GBT 18660-2002 封闭管道中导电液体流量的测量电磁流量计的使用方法

7108660817:1992封闭管道中导电液体流量的测量电磁流量计的使用方法of in  18660。，。一12引用标准13定义。14符号和单位25基本理论。36结构和工作原理。47安装的设计和实践。二二二”二二二”二二“二78装置标志。1210不确定度分析。13附录一点是很重要的，因为它直接影响来自测量电极的电压信号的重复性。补偿可以通过以下方法来获得:a)一个增益补偿放大器，其增益与电源频率成正比，而与电源电压成反比;b)一个其输出与流量信号和参比信号(由励磁电流导出)的比值成正比的系统，在一个给定的流量值上，上述两个信号可能随电源电压和频率而变化，但它们之间的比值将保持常数;c)一个稳定的励磁电流系统。对线圈电流未作调整的交流(a. c. )励磁系统，二次装置测量的是V/第5章)。由电极引线会检测到除流量信号(V)以外的电压，这些电压可能是同电极引线、电极和介质所组成的环路相交的磁通量的变化而产生的(变压器效应)。这一电压近似地与流量信号相位差900，把这一呈900相位差的部分称之为“正交”电压。剩余部分则称作“同相”电压。最初安装时应在没有流量的情况下把“同相”电压调整到零，除非流量计中有一装置可自动提供这种功能。如果线圈电流已作调整，磁场被认为是恒定的，它只须测量电极信号就行了。如果线圈电流未经校准，那么，为了补偿磁场变化，二次装置可以利用一个取自一次装置的参比信号。该参比信号可以从供电电压、供电电流、金属材料中的或者空气隙中的磁通密度来确定。在一个脉冲直流系统中，在理想或者参比条件下，电极信号的峰一峰值()与管线中的流速成正比，且V。与V。相等(见图4a)，其中V。为正电压，认为负电压在实际情况下，如果零点或者“零流量”p+V,)，负向信号是(见图4b)。因此电极信号的总值是(),零点偏移被消除。如果偏移在负方向，也同样适用。该系统能在任何时候自动地消除零点误差，因此无论是启动/试运行，还是在随后工作的任何时间里，通常无须作零点调整。二次装置的功能和安装要求，a)模拟直流电流:4 mA;b)模拟直流电压:1;c)以一个定标过的或未定标过的脉冲形式的频率输出;d)数字式。电场分布与液体电导率无关，因而流量计输出一般与液体电导率无关。工作的最低电导率要求，应由制造厂给出。一次装置的内阻抗明显地取决于液体的电导率，该阻抗的变化非常大时，可能使输出信号产生误差。如果通过流量计的液体的电导率不一致，误差也可能产生。由均匀分布在介质中小颗粒所组成的多相液体，可以看作是一种均质液体。在衬里内表面上导电的薄层沉淀物，也可能引起误差 18660想状态随机吸声无流量信号b)实际状态图4脉冲直流(双向)诺数的影响通常很小，实际使用时可以忽略。头、阀门或渐缩管等)可能引起速度分布畸变，这种流动状态可能对流量计的性能产生影响。通常，用户必须遵循制造厂为了把这些影响减至最小而推荐的安装要求。果在这种情况下，最大流量时的平均轴向流速小于制造厂所推荐的数值，那么应该选用一个较小口径的一次装置。也可能由于其他原因，例如为了减少成本或者更加合理化，而选用口径比毗连工艺管道小的一次装置。工艺管道与测量管内径匹配的允差见 18659,要在所有时间里测量管内部都充满介质即可。应避免安装在可能对流量测量信号产生干扰的电气设备附近;也应避免安装在可能在一次装置中产生感应电流的场合。管流动状态如何，磁场配置应使电磁流量计的校准系数始终一致。这对于采用电极专门配置的流量计，有可能做到;但如果采用很小的电极则无法实现。