摘(zhai)要： 大口(kǒu)徑電磁(cí)流量計(jì) 使用中(zhong)很難送(song)往實驗(yàn)室檢定(dìng),現在通(tōng)常采取(qu)的是✏️使(shǐ)用同級(ji)别🆚超聲(shēng)波流量(liàng)計進行(hang)現場校(xiao)準。而受(shòu)限于現(xian)場環境(jìng)、安裝位(wei)置等因(yīn)素對兩(liang)種流量(liàng)計測量(liàng)🤟結果的(de)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻影響，校(xiao)準結果(guǒ)💰往往需(xū)要根據(jù)校準實(shi)際情況(kuàng)進行符(fú)合性研(yan)究,使校(xiao)準工作(zuò)變得有(you)意義。
0引(yin)言
　　随着(zhe)政府及(jí)社會對(dui)于水資(zi)源重視(shì)程度的(de)提高,供(gong)水企🈲業(yè)❌本身對(dui)于供水(shui)環節經(jīng)濟核算(suan)的要求(qiu),使得✍️大(da)口徑的(de)流量計(ji)需求日(ri)益增加(jia)。與此同(tóng)時，污水(shui)處理量(liang)的增長(zhǎng)也使得(dé)許多污(wū)水處理(li)廠♍紛紛(fen)選擇使(shi)用大口(kǒu)徑流量(liàng)計作爲(wèi)計量端(duan)口。污水(shui)電磁流(liú)量計 因(yin)其無壓(ya)力損失(shī)且不受(shòu)管道内(nei)流體密(mì)度、黏度(dù)、溫度等(děng)因素的(de)影響,成(chéng)爲污水(shuǐ)處理企(qǐ)業的首(shou)選。
　　大口(kǒu)徑電磁(cí)流量計(jì)的在線(xian)使用數(shu)量十分(fen)龐大,精(jīng)度等級(jí)-般爲0.5級(jí)或1.0級。對(duì)于 電磁(ci)流量計(jì) ,國家有(you)《JJG1033--2007電磁流(liú)量計》檢(jiǎn)定規程(chéng),規程規(guī)定需将(jiang)被檢電(dian)磁流量(liang)💃計安裝(zhuāng)在液體(tǐ)流量标(biāo)準裝置(zhi)上進行(hang)檢定。這(zhè)就要求(qiú)使🏃🏻‍♂️用企(qi)業先停(tíng)止處理(li)污水,然(ran)後将流(liu)量計從(cong)管道上(shàng)拆卸下(xia)來,送到(dao)法定計(ji)量機構(gou)進行檢(jiǎn)定。這在(zai)實際狀(zhuàng)況下是(shì)極其困(kun)難的,時(shí)間和經(jīng)濟上都(dōu)不允許(xǔ)。因此,大(dà)部分企(qǐ)業隻能(neng)選擇在(zài)線校準(zhun)模式對(dui)流量計(jì)進行誤(wù)差驗證(zhèng)。
　　由于現(xiàn)場管道(dào)的封閉(bi)性,使用(yong)嵌人式(shì)或插人(rén)式的标(biao)準器進(jin)行校準(zhun)是不可(ke)行的,而(ér)外夾式(shi)的 液體(ti)超聲波(bō)流量計(jì) 精度往(wang)往劣于(yu)被校電(dian)磁流量(liàng)計。綜合(he)以上因(yīn)素,目‼️前(qián)國内對(dui)大口徑(jing)電磁流(liu)量計現(xian)場校準(zhun)通常采(cǎi)用相同(tóng)精度等(děng)級的外(wai)📧夾式超(chao)聲波流(liú)量計作(zuo)爲标準(zhun)器進行(hang)🥰比較,即(ji)讓超聲(shēng)波流量(liang)計與被(bei)校準電(diàn)磁流量(liàng)計串聯(lian)☂️在現場(chang)管道中(zhōng),同步讀(du)取兩者(zhe)🛀🏻的示值(zhí)。
