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    高精度電磁流量計溫度影響實驗分析

    來源:山東省計量科學研究院作者:許瑞祥發表時間:2017-04-18 09:26:42

    摘要: 為了研究高精度電磁流量計在不同溫度下的特性變化,以山東省計量院的 DN50 ~ DN400 熱水流量標準裝置為實驗平臺,對橫河 DN40、科隆 DN80、西門子 DN100 三塊 0. 2 級電磁流量計進行研究。采用熱水流量標準裝置質量法測試電磁流量計在不同溫度及流速下的儀表系數和重復性。通過實驗分析得出: 電磁流量計的儀表系數隨介質溫度的升高逐漸降低; 儀表系數在高溫以及低溫處受影響明顯,DN40 電磁流量計的儀表系數本次實驗高低溫處好大變化量約為 0. 7% ; 在電磁流量計對應的流量范圍內,儀表系數受介質流速變化的影響不超過± 0. 2% 等。通過實驗分析,對電磁流量計的特性有了深入的了解,對流量計量器具的標定以及相關的實驗工作有著積極的作用。

    0 前言
    電磁流量計由于測量精度高,壓損小等優點,廣泛應用于國家法定計量機構和相關計量器具生產企業中。根據電磁流量計的測量原理,通常認為電磁流量計所測流量不受溫度、流速等諸多因素的影響,但相關研究文獻卻幾乎沒有。而在實驗過程中發現,溫度等因素對高精度電磁流量計測量還是有著一定的影響,因此,有必要對高精度電磁流量計的溫度等影響因素進行實驗研究分析。

    山東省計量院的 DN50 ~ DN400 熱水流量標準裝置,口徑與測量不確定度非常好的。質量法流量測量范圍為 ( 0. 1 ~ 1 200) m3/ h,低溫制冷裝置好低可達 5 ℃,高溫加熱裝置好高可達 85 ℃,滿足電磁流量計實驗流量點及溫度點的測量要求。該標準裝置為研究高精度電磁流量計流量在不同溫度點下的特性提供了良好的實驗平臺。

    1 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,電磁流量計共 3 塊,分別為橫河 DN40 電磁流量計,科隆 DN80 電磁流量計,西門子 DN100 電磁流量計,精度均為 0. 2 級。3 塊電磁流量計經過多次校準比對,性能穩定。對電流量計在 10、20、50、80 ℃ 4 個溫度點下進行儀表系數及重復性測量,根據 JJG 643—2003 《標準表法流量標準裝置》的要求選取流量點。

    2 實驗研究
    實驗利用熱水流量標準裝置質量法標定電磁流量計的儀表系數和重復性,主要測試其在不同溫度及不同流速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,得到該電磁流量計在此溫度點下的儀表系數及重復性的實驗數據。依次變換電磁流量計及溫度點進行測量,得到不同電磁流量計在不同溫度下的儀表系數及重復性數據。

    2. 1 儀表系數分析
    將實驗測得的電磁流量計在不同溫度及流速下的儀表系數數據整理,特性曲線如圖 1 所示,3組曲線分別對應 DN40、DN80、DN100 的 3 塊電磁流量計的儀表系數曲線。

    電磁流量計儀表系數隨介質溫度流速變化曲線

    由圖 1 可得: ( 1) 隨著介質溫度的升高,電磁流量計的儀表系數均呈逐漸降低的趨勢。其中20 ℃ 和 50 ℃ 的儀表系數基本相同,10 ℃ 和 80 ℃的儀表系數與 20 ℃時偏離較大。
    ( 2) 溫度對電磁流量計的儀表系數在高溫以及低溫處影響明顯,以 DN40 電磁流量計為例,儀表系數本次實驗高低溫處好大變化量約為 0. 7% 。( 3) 在電磁流量計相應的流量范圍內,在同一溫度下,隨著介質流速的變化,電磁流量計的儀表系數在個別點出現略微浮動,但整體變化不超過 ± 0. 2% 。

    2. 2 重復性分析
    將實驗測得的電磁流量計在不同溫度及流速下的重復性數據整理,特性曲線如圖 2 所示,3 組曲線分別對應 DN40、DN80、DN100 的 3 塊電磁流量計的重復性曲線。

    電磁流量計重復性隨介質溫度流速變化曲線

    由圖 2 可得,隨著介質溫度及流速的變化,電磁 流 量 計 的 重 復 性 有 一 定 的 波 動,但 都 在0. 07% 以下,符合 JJG 1033—2007 《電磁流量計》的重復性要求,說明電磁流量計的重復性受溫度及流速影響較小,同時表明該熱水流量標準裝置在不同溫度點下的測量性能穩定。

    3 結束語
    通過測試結果分析得出: ( 1) 隨著介質溫度的升高,電磁流量計的儀表系數均呈逐漸降低的趨勢。( 2) 溫度對電磁流量計的儀表系數在高溫以及低溫處影響明顯,DN40 電磁流量計的儀表系數本次實驗高低溫處好大變化量約為 0. 7% 。 ( 3)在電磁流量計對應的流速范圍內,儀表系數受介質流速變化的影響不超過 ± 0. 2% 。( 4) 電磁流量計的重復性均在 0. 07% 以下,符合重復性要求,說明電磁流量計的重復性受溫度及流速影響較小,同時表明該熱水流量標準裝置在不同溫度點下的測量性能穩定。

    通過實驗分析,對電磁流量計在不同溫度、流速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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