实际上，当电极平面处的流速分布 18660磁流量计在校准中就可能出现偏移。一次装置上游管道连接件的配置，是引起特殊的流速分布的因素之一。流动干扰影响的精确数据未必能得到，但对于多数电磁流量计，如果性能变化不超过I%，则推荐对任何流动干扰源(例如一个弯头)，应处于电极平面上游至少10倍管径的地方。当不可避免地小于这一距离时，应听取制造厂的意见。旋涡流也会改变校准系数，虽然垂直于管道轴线的流动分量不会影响流量，但它们可能对信号产生影响。此外，源于上游管道不同形态(例如在不同平面上有几个弯头)而产生的旋涡数量和分布，也难于从工艺管道的布局进行预测。因此，当怀疑有旋涡流时，最好在一次装置的上游装人一个旋涡消除器，旋涡消除器的一些形式在194中有说明。当一次装置用锥形管连接到管路中时，不规则流动状态对校准系数的影响将随不规则流动的类型(旋涡、不对称等)和锥形管的设计(收敛，扩张，锥角大小等)，或者减少或者增大。测液体必须完全充满其中。否则，测量就达不到制造厂规定的精确度。如有必要时，还可安装报警装置以保持正常地进行测量。用于局部充满一次装置的测量，例如污水流量测量，这方面的问题已超出本标准范围，将作专门的考虑。沉淀物则会沉积在管道的底部，因此一次装置必须这样安装:使电极均不在上述位置上(施)为了检查流量计的零点，必须保证通过一次装置的流量为零，使之充满静止的液体。然而对带有自动调零的采用同步脉冲直流励磁的流量计，这种措施可能就没有必要。荐垂直安装以确保使衬里的磨损均匀分布。对于可能沉积固体颗粒的一次装置必须垂直安装，或者采取必须进行冲洗措施。有时在电磁流量计前沿加装一个保护环，该环应设计成保证液体呈流线型流动。夹带气体的情况下，由此引起的测量不准确性与气体对液体的体积百分比直接相关，预防的方法是，依靠增加液体压力来减小这种影响，例如将一次装置安装在节流件如控制阀的高压一侧，或者是排除夹带气体。)气体的情况下，各相的相对平均移动会影响流量计性能。这种情况特别可能发生在管道垂直安装的场合，此时用户必须向制造厂咨询。留出安装和拆卸一次装置的备用空间以及考虑到电的连接，还应提供调整和对准毗连管道的方法。考虑管道工程结构时，应特别注意防止一次装置安装时及安装后的过度应力应努力减小管道负载和一次装置连接法兰的应力，对不能用作承受管道负载的塑料壳体流量计更应特别注意，其容许值应符合制造厂的规定。一次装置用螺栓紧固在管道上时，正确地对准管道的轴线是极其重要的。需特别注意垫片的样式。 18660均匀地、适度地拧紧法兰螺栓。制造厂应规定最大容许扭矩。一次装置装卸时应加注意，应使用一次装置上的吊环或起重吊耳。对任何会损坏衬堂的方法(例如，钩住测量管内壁)都不应采用。小角度圆锥形管接头(推荐最大圆锥角150，见图5)将一次装置连接在管道上的方法是可行的。在此情况下，出人口直管部分的口径应与流量计保持同样的尺寸(当管线是水平时，为防止形成气阱，应采用偏心锥管。流向排气孔流5'好是接地。如果埋没的管道是用阴极防护的，这种预防措施是很重要的(被测液体与一次装置本体间的电连接可通过一次装置与毗连管道相连来实现;另外，在使用绝缘的或非导电管道的场合，可用导电(接地)环或电极来实现。等电位导电连接件(通常是铜带)应跨接在两个法兰的接头上(见图6>0一次装置与二次装置间的互联应谨慎地遵守制造厂的使用说明书。电源应尽可能从电压稳定的插座上取得。关于流量计系统电接地的说明应严格遵守。指交流系统)由于一次装置有一个提供磁场的线圈，所以它是一个电感性装置，使励磁电流滞后于供电电压约90“的相位差，从而给出了一个低的功率因数。