淺談電磁流量計在線檢定的應用
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流量是給排水和水處理等相關行業常用的過程控制和計量的重要參數和生產指標，它直接關系到水處理的進程與質量。電磁流量計由于其結構簡單，傳感器內沒有可動部件，沒有節流裝置，不存在機械轉動和磨損，不會產生壓力損失，并因其精度高、線性好、運行穩定等優點，在給排水、污水處理、引水工程等項目中得到廣泛的應用，用以進行內部計量、過程控制和對外貿易結算。電磁流量計作為一種普遍的計量器具，按照《計量法》的規定，必須在一定的周期內對該器具進行檢定或校準。同時，使用方為保證流量計使用的可靠性，也對電磁流量計生產廠家提出了這個要求。
然而，應用于水務行業中的電磁流量計口徑較大，安裝環境差等因素導致流量計很難甚至不允許拆卸之后送到標定裝置中進行復核。另外，由于此類流量計的現場工作條件與實驗室校驗設置條件存在偏異，因此，電磁流量計，尤其是大口徑的電磁流量在使用一個階段之后，測量也許會存在一定的不確定性偏差。在線大口徑流量計不停水的校準和檢定問題亟待解決。
1 電磁流量計的在線檢定方法
目前，普遍應用的電磁流量計在線檢定手段主要有標準表法和電參數法。電參數法是根據管道式電磁流量計的測量原理，對影響在線工作的管道式電磁流量計的相關參數進行檢定（如勵磁線圈對地絕緣電阻、電極對地（接液）電阻、勵磁線圈電阻和流量計電纜線電阻），測量控制相關參數在一定允許的變化范圍內與出廠檢定的原始數據進行比較溯源，使其保持在出廠時的標準準確度以內，以滿足使用要求。標準表法是以標準表為標準器具，使流體在相同時間間隔內，同時連續通過標準表和被校表，比較兩者的輸出流量值的偏差，從而確定被校流量計與標準表所示的流量值的關系。
對于以上兩種方法孰優孰劣，不能斷然判明，但根據上海貝菲自動化儀表有限公司應用以上兩種方法的在線檢定過程均能反映測量性能。
2 電參數法
眾所周知，電磁流量計是根據法拉第電磁感應定律來測量導電液體體積流量的儀表。法拉第電磁感應公式如式（1）所示：
E=K×B×V×D（1）
式中：B為流量計勵磁線圈感應磁場的強度；V為被測電液導體的流速；D為管徑；K為儀表系數。宏觀上把導電液體看成導體。
由式（1）可知管徑D與系數K都為固定參數。在一定流速下，只要保證參數B的穩定，那么感應電動E也隨之穩定，即在進行電參數法在線檢定時，若參數B保持在出廠校準時的允許范圍內時，就可證明該流量計目前所測流量的準確度仍與出廠時保持一致［3］。
影響電磁感應強度B的因素，就流量計本身而言，應檢驗勵磁線圈電阻（扣除溫度變化引起的差值）、勵磁線圈的絕緣以及勵磁電流的幅值。另外，我們需檢查電極信號電路絕緣性能是否良好，證明原本微弱的流量信號有沒有額外大的損失；測量電極的接液電阻，評估電極表面是否被過度氧化、腐蝕、結垢或損傷而影響正常測量；檢查接地電阻等情況并排除雜亂信號的干擾。同時，使用高精度的模擬信號器檢測轉換器的工作狀況。
上海貝菲自動化儀表有限公司于2009年8月與昆山市某自來水廠簽定供貨合同，其中大口徑表包括DN2000mm流量計3臺、DN1000mm流量計4臺。按標書要求，出廠數據必須確保當流速為0.3m/s時達到±0.25%示值誤差。在協助昆該自來水廠進行調試，流量計正常運行投入生產之后，于2010年8月份，根據《管道式電磁流量計在線校準要求》［1］對每臺表的原始數據一一記錄，一年之后，我們再次來到現場進行在線檢定。
2.1 電參數法的檢定過程
在檢定過程中，首先，觀察轉換器內的各項參數設置是否有被改動過，要求轉換器的各項參數設置與電磁流量計出廠銘牌上的一致；然后觀察兩根電纜（勵磁電纜、信號電纜）是否有損傷，是否保持原樣。《管道式電磁流量計在線校準要求》指出需保證被測液體電導率符合流速在0.3～10m/s的流動狀態下，被測管道中應保持滿管，無氣泡聚集。
在對該自來水廠進行檢定觀察時，全部的流量計都在穩定有序地運行，無數據波動等狀況出現。因此，可以判定以上條件均符合，并在此基礎上對流量計的一系列參數作了檢測。
由于在第二次來到自來水廠時，該流量計處于運行狀態，因此，為不妨礙水廠的正常工作，我們對每個數據點只進行了兩次數據測量。
2.1.1 轉換器的校準
①瞬時流量的示值誤差及重復性檢定
先關閉轉換器的供電電源，并將轉換器連接傳感器的電纜拆卸下來，使用自主開發的模擬信號發生器（精度為±0.1%），為轉換器提供模擬信號，代替實際使用過程中電磁流量計傳感器提供的流量信號。然后通電預熱片刻之后，分別選定高、中、低3個流速點，且采用上行程和下行程的方式對每個點都測試3遍，對轉換器的示值做出記錄，并將所記錄的值按照要求所記錄的公式進行處理，最后根據計算得到示值誤差和重復性［2－5］。
②轉換器零點檢查與校準
將電磁流量計模擬信號發生器的開關撥到“0”位置，用模擬信號發生器的零位進行調零，直到轉換器瞬時流量顯示為“0.000m3/h”。
③電磁流量計零點漂移的檢查
斷開轉換器與傳感器之間勵磁線圈的連接電纜（貝菲產品的勵磁線圈連接電纜編號為“7、8”電纜線），保持信號線“1、2、3”的聯通，經過十幾分鐘左右的預熱（當然，在這預熱過程中可對其他表進行其他項目的檢查），恢復轉換器的各項參數設置，每5min記錄一次轉換器讀數情況，持續3次并記錄轉換器每次的顯示值。取絕對值最大的值與電磁流量計量程相比較，得到零點漂移值。
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