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电磁流量计

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电磁流量计仪表系数的误差分析(一)

来源:作者:发表时间:2017-06-30 09:54:46

 摘 要:电磁流量计是一种根据法拉第电磁感应定律来测量管内导电介质体积流量的感应式仪表。目前多数流量计都设计有提供脉冲信号的输出,本文就使用静态质量法水流量标准装置对使用脉冲信号输出的电磁流量计进行检定中,选取仪表系数 K 进行讨论并对其误差来源进行分析,评定其测量值的不确定度。

 
         电磁流量计是 20 世纪 50 ~60 年代随着电子技术的发展而迅速发展起来的新型流量测量仪表。电磁流量计是应用电磁感应原理,根据导电流体通过外加磁场时感生的电动势来测量导电流体流量的一种仪器。本文主要针对一体型电磁流量计,依据 JJG1033 -2007《电磁流量计检定规程》规定的方法,检测电磁流量计在各流量点的仪表系数(P/L),并进行仪表系数误差来源的分析,评定仪表系数测量结果的不确定度。
 
1 被测对象
         本文分析选取的被测对象是 KROHNE 生产的型号OPTIFLUX2300,口径 DN50 电磁流量计,其流量范围为(0 ~30)m 3 /h。按照 JJG1033 -2007《电磁流量计检定规程》中检定方法,分别测量电磁流量计在流量点为 10m 3 /h、20m 3 /h、30m 3 /h 三点的仪表系数(P/L)。
被测对象
 
2 测量方法
         在规定的环境条件下,按 JJG1033 -2007《电磁流量计检定规程》,将电磁流量计安装在水流量标准装置上,使其与标准装置的管道同轴度的一致,检测前保证电磁流量计接地良好。以循环水为检定介质,通水测试前先确认流量、温度和压力稳定并确认被检流量计和管线均无泄露后,读取被检流量计零点,然后调至最大试验压力,检查流量计的密封性。把流量调到规定的流量值,等待流量、温度和压力稳定后,在相同时间内同时读取被检流量计和标准表信号并记录,分别测量 10m 3 /h、20m 3 /h、30m 3 /h 三个流量点,每个点各校准 6 次; 计算数据得到各流量点的仪表系数(P/L)。取最大值作为该电磁流量计仪表系数的测量结果。
 
3 测量模型
         电磁流量计仪表系数的测量模型为:K =N/V
 
         其中:K—电磁流量计的仪表系数;N—脉冲数;V—标准体积。
 
4 方差和灵敏系数
未sg5h6标题-1.gif
 
         在重复条件下式中可认为各输入量间彼此独立不相关,则灵敏系数为:QQ截图20170630095618.jpg
 
5 不确定度分析一览表(见表 2)
不确定度分析一览表
 
6 标准不确定度分量的计算
6.1 由脉冲测量重复性误差引入的标准不确定度分量U1
         本院标准装置为质量法水流量标准装置,按照规程JJG1033 -2007《电磁流量计检定规程》规定的方法,将被检电磁流量计安装于检定管道上,分别测试流量点10m 3 /h,20m 3 /h,30m 3 /h,每个流量点测试 6 次,得到的测量数据如表 3。
重复性测量数据
 
         由上表数据所得,则脉冲测量重复性误差引入的不确定度分量可得:
QQ截图20170630095809.jpg
 
6. 2 静态质量法水流量标准装置引入的不确定度 u 2
         静态质量法水流量标准装置采用高精度电子秤测量容器内经被测流量计流入的水的静态质量,由密度计读取水密度换算成体积,由上级检定机构中国计量科学研究院溯源检定证书信息得知,主标准器称重衡器 m 的测量上限为 1500kg,测量结果相对不确定度 U =0. 0093%,k =2,可认为符合正态分布,则由标准装置引入的不确定度分量即:
QQ截图20170630095826.jpg
 
         测量过程中需将密度计读取水的密度并换算成体积,水的密度 ρ =0.9971kg/dm 3 ,则由公式 V =m/ρ推导可得:QQ截图20170630095834.jpg