典型值在。决于一次装置的尺寸。为了改善功率因数，可将补偿的电容器并联在电源上，由制造厂装在一次装置外壳的外部或内部。要特殊的防护措施以保证阴极电流的直流分量不影响流量计系统的精确度及稳定性。在这种情况下，流量计制造厂应对安装提供意见。 18660接法兰接头的导电连接件所需的防护措施取决于一次装置相对阴极保护系统组件的位置。首先要求一次装置本体和被测液体处于等电位，这可以方便地在一次装置本体和毗连管道之间用合适的电气连接来实现;或者，在使用绝缘或者不导电管道的地方，可借助于导电的“接地”环或“接地”电极来实现。不能靠二次装置来抑制串模电压。在阴极保护用电连接的情况下，电源的地不应与一次装置本体相连接，否则保护电流会旁路至电源的地。在长管线上采用阴极保护系统时，阴极电流常常来自几个不同的源。它们可能相距甚远，且由干沿管线长度的地电阻变化而处于不同的电位，这就可能引起大的电流在管线中流动，如果允许其流过一次装置本体，就可能引起测量不准确。如采用一个绝缘法兰和几个导电连接件，如图6(上图)所示，可避免这种影响。采取机械的、电的或化学的清洗措施清洗，流量计可在与工艺管道连接的工况条件下进行情洗，也可从管道上拆下来清洗(采用减少覆盖层的弹头形电极、超声波清洗方法和电容信号检测器可把这种影响减至最小。以电极可以拆卸下来(通常在管道工作压力下)进行外部检查和清洗。一个电极安装一个旋转式刮除器，刮除器刀口垂直于电极表面。刮除器的轴通过液压密封由外接马达驱动或手动。可以连续运行或间断运行。这种方法在现代电磁流量计中一般较少采用。过选择电极轴的长度和超声波的频 18660而在电极上形成的局部气蚀以清除沉积物。这一方法一般用于结晶型覆盖层的清洗。除”法本方法是将电源的电压接在两电极之间(在进行这一操作时二次装置自动断开)，导致两电极表面上发生电解，迅速放出气体，导致沉淀物去除。本方法一般用于油质型、油污型以及淤渣型覆盖物。电极的加热也可用来清除从污水中沉积下来的脂肪和油污。了，该注意制造厂关于环境温度和湿度的说明。特别应避免阳光直射。些电缆线应尽可能的短，不能超过制造厂规定的极限。注意保证信号电缆线路的敷设不靠近强电流电缆线。应特别关注“接地回路”的故障预防，实施良好的接地。a)仪表型式和系列编号;b)额定压力和额定温度;c)供电电源:电压，频率和功率(独立电源时)。a)外壳防护等级;b)公称通径;c)校准系数;d)衬里材料;e)电极材料。注:如铭牌尺寸允许，如商标、装置重量、制造日期、a)仪表型式和系列编号;b)供电电源:电压、频率和功率;c)输出信号;d)极限负载阻抗。a)外壳防护等级。注:若铭牌尺寸允许，如商标、制造日期等附加说明亦可包括在内。 称校准)条件下(试验装置上用水的湿式校准来确定。进行校准的这一条件应使该测量可追溯到国家基准或国际基准，因而，校准是针对已知的不确定度。例如， 17612和316给出了适用的校准方法。 18659也给出了用于电磁流量计的评定方法。当一次装置太大，不能安装在制造厂的试验装置上时，或者试验装置流量不够，则可以使用另一个更大的流量试验装置。如果这样做不可能时，则可利用用户的容器或贮水池进行现场校准，或者用这系统中另一个参比流量计进行比对。总不确定度应按第10章中的规定予以确定。通常称为“干式校准”的基于磁感应强度测量和基于物理尺寸计算一次装置信号的方法不属于本标准范围。些公称校准条件应由制造厂加以规定。为了比对的目的，流量计应在 18659规定的环境范围和流量条件下试验。