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      一種大口徑電磁流量計在線校準方法的研究

      來源:作者:發表時間:2018-12-17 16:01:11

      摘要:文中介紹了一種因地制宜,巧妙地利用蓄水池作為標準容器進行大口徑電磁流量計校準的方法,從方法的可行性進行了分析和研究,并對測量值的測量不確定度進行分析與評定,從而提高利用進行大口徑流量計進行現場校準的可信性。
       
      0引言
      節能降耗的形勢已日益嚴峻,能源計量是用能單位計量工作的重要環節,加強能源計量管理,能有效促進用能單位實行能源的定量化管理。而作為能源計量的重要組成部分,流量計量也逐漸引起人們重視。隨著流量計量的日益普及,計量工作者們不僅已通過很多成熟的手段實現了流量計的實驗室檢定校準,而且還提出了一些現場的在線檢測方法。
       
      1概述
      安徽省計量院受蕪湖市某自來水公司的委托,他們反映某水廠的出口計量可能存在計量不準確的問題,請我們幫助現場校準。蕪湖市是安徽省的一個沿江城市,城市的取水水源主要是利用長江水源,該市某一水廠地處江邊,而且是新建的現代化水廠,其基建的圖紙基本完整,我們在深入了解了取水和用水的流量計量后,計劃用兩種方法對流量計進行現場校準,一種是用便攜式超聲流流量計進行校準,另一種是利用現場蓄水池作為標準器校準電磁流量計,然后我們再比較校準結果。
       
      2現場校準方法的研究
       
      2.1利用便攜式超聲流流量計作為標準器
      首先,我們用便攜式超聲流流量計進行校準進行現場校準,得出示值誤差為-2.58%。
       
      2.2利用現場蓄水池作為標準器
      系統校準方案如圖1所示。
      20181217145745.jpg
      2.2.1測量儀器的選擇
      我們是利用水池的作為標準容積對現場安裝的電磁流量計進行校準。所用主要標準器是鋼卷尺、鋼直尺、投入式液位計、計時器秒表等輔助設施。具體參數選擇如下:
      鋼卷尺:
      (1)測量范圍:(0~100)m;
      (2)準確度等級:I級。
      投入式液位計:
      (1)測量范圍:(0~5000)mm;
      (2)**大允許誤差MPE:0.2%FS。
      此設備我們選用GE的產品,性能穩定,重復性好。
      2.2.2現場實驗數據(見表1)
      用蓄水池作為標準器使用,其實際體積的計算公式如下:
      Vi=L×B×Hi-VF
      式中:L—蓄水池的長度(m);
      B—蓄水池的寬度(m);
      Hi—蓄水池的的實際深度(m);
      Vi—現場校準流量計時的有效實際用水體積(m3);
      VF—蓄水池內應扣除附加無效積體(m3)。
      20181217145806.jpg
      假定附加體積量為VF—1.5m3,則:
      Vi=L×B×Hi-VF
      =130.402×41.324×Hi-1.500
      =5388.739×Hi-1.500
      若我們把測定的蓄水池的容量作為現場校準流量計的標準累計體積量,則:
      Vs=Vi=5388.739×Hs-1.500
      實際現場安裝了一臺DN800口徑的電磁流量計,蓄水池的有效深度約為4.5m。
      實際測量時我們選擇午夜12:00以后開始進行現場校準,此時夜深人靜,整個地區用水量相對處于比較少的時候,我們開始進行試驗,先關閉蓄水池的進水閥同時閉出水計量的電磁流量計的進水閥,待水位穩定后,我們記錄蓄水池的液位高度和電磁流量計的初始值,再打開電磁流量計后端的出口閥門并同時啟動計時裝置,電磁流量計流量穩定后,流量計的瞬時流量顯示值約為7820.5m3/h左右。待流量計走了60min后關閉電磁流量計后端的出口閥門。此時,液位的顯示差值為1.435m,此時電磁流量計走了7660.8m3。計算電磁流計的示值誤差:
      20181217145820.jpg
      由于是現場校準,我們通常用示值誤差一般不超過±2%來進行判斷。故校準結果符合現場使用要求。
       
      2.2.3校準結果的測量不確定度分析以上校準結果能否可能作為校準結果進使用呢?下面我們對現場校準的結果進行測量不確定度評估:
      20181217145918.jpg
      (2)根據測量不確定度傳播律有:
      20181217145943.jpg
      (3)分析測量不確定度來源
      本案例的測量不確定度的主要來源有:
      ①蓄水池的長度的不確定度u(L);
      ②蓄水池的寬度的不確定度u(B);
      ③蓄水池的深度的不確定度u(Hi);
      ④被校準流量計的讀數不確定度u(Vi);
      ⑤各類標準器的不確定度(可包含相應的長、寬、高)中合并計算;
      ⑥水溫、水壓、蓄水池液面波動性所引起不確定度,本案可忽略不計。
       
      (4)計算各不確定度分量
      測量用鋼卷尺的**大允許誤差為Δ按均勻分布,則不確定度為:
      20181217150111.jpg
      被檢流量計的**大允許誤差為MPE:±0.5%,按均勻分布,對應的7660.8m3的測量不確定度為:
      20181217150246.jpg
       
      3結語
      雖然我們現在可能利用便攜式超聲流量計進行現場校準,但現在校準結果的置信度往往令人擔憂,特別是使用時間較長的管道,往往內部結垢比較嚴重,其校準結果出現的偏差比較大,這時我們就無法確認是測量方法問題還是流量計的計量準確度存在問題,因此,我們用蓄水池作用標準容器進行大口徑電磁流量計的校準不失是現場進行大口徑流量現場校準方法的一種補充。
       
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