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电磁流量计

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高精度电磁流量计温度影响实验分析

来源:山东省计量科学研究院编辑:许瑞祥发表时间:2017-04-18 09:26:42

摘要: 为了研究高精度电磁流量计在不同温度下的特性变化,以山东省计量院的 DN50 ~ DN400 热水流量标准装置为实验平台,对横河 DN40、科隆 DN80、西门子 DN100 三块 0. 2 级电磁流量计进行研究。采用热水流量标准装置质量法测试电磁流量计在不同温度及流速下的仪表系数和重复性。通过实验分析得出: 电磁流量计的仪表系数随介质温度的升高逐渐降低; 仪表系数在高温以及低温处受影响明显,DN40 电磁流量计的仪表系数本次实验高低温处最大变化量约为 0. 7% ; 在电磁流量计对应的流量范围内,仪表系数受介质流速变化的影响不超过± 0. 2% 等。通过实验分析,对电磁流量计的特性有了深入的了解,对流量计量器具的标定以及相关的实验工作有着积极的作用。

0 前言
电磁流量计由于测量精度高,压损小等优点,广泛应用于国家法定计量机构和相关计量器具生产企业中。根据电磁流量计的测量原理,通常认为电磁流量计所测流量不受温度、流速等诸多因素的影响,但相关研究文献却几乎没有。而在实验过程中发现,温度等因素对高精度电磁流量计测量还是有着一定的影响,因此,有必要对高精度电磁流量计的温度等影响因素进行实验研究分析。

山东省计量院的 DN50 ~ DN400 热水流量标准装置,口径与测量不确定度国际领先。质量法流量测量范围为 ( 0. 1 ~ 1 200) m3/ h,低温制冷装置最低可达 5 ℃,高温加热装置最高可达 85 ℃,满足电磁流量计实验流量点及温度点的测量要求。该标准装置为研究高精度电磁流量计流量在不同温度点下的特性提供了良好的实验平台。

1 实验设计
以山东省计量院 DN50 ~ DN400 热水流量标准装置为实验平台,电磁流量计共 3 块,分别为横河 DN40 电磁流量计,科隆 DN80 电磁流量计,西门子 DN100 电磁流量计,精度均为 0. 2 级。3 块电磁流量计经过多次校准比对,性能稳定。对电流量计在 10、20、50、80 ℃ 4 个温度点下进行仪表系数及重复性测量,根据 JJG 643—2003 《标准表法流量标准装置》的要求选取流量点。

2 实验研究
实验利用热水流量标准装置质量法标定电磁流量计的仪表系数和重复性,主要测试其在不同温度及不同流速下的仪表系数及重复性的变化规律。单块标准表在同一温度点下,每个流量点进行 10 次仪表系数测量,计算该流量点下的平均仪表系数及重复性,将所有流量点测量完成后,得到该电磁流量计在此温度点下的仪表系数及重复性的实验数据。依次变换电磁流量计及温度点进行测量,得到不同电磁流量计在不同温度下的仪表系数及重复性数据。

2. 1 仪表系数分析
将实验测得的电磁流量计在不同温度及流速下的仪表系数数据整理,特性曲线如图 1 所示,3组曲线分别对应 DN40、DN80、DN100 的 3 块电磁流量计的仪表系数曲线。

电磁流量计仪表系数随介质温度流速变化曲线

由图 1 可得: ( 1) 随着介质温度的升高,电磁流量计的仪表系数均呈逐渐降低的趋势。其中20 ℃ 和 50 ℃ 的仪表系数基本相同,10 ℃ 和 80 ℃的仪表系数与 20 ℃时偏离较大。
( 2) 温度对电磁流量计的仪表系数在高温以及低温处影响明显,以 DN40 电磁流量计为例,仪表系数本次实验高低温处最大变化量约为 0. 7% 。( 3) 在电磁流量计相应的流量范围内,在同一温度下,随着介质流速的变化,电磁流量计的仪表系数在个别点出现略微浮动,但整体变化不超过 ± 0. 2% 。

2. 2 重复性分析
将实验测得的电磁流量计在不同温度及流速下的重复性数据整理,特性曲线如图 2 所示,3 组曲线分别对应 DN40、DN80、DN100 的 3 块电磁流量计的重复性曲线。

电磁流量计重复性随介质温度流速变化曲线

由图 2 可得,随着介质温度及流速的变化,电磁 流 量 计 的 重 复 性 有 一 定 的 波 动,但 都 在0. 07% 以下,符合 JJG 1033—2007 《电磁流量计》的重复性要求,说明电磁流量计的重复性受温度及流速影响较小,同时表明该热水流量标准装置在不同温度点下的测量性能稳定。

3 结束语
通过测试结果分析得出: ( 1) 随着介质温度的升高,电磁流量计的仪表系数均呈逐渐降低的趋势。( 2) 温度对电磁流量计的仪表系数在高温以及低温处影响明显,DN40 电磁流量计的仪表系数本次实验高低温处最大变化量约为 0. 7% 。 ( 3)在电磁流量计对应的流速范围内,仪表系数受介质流速变化的影响不超过 ± 0. 2% 。( 4) 电磁流量计的重复性均在 0. 07% 以下,符合重复性要求,说明电磁流量计的重复性受温度及流速影响较小,同时表明该热水流量标准装置在不同温度点下的测量性能稳定。

通过实验分析,对电磁流量计在不同温度、流速下的实验特性有了深入的了解,为标准表在实际工况下的特性提供了详实的实验数据的支撑。这对流量计量器具的标定以及相关的标准表实验工作都有着积极的作用。

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