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智能涡街流量计在线校准的意义

来源: ABG仪表集团-金湖百纳仪表科技有

2013/6/25 17:13:42 2421

    智能涡街流量计多数安装在供水主管线,很难获得停水送检的机会,电磁流量计由于不便拆卸,且多数安装在地下仪表井内甚至无法拆卸。而它们又多是核算水厂生产的重要参数,检定或校准问题显得尤为重要。
    大家知道,流量计使用效果究竟怎么样不仅和流量计本身有关,还和其安装环境与使用条件有关,送检只能解决流量计本身的问题,只有在线检定或校准才能解决这个问题,因此智能涡街流量计在线检定或校准意义十分重大
1解决大多数在用流里计无法送检问题
    智能涡街流量计送检困难是l待解决的一个问题,这个问题反映到电磁流量计身上尤为突出,然而目前智能涡街管线采用电磁流量计的比例高达70%以上,在水费逐年升高,核算逐步细化的今天,无疑使电磁流量计成为人们关注的焦点,也使计量工作人员承受了极大的压力,大家殷切希望智能涡街电磁流量计在线校准问题能够得到早日解决。
2消除安装与使用条件不理想所引起的附加误差
    智能涡街流量计要真正实现准确计量流量值必须具备两个必要条件:一是流量计本身准确度与可靠性要好;‘二是流量计安装环境必须符合规范要求.
    目前实际情况是:大家对流量计的准确度要求很高,对可靠性的考虑不足,对安装与使用条件的注意就更差了,往往是花大价钱买了准确度很高的流量计,由于忽略了流量计安装与使用条件可能对其准确度造成的不良影响实际的使用效果很差,不少人甚至对流量计本身产生怀疑。而这一问题仅靠将流量计拆下送检是无法解决的,必须通过现场校准才能消除安装与使用条件不理想所引起的附加误差。
    根据我们掌握的情况,在用的智能涡街流量计安装与使用条件不理想的占到60%以上,其中多数由安装与使用条件不理想所引起的附加误差的量值都可能大于流量计本身的准确度。
3流量计安装环境与使用条件对流量计影响复杂性
    目前智能涡街流量计在安装环境与使用条件上普遍存在两个问题,一是生搬硬套仪表使用说明书给出的前后直管段的Z低要求,将流量计安装在易受前后阻力件影响的流场不稳定区;二是设计能力与实际流量不符,往往出现大管子小流量的情况。
    智能涡街流量计的安装条件很难用一两个数据讲清楚,例:一台阀门后安装有一台流量计,其影响的变化可能性就有:不同形式的阀门、阀门不同的开度、不同的流量点等数个条件的组合。因此应保证在可能的情况下要给流量计尽可能长的前后直管段,不要把说明书给出的简单参考数据当成所谓金科玉律。
    供水行业所用的智能涡街流量计几乎都是速度式流量计,其原理都是建立在理想流场条件下点或线流速与面流速的函数关系之上的,流场不稳定或流速太低都会使计量的准确性大打折扣。
4流量测量不确定度分析
    智能涡街流量计在线校准的流量测量不确定度分析该如何做是我们大家所关心的一个问题,标准和国家规范都要求校准报告要对测量结果给出不确定度的说明。近期国家计量院从事流量计量工作的专家编撰了《流量测量不确定度分析》一书,它作为国家计量技术法规的通议宣贯教材是目前国内指导流量计量行业进行不确定度评定的一本专著,该书针对流量专业实际特点,实用性强。无论是各种流量标准装置还是各种流量计,它都有涉及,是流量行业难得的一本好参考书。
4.1测量不确定度的几个基本概念
    真值:与给定的特定量的定义一致的值。大家多称为理想值。
    约定真值:对于给定目的具有适当不确定度并赋予特定量的值。通常用某量的多次测量结果来确定。
  .测量结果:由测量所得到的赋予被测量的值。在测量结果的完整表述中应包括测量不确定度,必要时还应说明有关影响量的取值范围。
    仪器准确度:测hi结果与被测量真值之间的一致程度。
    不确定度:表征合理地赋予被测量之值的分散性,是与测量结果相的参数。它可以是标准差或其倍数,或说明了置信水平的区间的半宽度。不确定度恒为正值,其数值前不要加“±”号。
    标准不确定度:以标准偏差表示的测量不确定度。标准不确定度用u表示。
    相对不确定度:不确定度除以测量结果y的值(设y护。)。相对标准不确定度用u:表示。流量计量中大多采用相对不确定度的方式表述。
    合成标准不确定度:当测量结果是由若干个其他量的值求得时,按其他各量的方差或协方差算得的标准不确定度。用“。表示,相对值用uR表示。
    扩展不确定度:确定测量结果区间的量,合理赋予被测之值分布的大部分可望含于此区间。用U表示,相对值用U,表示。
    包含因子:为求扩展不确定度,对合成标准不确定度所乘之数字因子。用k表示。在流址计量中一般取k=2,置信概率近似为95%.
4.2电磁流量计的测量不确定度
    下面以流量范围为120~1200m3 /h、介质为水的电磁流量计为例进行分析。水的体胀系数为2×10℃,原始记录及计算见表2。

电磁流量计示值误差结构的不确定度见表3.

5)平均相对误差的不确定度
各流量点相对误差平均值的标准偏差用贝塞尔公式进行计算。
测量结果可以表达为以下两种形式.
①给出各流量点的相对误差,如表4所示。


②给出相对误差的平均值
测量结果也可表示为如下形式:

4.3超声波流量计的测量不确定度
    以夹装式超声流量计为例,在0.2级水流量标准装置上进行检定。测得测量管道内径为201mm,测量误差为1mm。每个流量点检定6次,检定数据见表5.不确定度分析见表6。

1)标准流量q的不确定度
检定超声波流量计用流Z标准装置的瞬时休积流量的不确定度为氏2%. R=2.
2)测量管直径的不确定度
由于侧Z管直径的侧Z误差为±lmm.按矩形分布考虑则:

3)测量重复性的不确定度
将各流Z点的重复性的Z大值代人.
4)平均误差的重复性
计算可得:平均误差Ё=0.39%平均示值误差的标准偏差,s(Ё)=0.13%.
5)由于沮度、压力影响相对较小,忽略其不确定度的影响.
测量结果表示为:平均误差Ё=0.39%,扩展不确定度U=0.98%, R=2,
4.4在线校准测量不确定度评定应注意的几个问题
在线校准测量的不确定度评定是一个比较困难的工作,首先我们必须规范在线校准的方法,然后尽可能全面地分析这个测量方法的不确定度组分,把该不确定度给的尽量合理。
  在线校准测量的不确定度主要由两部分组成,一是流量计本身的基本不确定度,这可以用将标准表送检取证的方法获得;二是流量计在现场受安装位置与使用条件,以及环境、操作等因素带来的附加不确定度,这类不确定度的估计是复杂多样的,每一个现场都有特殊性,有些只能定性分析无法定量给出。

 

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