　　檢測人(rén)員在出(chu)具校準(zhun)證書時(shi)給出兩(liang)種流量(liàng)計的示(shì)值并評(ping)定🌏測量(liang)結果的(de)不确定(ding)度。現在(zài)出現了(le)一😍個普(pǔ)🛀遍性的(de)問♋題:校(xiao)準的示(shi)值誤差(chà)經常大(dà)大超過(guo)被校流(liu)量計的(de)最大允(yǔn)許誤差(chà),且不确(que)💜定度分(fèn)析不夠(gòu)全面。原(yuan)🆚因在于(yú)一✉️方面(miàn)标準器(qi)的精度(du)等級與(yu)被校流(liu)量計平(píng)級,示值(zhi)誤差☎️期(qī)望本身(shen)就比較(jiao)大;另一(yi)方面,流(liú)量計本(běn)👄身之外(wài)的因素(su)對測量(liang)結果也(yě)有比較(jiào)大的影(yǐng)響,如環(huán)🔴境條件(jiàn)、介質、安(ān)裝位置(zhi)等。
　　很多(duo)用戶購(gou)買流量(liàng)計後,把(bǎ)流量計(ji)的精度(dù)誤認爲(wei)整個流(liu)量體🌈系(xi)的精度(du)。校準的(de)數據偏(piān)離就讓(rang)許多用(yòng)戶⛹🏻‍♀️産生(shēng)疑問甚(shèn)至糾紛(fen),這就導(dǎo)緻了校(xiào)準數據(ju)常常讓(rang)使用方(fang)無法判(pan)斷🍓示值(zhi)誤⛹🏻‍♀️差是(shì)否準确(que),也無法(fǎ)精确修(xiu)正🍓誤差(cha),更不能(néng)實現溯(su)源性,校(xiào)準就失(shi)去了㊙️意(yi)義。
　　國家(jia)目前沒(mei)有電磁(ci)流量計(jì)的校準(zhun)規範,所(suo)以檢測(cè)人員在(zai)校準電(dian)磁流量(liàng)計時往(wang)往參照(zhào)電磁流(liu)量計檢(jiǎn)定規程(chéng)⭐。問題💁在(zài)于,檢定(ding)電磁流(liu)量計時(shi)是在實(shi)驗室環(huan)境💃🏻下進(jìn)行,然而(ér)現場校(xiào)準🌍時的(de)管道、安(an)裝距離(lí)等條件(jian)并非如(ru)實驗室(shi)裏那樣(yàng)理想,按(an)照💘檢定(ding)規程的(de)方法校(xiào)準♻️電磁(ci)流量計(ji)✏️,得到的(de)測量結(jie)果是否(fǒu)有效?所(suo)以檢測(cè)人員往(wǎng)往隻能(néng)給出現(xian)場環境(jìng)下的校(xiào)準結果(guǒ),而無法(fa)對🧑🏽‍🤝‍🧑🏻校準(zhun)的符合(hé)性進行(háng)判斷。
1.電(dian)磁流量(liang)計現場(chǎng)校準符(fu)合性研(yán)究的必(bi).要性
　　根(gēn)據《JJF1094-2002測量(liàng)儀器特(tè)性評定(ding)》要求,對(duì)測量儀(yi)器特性(xing)進行符(fú)合性評(píng)㊙️定時,若(ruò)評定示(shì).值誤差(cha)的不确(que)定度U95與(yu)被校測(ce)量儀器(qi)最大允(yǔn)許誤差(chà)的絕對(duì)值MPEV滿足(zú)關系🆚U95≤1/3MPEV時(shí),可不3'考(kao)慮示值(zhi)誤差🥰評(ping)定的測(cè)量不👌确(que)定度的(de)影響，是(shi)否合😄格(ge)的判定(ding)依據如(rú)表♻️1所示(shi)。



