摘要：針對可調K系數的電磁流量計的周期性校準工作,依據國家計量檢定規程JJG1033-2007《電磁流量計》的要求,研究了電磁流量計線性特征,引入系數修正因子θ,介紹了在不對流量計的線性度調整而僅對其斜率K進行調整的前提下,將流量計的最大誤差調整到當前線性最優情況的一種快速有效的方法.
0引言
電磁流量計作為一種應用電磁感應定律的新型流量計,由于其各方面性能都比較均衡的特性,現在已經發展成為各行各業液體流量計量的主流流量計.上海市計量測試技術研究院,自建成擴展不確定度為U=0.05%(k=2)的靜態質量法水流量標準裝置和U=0.20%(k=2)的標準表法水流量標準裝置后,每年均完成千余臺電磁流量計的檢定和校準工作.在實際工作中,絕大多數經過-遍完整的示值誤差項目檢測過程之后被發現示值誤差超差的電磁流量計,通過分析觀測和計算得出其線性度并沒有超差,符合其銘牌的準確度等級的要求,僅僅是.流量計線性整體發生了偏移,通過調整表內K系數的數值,可以將流量計調整至規定要求范圍內.本文通過研究電磁流量計的線性特征,通過理論推導,找到一.種快速將流量計調整至最優的方法一修正因子θ法.
1電磁流量計的線性特征
隨機選取30臺0.5級量程比為1:10的電磁流量計進行示值誤差項目的校準,依據JJG1033--2007《電磁流量計》國家檢定規程",使用靜態質量法水流量標準裝置對每臺電磁流量計qmax、75%qmax、50%qmax、25%qmax和qmin流量點分別進行逐點每點三次的測試,測試完成后對每點的平均示值誤差進行計算.
經過計算和統計,30臺電磁流量計中,示值誤差極值出現在qmax和qmin流量點的概率為60%計算30臺流量計的各流量點的平均示值誤差.得出的誤差數據,如表1所示.
根據表1繪制流量計特征曲線,如圖1所示.
可以看出,這些電磁流量計的平均示值誤差的線性是基本平直的,并且其正誤差最大點和負誤差最大點分別出現在100%qmax和qmin上.由于這些流量計是隨機選取的電磁流量計,其線性特征也可以看作這類電磁流量計的線性特征.
2電磁流量計的校準
通過電磁流量計的線性特征分析,可采用以下簡便方法對電磁流量計的K系數進行調整,校準電磁流量計.
2.1電磁流量計的輸出流士tq,和儀表系數K之間的關系
根據法拉第電磁感應定律,當電磁流量計內的導電液體沿著測量軸向運動時,導電液體切割磁感線產生感應電動勢,該感應電動勢由兩個電極檢出,其數值大小與流速成正比,為
式中:
ε一感應電動勢;
B一磁感應強度;
v一導電液體平均流速
D一電極間距;
K一儀表系數
2.2引人被測電磁流量計的K系數修正因子θ
引入K系數的修正因子日,它與調整前后的K系數滿足關系
Kt=Koθ(4)
式中:
Kt一被測流量計調整后的K系數;
K0一被測流量計調整前的K系數;
θ一K系數修正因子
2.3電磁流量計的示值誤差
電磁流量計的示值誤差公式
2.4計算被測電磁流量計的K系數修正因子θ
被測流量計經過qmax、75%max、50%qmax、25%qmax和min流量點的示值誤差檢測,找出所有流量點中示值誤差的最大值,記為Emax0;找出所有流量點中示值誤差的最小值,記為Emin0.
假設在不調整被測流量計線性的前提下,將被測流量計調整至最優狀態時,此時被測流量計所有流量點中示值誤差的最大值,記為Emaxt;被測流量計所有流量點示值誤差的最小值,記為Emint.
式中:qv1、qv2、qv3、和qv4一被測流量計出現E,max0、Emin0、Emaxt和E,mint的流量點的示值;
qs1、qs2、qs3、和qs4一標準器出現Emax0、Emiin0、Emaxt和Emint的流量點的示值;
Ε1、ε2、ε3;和ε4一被測流量計出現Emax0、Emin0、Emaxt和Emint的流量點的感應電動勢值
式(7)+式(8),式(9)+式(10)=(6),得
由于未對被測流量計線性調整,可以推斷出被測流量計的調整前最大示值誤差Emax0和調整后最大maxt示值誤差.maxtx出現在相同的流量點,故可以取qs1=qs3.根據式(1),被測電磁流量計在相同流速下產生的感應電動勢ε相等,則
式中:Eqmax一被測電磁流量計最大流量點的示值誤差;
Eqmin一被測電磁流量計最小流量點的示值誤差
則得出修正因子θ的簡便計算公式
3電磁流量計系數修正實例
選取一臺未進行修正的電磁流量計,進行示值誤差檢測,得到誤差數據如表2所示.
從圖2可見,修正后流量計的示值誤差符合0.5級要求,修正結果和理論修正值重合性良好.
4結語
本文針對電磁流量計周期性校準工作,根據對若干臺電磁流量計線性特性分析研究,并引人系數修正因子θ及計算公式,通過數據分析、處理和理論推導,得出了有效和簡便的電磁流量計校準方法,為電磁流量計日常校準工作提供理論基礎,提高了電磁流量計校準的工作效率,對電磁流量計的校準提出了具體可行的參考方法,從而進一步提高校準質量.
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