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      電磁流量計作為標準表在不同介質溫度下的工作特性實驗分析

      來源:作者:發表時間:2018-12-19 09:12:31

      摘 要 為了研究標準表在不同介質溫度下的工作特性,以山東省計量院 DN50 ~ DN400 熱水流量標準裝置為實驗平臺,標準表為七塊口徑 DN15 ~ DN300,精度 0. 2 級的智能電磁流量計。采用熱水流量標準裝置質量法測試標準表在不同溫度及流量點的儀表系數和重復性。通過實驗結果分析得出: 小口徑標準表儀表系數受溫度影響較大,隨著溫度的增加,標準表的儀表系數呈下降趨勢; 標準表的儀表系數隨流速變化不大; 標準表的重復性在不同溫度及流速下相對穩定等。實驗分析為標準表在實際工況下的工作特性提供了參考。
       
      引言
      液體流量標準裝置標準表作為檢定其他流量計量器具的標準器,保證其精度以及穩定性是十分重要的。在法定計量機構及生產企業中,液體流量標準裝置常常采用高精度智能電磁流量計作為標準表使用。根據智能電磁流量計的測量原理,通常認為智能電磁流量計所測流量不受液體溫度、流速等諸多因素的影響,而且相關研究文獻也幾乎沒有,但在實際檢定過程中,我們發現溫度等因素對智能電磁流量計的測量還是有一定的影響,因此,有必要對標準表在不同溫度下的工作特性進行實驗研究分析。
      大口徑污水處理管道電磁流量計.jpg
      山東省計量院新建 DN50 ~ DN400 熱水流量標準裝置,質量法流量測量范圍為 0. 1 ~1200m 3 /h,滿足 DN15 ~ DN300 口徑標準表流量點的測量要求。低溫制冷裝置**低可達 5℃,高溫加熱裝置**高可達 85℃,滿足本次實驗 10 ~80℃四個溫度點的測量要求。該標準裝置為研究標準表在不同介質溫度下的工作特性提供了良好的實驗平臺。
       
      1 標準表實驗設計
      以山東省計量院 DN50 ~ DN400 熱水流量標準裝置為實驗平臺,標準表為七塊精度 0. 2 級的智能電磁流量計,口徑分別為 DN15、DN40、DN80、DN100、DN150、DN200、DN300,在不同溫度及不同流量點下測試七塊標準表的儀表系數以及重復性。其中,DN15 ~ DN100 口徑智能電磁流量計在10℃、20℃、50℃、80℃四個溫度點下進行測試,DN150 ~ DN300 口徑智能電磁流量計在 20℃、50℃、80℃ 三個溫度點下進行測試。根據 JJG 643—2003《標準表法流量標準裝置》的要求選取流量點,標準表流量點選取數據見表 1。
      不同口徑標準表選取的流量點
      2 標準表實驗研究
      實驗利用熱水流量標準裝置質量法標定標準表的儀表系數和重復性,主要測試標準表在不同溫度及不同流量點下的儀表系數及重復性的變化規律。單塊標準表在同一溫度點下,每個流量點進行10 次儀表系數測量,計算該流量點下的平均儀表系數及重復性,將所有流量點測量完成后,得到該標準表在此溫度點下的儀表系數及重復性的實驗數據。依次變換標準表及溫度點進行測量,得到七塊標準表在不同溫度及流量點下的儀表系數及重復性數據。
       
      2. 1 儀表系數實驗分析
      將實驗測得的標準表在不同溫度及流量點下的儀表系數數據整理,特性曲線如圖1 所示,七組曲線分別對應 DN15 ~DN300 七塊標準表的儀表系數曲線。
       DN15 ~DN300 七塊標準表的儀表系數曲線DN15 ~ DN400 標準表儀表系數隨介質溫度流量變化曲線
      由圖 1 可得: 1) 七塊標準表中,DN15 ~ DN100標準表的儀表系數受溫度影響大,以 DN15 為例,20℃和 50℃的儀表系數曲線基本重合,10℃與 80℃的儀 表 系 數 相 差 ** 大 可 達 1. 4%,變 化 明 顯。DN150 ~ DN300 標準表的儀表系數受溫度影響較小,曲線基本在同一區間。說明溫度對 DN100 口徑以下標準表的儀表系數在高溫以及低溫處影響較大。2) 受溫度影響較大的標準表中,隨著介質溫度的升高,標準表的儀表系數逐漸降低,其中 DN15~DN80 標準表的儀表系數變化規律較為明顯。3) 隨著介質流量的變化,標準表的儀表系數在個別點出現略微浮動,但整體無明顯變化,說明標準表的儀表系數受介質流量變化的影響不大。
       
      2. 2 重復性實驗分析
      將實驗測得的標準表在不同溫度及流量點下的重復性數據整理,特性曲線如圖 2 所示,七組曲線分別對應 DN15 ~DN300 七塊標準表的重復性曲線。
      DN15 ~ DN300 七塊標準表的重復性 曲線DN15-DN400 標準表重復性隨介質溫度流量變化曲線
      由圖 2 可得,隨著介質溫度及流量的變化,標準表的重復性有一定的波動,但均在同一范圍內隨機波動,且變化不大,說明標準表的重復性受溫度及流量點影響較小。由圖 2 可以看出: 七塊標準表的重復性都在 0. 07% 以下,符合 JJG 1033—2007《智能電磁流量計》的重復性要求,表明該熱水流量標準裝置在不同溫度及流量點下的測量性能穩定,滿足計量器具的檢定校準及各種流量相關實驗的要求。
       
      3 結論
      通過實驗結果分析得出: 1) 介質溫度對 DN100口徑以下標準表的儀表系數在高溫以及低溫處影響較大,其中 DN15 的 10℃與 80℃的儀表系數相差**大可達 1. 4%; DN150 ~ DN300 標準表的儀表系數受溫度影響較小,曲線基本在同一區間。2) 受溫度影響較大的標準表中,隨著介質溫度的升高,標準表的儀表系數逐漸降低,其中 DN15 ~ DN80 標準表的變化規律較為顯著。3) 隨著介質流量的變化,標準表的儀表系數在個別點出現略微浮動,但整體無明顯變化,說明標準表的儀表系數受介質流量變化的影響不大。4) 隨著介質溫度及流量的變化,標準表的重復性有一定的波動,但均在同一范圍內隨機波動,且重復性都在 0. 07% 以下,符合重復性要求,說明標準表的重復性受溫度及流量點影響較小,同時表明該熱水流量標準裝置在不同溫度及流量點下的測量性能穩定。
       
      通過實驗分析,對標準表在不同溫度及流量點下的實驗特性有了深入的了解,為標準表在實際工況下的特性提供了詳實的實驗數據的支持。這對流量計量器具的標定以及相關的標準表實驗工作都有著積極的作用。
       
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