　　MPEV參照說(shuo)明書或(huo)出廠檢(jiǎn)定,是已(yi)知的值(zhi),而示值(zhí)誤差一(yi)旦校準(zhun)完成也(yě)可以确(què)定,因此(ci)U95的評估(gū)至關重(zhòng)要。目前(qián)💋而言👌,校(xiao)準結果(guǒ)的不♉确(què)定度評(píng)估往往(wang)僅考慮(lü)🏃🏻實驗室(shì)環境下(xia)，隻對測(ce)量結果(guǒ)的重複(fu)性、标準(zhǔn)器示值(zhí)誤差帶(dài)🌈來的不(bu)确定度(du)進行🌂評(píng)定,忽略(lue)了現場(chang)環💁境下(xià)電磁流(liú)量計安(ān)裝在較(jiào)差狀态(tai)的管道(dao)或現場(chang)安裝條(tiao)件達不(bu)到要求(qiu)時,其它(ta)💘各種因(yin)素帶來(lai)的不确(que)定度影(ying)響。
　　對現(xian)場檢測(cè)結果如(rú)何進行(háng)評估?是(shi)一直困(kùn)擾着檢(jian)測技術(shu)人員的(de)難題。這(zhe)裏提出(chū)研究其(qí)符合性(xing),可以判(pàn)斷測量(liang)結果是(shì)否💞在可(ke)控範圍(wéi)内，校準(zhǔn)是否有(you)效♋。進行(hang)符❤️合性(xing)評定的(de)同時,能(neng)幫助用(yòng)戶理解(jie)校準結(jie)✔️果消除(chu)疑慮,亦(yi)可有效(xiào)分析出(chū)問題所(suǒ)在,使得(dé)使用方(fang)更容易(yi)對症下(xia)藥進行(háng)整改。
2流(liú)量計原(yuán)理
2.1電磁(ci)流量計(ji)
　　電磁流(liu)量計是(shi)應用法(fǎ)拉第電(diàn)磁感應(yīng)原理,根(gēn)據:導電(dian)流體通(tong)過🔞外加(jia)磁場時(shí)感生的(de)電動勢(shì)來測量(liàng)導🐅電流(liu)體流量(liàng)的一種(zhong)儀器。體(ti)積流量(liang)q.與産生(shēng)的電動(dòng)勢成正(zheng)比,檢測(cè)🛀電動勢(shì)信号即(ji)可求出(chu)對應流(liú)量值。
2.2超(chāo)聲波流(liú)計
　　超聲(shēng)波流量(liàng)計 現場(chang)校準一(yi)般使用(yong)外夾式(shì)時差法(fa)超聲波(bō)流量計(ji)。在♍規定(ding)位置安(an)裝兩個(gè)超聲波(bo)換能器(qì)相互發(fa)射超聲(sheng)波信号(hào),使聲波(bō)在流體(ti)☂️中傳播(bō),順流方(fāng)向聲波(bō)傳播速(sù)度會增(zeng)大,逆流(liú)方向則(ze)減小。同(tong)一傳播(bō)距離就(jiù)📐有不同(tong)的傳播(bō)時間,利(li)用傳播(bō)速度之(zhi)差與被(bei)測流☂️體(tǐ)流速之(zhī)關系求(qiu)取流速(su)，再根據(jù)流體截(jie)面積計(jì)算出體(ti)積流量(liang)😄。
3符合性(xing)評定來(lái)源和影(yǐng)響因素(su)
　　雖然标(biāo)準器與(yu)被檢儀(yi)表在同(tong)一個管(guǎn)道中，介(jie)質的物(wu)理🈚性🈲質(zhì)、環境條(tiao)件和安(ān)裝位置(zhì)基本相(xiàng)同,但同(tóng)樣的因(yin)素對不(bu)同種類(lei)🐪的流🔴量(liang)計影響(xiang)卻不一(yī)樣。這就(jiù)決定了(le)兩個精(jīng)度相近(jin)的流量(liàng)計在相(xiang)同條件(jian)下測量(liang)結果可(kě)♻️能相差(cha)很大，這(zhè)些會🌈導(dao)緻校準(zhun)結果偏(pian)移的因(yin)素就是(shì)符合性(xing)評定的(de)來源。
