流量時線性度較好,基本誤差較小,因此在各個檢定點之間不是均勻分布的。我們采用最小二乘法對14個檢定點的數據進行分段擬合,得到標準表誤差曲線經驗公式。數據表明,經過擬合后的標準表誤差曲線與靜態容積法檢定的測量誤差之間的相對誤差不超過±0.0001%,可作為修正標準表測量誤差的依據。

結論
根據上述原理及系統設計,作者用DN1000的Emag電磁流量計對DN2000電磁流量計作了校驗,表2是其中一臺的校驗數據。從表2中可以看出,該被校流量計基本誤差為0.5%,上限流量已達到20000m3hh。在校驗中采用計算機軟件進行釆樣、數據采集、曲線擬合,效果很好。

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