倘若流量计已达到热平衡，当影响量保持在制造厂规定的工作极限之内，通常可设想它们对流量计计量特性的影响可以忽略。及它们对性能的影响。欲知评定流量计性能的有关内容的详情应参阅 18659,现行的作法是对指定的流量范围上规定一个参比精确度包络线。典型的参比精确度包络线如图7所示。10章给出了不确定度分析的摘要。每一数据点不确定度的上、下限应在制造厂提供的精确度包络线(图7)以内。然这些影响通常在二次装置中得到补偿，但制造厂也应为每个影响量规定一个误差极限。次装置或测量管应经受适当的压力规范标准的试验。 18660滴标度流被测值百分数误差/%油标度流101忍书满标度流童的百分盈/%R 5168规定进行。然而，重温某些基本原则，并给出这些原则应用于电磁流量计测量的方法是有用的。R 7066066 ”的测量误差是该量的被测值与真值之差。没有一个物理量的测量是没有不确定度的，不确定度或来自系统误差或来自测量结果的随机分散。系统误差不能通过重复测量来减小，因为它来自测量器具的特性、安装和流动特性。而随机误差可以通过重复测量得以减小，因为。次测量均与其他测量无关，则。次测量x，分布的标准偏差  变量变量变量言之，者重复测量次数太少，以至于在统计基础上直接计算标准偏差可能是不可靠的，而如果可以估算标准偏差可取为这最大范围的四分之一(即在所采纳的按同样方法，假定误差的系统分量可用一个标准偏差来描述，它等于该分量正或负的最大期望值范围之半。一种变量的测量中，不确定度可定义为变量的标准偏差的两倍。凡是要求测量符合本标准时，则不确定度应在这名义下进行计算和引用。的而又为数众多的，并具有高斯分布，则真实误差小于不确定度的概率为。估计的标准偏差为不确定度e,=士2S,相对不确定度a)流量二。;b)流量二、v(1士E,v )(置信度水平为95%);。)流量一9、在士1000信度水平为95%)差可能的来源基本上是:a)输出信号测量中由所用设备引起的系统误差;b)输出信号测量中的随机误差。c)由于流动条件通常与流量计校准时通行的条件不同而引起的误差，包含系统误差和随机误差两种分量;d)由于流量4、与输出信号(X)的不确定度产生的误差。这误差包含系统的和随机的分量，它取决于流量计校准的条件，且能在校准曲线的每一个试验点上变化。 然系统误差已经从随机误差中区分出来，每一个系统误差分量的可能值的概率分布基本上是高斯分布。因此，随机和系统误差的合成可以全部按真实随机误差处理，并且按照168，流量测量的相对标准偏差可取为由各种来源产生的相对标准偏差之平方和的平方根。因此流量测量的结果是:q,(，士二V)一。，士:S、二.,    I S,=S:;r十一又玉万十一十一q,      eh i、式中:凡 输出信号测量中与系统误差有关的标准偏差;输出信号测量中的随机误差的标准偏差;,.校准关系中的标准偏差在校准关系提出;述公式写作:茂一qv+9A'+(赞zl s g'+(S, 18660示的附录)一次装皿的结构材料要的是要考虑到可能有各种化学品可能通过测量管，如消毒剂、洗涤剂和溶剂。因为用户了解被测液体的性质，所以材料使用的最终决定还是用户。(本附录提供的部分材料和参数仅供参考。)衬里材料承受的温度应不超出制造厂推荐的范围也是重要的。一次装置最大的允许压力通常是随过程流体温度的提高而降低。2. 1橡胶1. 1硬橡胶硬橡胶通常适宜在。C  90 种材料具有极好的抗小颗粒磨损性能和良好的化学耐蚀性，特别对萃取剂、酸和某些碱。2耐磨橡胶(天然)耐磨天然橡胶一般适合在一200们具有极好的耐磨