3.1必(bì)須符合(he)的因素(sù)
3.1.1是否滿(mǎn)管的影(yǐng)響
　　電磁(ci)流量計(ji)和超聲(sheng)波流量(liang)計都屬(shǔ)于速度(dù)式流量(liàng)計,測量(liàng)得👄到的(de)是管道(dào)内的平(ping)均流速(su),再根據(ju)管道✔️截(jie)面⛷️積計(ji)算出🌈流(liu)量值。然(ran)而當管(guan)道内流(liú)體不是(shì)滿管狀(zhuàng)态時,實(shi)際流體(ti)截面積(ji)小于滿(man)管📱時的(de)流體截(jié)面積,測(cè)量🤞的結(jié)果就會(huì)偏離很(hen)大。所以(yi)測量前(qián)一定要(yao)确認流(liu)體是否(fǒu)處于滿(man)管流動(dong)狀态,對(duì)于非滿(man)管💚的管(guan)道,無法(fa)進行有(yǒu)效的校(xiào)準測量(liàng)。
3.1.2安裝位(wei)置的影(ying)響
　　在流(liú)量計安(ān)裝位置(zhì)的下遊(you)應有一(yi)定的背(bei)壓,才能(néng)确保流(liu)體充滿(mǎn)管道。一(yi)般的安(an)裝位置(zhì)有四種(zhong):高位水(shui)平安裝(zhuāng)👅、低位水(shuǐ)平安裝(zhuang)、垂直向(xiàng)下安裝(zhuāng)和垂直(zhí)向上安(an)裝。如圖(tu)1所示,其(qí)中高位(wei)水平安(an)裝🔱和垂(chui)直向下(xià)安裝極(jí)容易導(dǎo)緻流🥰體(tǐ)非滿管(guan)的情況(kuang),隻⛷️允許(xǔ)垂直向(xiang)上安裝(zhuāng)和🧡低位(wei)水平安(an)裝。

3.2需要(yao)附加進(jìn)行評定(dìng)的因素(su)
3.2.1前後直(zhi)管段的(de)影響
　　流(liu)量計保(bǎo)證儀表(biao)安裝前(qian)後有一(yī)定長度(dù)的直管(guǎn)段⭐,以确(què)🛀保🔴流體(ti)到達被(bei)檢儀表(biao)時管道(dào)截面流(liú)速軸對(dui)稱分布(bù)。對🌈于電(diàn)磁流量(liàng)計,當流(liu)體流速(su)分布不(bú)均勻時(shi),每個流(liú)動質點(diǎn)相對于(yú)電極幾(ji)何位置(zhì)的不同(tong),對☀️電極(jí)所産生(sheng)的感應(ying)電動勢(shi)的大小(xiao)也不同(tóng),測量結(jie)果就會(hui)有偏差(chà)。
　　超聲波(bō)流量計(ji)對直管(guǎn)段要求(qiú)相比于(yu)電磁流(liu)量計更(geng)🈲加苛刻(kè),當流體(ti)不穩定(ding)時,對聲(sheng)波傳播(bō)速度和(he)方向影(yǐng)響很大(dà)。在前後(hou)直管段(duàn)相同的(de)情況下(xià)，兩種流(liu)量計的(de)測量誤(wu)差也不(bú)一樣。
3.2.2介(jiè)質的影(yǐng)響
