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一种大口径电磁流量计在线校准方法的研究

来源:编辑:发表时间:2018-12-17 16:01:11

摘要:文中先容了一种因地制宜,巧妙地利用蓄水池作为标准容器进行大口径电磁流量计校准的方法,从方法的可行性进行了分析和研究,并对测量值的测量不确定度进行分析与评定,从而提高利用进行大口径流量计进行现场校准的可信性。
 
0引言
节能降耗的形势已日益严峻,能源计量是用能单位计量工作的重要环节,加强能源计量管理,能有效促进用能单位实行能源的定量化管理。而作为能源计量的重要组成部分,流量计量也逐渐引起人们重视。随着流量计量的日益普及,计量工编辑们不仅已通过很多成熟的手段实现了流量计的实验室检定校准,而且还提出了一些现场的在线检测方法。
 
1概述
安徽省计量院受芜湖市某自来水企业的委托,他们反映某水厂的出口计量可能存在计量不准确的问题,请大家帮助现场校准。芜湖市是安徽省的一个沿江城市,城市的取水水源主要是利用长江水源,该市某一水厂地处江边,而且是新建的现代化水厂,其基建的图纸基本完整,大家在深入了解了取水和用水的流量计量后,计划用两种方法对流量计进行现场校准,一种是用便携式超声流流量计进行校准,另一种是利用现场蓄水池作为标准器校准电磁流量计,然后大家再比较校准结果。
 
2现场校准方法的研究
 
2.1利用便携式超声流流量计作为标准器
首先,大家用便携式超声流流量计进行校准进行现场校准,得出示值误差为-2.58%。
 
2.2利用现场蓄水池作为标准器
系统校准方案如图1所示。
20181217145745.jpg
2.2.1测量仪器的选择
大家是利用水池的作为标准容积对现场安装的电磁流量计进行校准。所用主要标准器是钢卷尺、钢直尺、投入式液位计、计时器秒表等辅助设施。具体参数选择如下:
钢卷尺:
(1)测量范围:(0~100)m;
(2)准确度等级:I级。
投入式液位计:
(1)测量范围:(0~5000)mm;
(2)最大允许误差MPE:0.2%FS。
此设备大家选用GE的产品,性能稳定,重复性好。
2.2.2现场实验数据(见表1)
用蓄水池作为标准器使用,其实际体积的计算公式如下:
Vi=L×B×Hi-VF
式中:L—蓄水池的长度(m);
B—蓄水池的宽度(m);
Hi—蓄水池的的实际深度(m);
Vi—现场校准流量计时的有效实际用水体积(m3);
VF—蓄水池内应扣除附加无效积体(m3)。
20181217145806.jpg
假定附加体积量为VF—1.5m3,则:
Vi=L×B×Hi-VF
=130.402×41.324×Hi-1.500
=5388.739×Hi-1.500
若大家把测定的蓄水池的容量作为现场校准流量计的标准累计体积量,则:
Vs=Vi=5388.739×Hs-1.500
实际现场安装了一台DN800口径的电磁流量计,蓄水池的有效深度约为4.5m。
实际测量时大家选择午夜12:00以后开始进行现场校准,此时夜深人静,整个地区用水量相对处于比较少的时候,大家开始进行试验,先关闭蓄水池的进水阀同时闭出水计量的电磁流量计的进水阀,待水位稳定后,大家记录蓄水池的液位高度和电磁流量计的初始值,再打开电磁流量计后端的出口阀门并同时启动计时装置,电磁流量计流量稳定后,流量计的瞬时流量显示值约为7820.5m3/h左右。待流量计走了60min后关闭电磁流量计后端的出口阀门。此时,液位的显示差值为1.435m,此时电磁流量计走了7660.8m3。计算电磁流计的示值误差:
20181217145820.jpg
由于是现场校准,大家通常用示值误差一般不超过±2%来进行判断。故校准结果符合现场使用要求。
 
2.2.3校准结果的测量不确定度分析以上校准结果能否可能作为校准结果进使用呢?下面大家对现场校准的结果进行测量不确定度评估:
20181217145918.jpg
(2)根据测量不确定度传播律有:
20181217145943.jpg
(3)分析测量不确定度来源
本案例的测量不确定度的主要来源有:
①蓄水池的长度的不确定度u(L);
②蓄水池的宽度的不确定度u(B);
③蓄水池的深度的不确定度u(Hi);
④被校准流量计的读数不确定度u(Vi);
⑤各类标准器的不确定度(可包含相应的长、宽、高)中合并计算;
⑥水温、水压、蓄水池液面波动性所引起不确定度,本案可忽略不计。
 
(4)计算各不确定度分量
测量用钢卷尺的最大允许误差为Δ按均匀分布,则不确定度为:
20181217150111.jpg
被检流量计的最大允许误差为MPE:±0.5%,按均匀分布,对应的7660.8m3的测量不确定度为:
20181217150246.jpg
 
3结语
虽然大家现在可能利用便携式超声流量计进行现场校准,但现在校准结果的置信度往往令人担忧,特别是使用时间较长的管道,往往内部结垢比较严重,其校准结果出现的偏差比较大,这时大家就无法确认是测量方法问题还是流量计的计量准确度存在问题,因此,大家用蓄水池作用标准容器进行大口径电磁流量计的校准不失是现场进行大口径流量现场校准方法的一种补充。
 
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