　　當介(jiè)質爲含(hán)有雜質(zhì)的污水(shui)時,會有(yǒu)化學、生(sheng)物、物理(lǐ)污染物(wu)的影響(xiǎng)。對于電(dian)磁流量(liang)計,-些沉(chén)澱物會(huì)附着♻️在(zài)電🔴磁流(liu)量計電(diàn)極表面(mian),常常引(yin)起零點(dian)變動,故(gu)必須确(que)認☀️是否(fou)周期性(xìng)清理,未(wei)定期清(qīng)理的電(dian)磁流量(liang)計會帶(dài)有附加(jiā)誤差🐉。
　　污(wu)水流動(dòng)過程中(zhōng)比淨水(shuǐ)更容易(yi)産生氣(qì)泡，污水(shui)中的固(gu)體顆粒(li)、生物因(yīn)子、氣泡(pao)會嚴重(zhòng)阻礙超(chāo)聲波的(de)傳播和(hé)信号接(jiē)收,對超(chāo)聲🈲波流(liú)量計的(de)測量精(jing)度影♍響(xiǎng)是非常(chang)嚴重的(de)。
3.2.3漸擴管(guǎn)和漸縮(suo)管的影(ying)響
　　當管(guan)道設計(jì)與電磁(cí)流量計(ji)口徑選(xuǎn)型不符(fú)時,常常(chang)使用漸(jiàn)變📞管進(jin)行變徑(jìng)。根據試(shi)驗研究(jiu),角度小(xiao)于15°、直💃🏻管(guan)段💘距離(lí)大于5D(D爲(wei)管道直(zhí)徑)的漸(jian)擴管和(hé)漸縮管(guǎn)對流體(ti)狀态幾(ji)乎沒有(you)影響;而(ér)角度大(da)于15或直(zhi)管段距(ju)離小于(yú)5D時,應當(dang)考慮漸(jian)擴管和(hé)漸縮管(guan)對測量(liàng)結果的(de)影響。
3.2.4管(guan)道狀态(tài)的影響(xiang)
　　管道的(de)缺陷一(yi)般包括(kuo):管道外(wài)部起鏽(xiu)或附着(zhe)污泥,導(dao)緻外徑(jìng)測量偏(piān)大;管道(dào)類型爲(wèi)卷鋼,有(yǒu)焊接痕(hén)迹突起(qǐ),導緻外(wài)徑測量(liang)偏大☁️;管(guǎn)道老化(huà)内部有(you)鏽層，導(dǎo)緻内徑(jìng)🌏實際值(zhí)偏小，流(liú)量随之(zhī)🈲偏小。
　　電(dian)磁流量(liàng)計與超(chāo)聲波流(liú)量計流(liú)量計算(suàn)原理同(tóng)爲😄流🏃🏻‍♂️體(ti)平均流(liu)速乘以(yi)流體截(jié)面積，因(yīn)此内徑(jìng)偏差導(dao)緻的流(liu)體截面(miàn)🔞積誤差(chà)會對兩(liang)種流量(liang)計造成(cheng)影響。超(chāo)聲波流(liu)量計安(an)裝時需(xū)要測🤩量(liang)管道外(wai)徑,壁厚(hòu)的測量(liang)隻在打(dǎ)磨處進(jin)⛷️行,因爲(wèi)内徑=外(wai)徑-壁厚(hou),此時要(yao)考慮外(wài)徑測量(liang)偏大的(de)影響。
3.2.5超(chao)聲波流(liú)量計換(huan)能器安(an)裝距離(lí)的影響(xiang)
　　參考文(wen)獻中的(de)試驗結(jie)果,超聲(shēng)波流量(liang)計換能(neng)器安裝(zhuang)🐪距離的(de)偏差也(yě)會導緻(zhì)測量結(jié)果有誤(wu)差。當傳(chuan)感器之(zhī)👄間的安(ān)裝距離(li)👈的相對(duì)誤差爲(wei)4.7%時,流量(liang)相對誤(wù)差爲10.7%;管(guǎn)♍道内徑(jìng)相對誤(wù)差爲-3.3%時(shí),流量相(xiàng)對誤差(chà)爲-5.5%。因此(cǐ)安裝距(ju)離對于(yu)超聲波(bō)流量計(jì)的影響(xiǎng)是非常(cháng)大的。須(xū)根據有(yǒu)💋無換能(néng)器安裝(zhuāng)标尺,現(xian)場🈲操作(zuò)等因素(sù)評估誤(wu)差。
3.2.6其它(tā)因素影(yǐng)響
　　測量(liang)過程中(zhōng)還有其(qi)它因素(su)會導緻(zhi)測量結(jié)果的失(shi)準,如:電(diàn)磁流量(liàng)計周圍(wéi)磁場影(yǐng)響、電磁(cí)流量計(ji)遠傳線(xiàn)路過長(zhǎng)對信号(hao)影響、噪(zào)音對超(chao)聲波流(liú)量計的(de)聲波影(ying)響🚶‍♀️、流量(liàng)計離泵(beng)過近(小(xiǎo)于🌂30D距離(li))帶來的(de)流場不(bu)均勻的(de)影響等(děng)。這些都(dōu)是無法(fa)現場量(liang)化的誤(wù)差來源(yuán),應盡量(liang)避免，消(xiao)除産生(sheng)誤差的(de)可能性(xìng)。
4評估與(yǔ)計算
　　用(yong)戶關心(xīn)的是現(xiàn)場環境(jing)下流量(liàng)的測量(liang)是否準(zhun)确。由于(yú)缺㊙️乏專(zhuān)業性,用(yong)戶會認(rèn)爲校準(zhun)結果中(zhong)的示值(zhí)🏃誤差就(jiu)應該代(dài)表流量(liàng)測量時(shi)流量計(jì)的準确(què)性,經常(chang)對證書(shu)給出的(de)不确🚶‍♀️定(ding)度置之(zhi)不理。
　　除(chu)了前文(wén)提到的(de)測量結(jie)果的重(zhong)複性、标(biāo)準器示(shì)值誤差(cha)引起✔️的(de)🛀🏻不确定(dìng)度u1、u2,引入(rù)各種幹(gan)擾因子(zǐ)的不确(que)定度💰分(fen)量🤞應附(fù)加到校(xiao)準結果(guǒ)中,根據(ju)需要附(fù)加進行(hang)評定的(de)因素,有(yǒu)u3、u4、u5、u6等。得🙇‍♀️到(dao):

5結論
　　最(zuì)後評估(gū)的U95根據(ju)現場環(huán)境與測(cè)量過程(chéng)一般在(zai)1.0%~4.0%之間。當(dang)|0|≤MPEV+Uqs時,校準(zhun)符合性(xing)判斷不(bú)合格;當(dāng)MPEV-U95≤|O|≤MPEV+U95時,根據(ju)《JJF1094--2002測量儀(yi)器特性(xing)評定》定(ding)義,校準(zhun)符合性(xing)結果屬(shu)于待定(ding)。即可以(yǐ)通過采(cai)用精度(du)更高的(de)測量标(biāo)準、改善(shàn)環境條(tiao)件、增加(jia)測量次(ci)數和改(gai)變測量(liàng)方法等(děng)措施,以(yǐ)降低測(ce)🚩量不确(que)定度評(píng)定。然而(ér)限㊙️制于(yu)校準方(fang)法的困(kun)乏、标準(zhun)器精度(dù)的局🍉限(xian)、現場環(huán)境的客(ke)觀存在(zài),不确✂️定(dìng)度的評(píng)定始💃終(zhōng)無法達(dá)到U95≤1/3MPEV的程(cheng)度,測量(liàng)誤差也(ye)基本不(bú)可能滿(man)足|Δ|≤MPEV-U95,那麽(me)對電🐕磁(ci)流量計(ji)的校準(zhun)符合性(xìng)研究🔆結(jie)果隻能(néng)停留在(zai)待定與(yǔ)不合格(ge)之間。

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