电磁流量计示值误差校准不确定度评定

1、电磁流量计示值误差校准不确定度评定针对目前电磁流量计在出厂时只标注有允许误差或准确度等级，其不确定度未予表述这一现状，依据电磁流量计检定规程JJG1033-2007，进行水流量标准装置实流校验试验。分别介绍了评定的测量依据、环境条件、测量标准、被测对象、测量过程以及评定结果的使用。示值误差校准不确定度分析评定表明，该标定装置的不确定度对于电磁流量计的测量非常重要。    0 引言    随着自动化工业的不断发展，电磁流量计应用不断扩展。在各项工业系统中，它是过程控制或贸易结算中极为重要的仪器。因此，电磁流量计校验必

2、须在经法定计量部门检定认可的水流量标定装置上实流标定。其校验误差是在相对特定标定装置上测得的，所以确定仪表标准误差的不确定度应是首先考虑的问题。    目前，不少电磁流量计生产厂家在其选型资料上标明了自家生产仪表的精度，即允许的最大误差或准确度等级，而校准误差的不确定度未作说明。当将仪表换台到其他台位上校验，将出现较大的偏差，这就是没有考虑流量标定装置不确定度因素（当然流量计的稳定性和重复性也是关键重要的因素）导致的结果。    本文详细阐述了流量计示值误差不确定度评定的计算方法，并通过与中国计量科学研究院和上海市

3、计量测试院进行比对试验，最终论证了计算方法的准确性。    1 校准不确定度评定    本文主要介绍依据电磁流量计检定规程JJG1033-2007，对电磁流量计示值误差的测量结果的不确定度进行评定，通过严谨的标定实验以确保产品的精确度和可靠性。    1.1 标定实验要求    依据电磁流量计检定规程JJG1033-2007，在校准的环境条件下，以最大流量为100m3/h、准确度等级为0.5%的DN80mm电磁流量计为被测对象。测量标准

4、与主要配套仪器设备为经上一级检测机构校准的DN40mmDN150mm水流量标定装置，不确定度为0.041%（k=2）。    符合上述条件的测量结果，一般可以直接使用本不确定度评定结果。    1.2 标定方法和数学模型    在规定的环境条件下，按电磁流量计检定规程JJG1033-2007检定，以检定规程给出的示值误差表示式作为不确定度评定的数学模型，以循环水为介质，用静态质量法测量，将电磁流量计显示的累积流量值与标准装置的容积值（换算到流量计处状态的累积流量值）比较，计算

5、得出电磁流量计相对示值误差如式（1）所示。        （1）    式中：Eij为第i检定点第j次检定被检流量计的相对示值误差，%；Qij为第i检定点第j次检定时流量计显示的累积流量值，m3；（Qs）tf为第i检定点第j次检定时标准器换算到流量计处状态的累积流量值，m3。    灵敏系数C的表达式为：        （2）    传播

6、率计算公式为：        （3）    由于所有输入量Qij、（Qs）ij彼此独立且不相关，故传播率公式简化后如式（4）所示。        （4）    1.3 示值误差E的测量结果    依据电磁流量计检定规程JJG1033-2007安装电磁流量计，检定流量点可分为5点（10%、25%、50%、75%、100%）。每个流量检定点与

7、设定流量的偏差应不超过±5%，每个流量检定点的重复检定次数应不少于3次。    仪表校验记录结果如表1所示。         2 评定数据分析    2.1 误差不确定度    被测电磁流量计示值误差E的不确定度来源于输入量Qij和标准装置输出（Qs）ij。分析指出，主要不确定度源包括：输入量Qij测量的不重复性引入的相对不确定度urel（Qij）。标准装置输出（Qs）ij测量

8、不准引起的相对不确定度urel（Qs）ij。    不确定评定方法分为A类和B类2种评定方法，该不确定度采用A类方法评定。    取校验点100%处测得的3个误差，可得：       （5）    应用如式（6）所示的贝塞尔公式，计算单次实验标准差：        （6）    分别将该标准差代入测量所得的其他校验点各

9、次流量计误差值，可以求出各校验点的实验标准差Sj，如表2所示。    合并实验标准差Sprel为：       （7）    为了减小风险，取最大实验标准差作为相对不确定度urel（Qij），则：       （8）    自由度V1的表达式为：       （9）   

10、; DN40mmDN150mm水流量标准装置经上海计量测试技术研究院华东国家计量测试中心校准（根据液体流量标准装置检定规程JJG164-2000），所得到的具体校准试验数据如表3所示。    为了更好地反映装置的实际状况，并与实际应用相结合，换向器选用流量计法进行检定。综合以上各设备的标准不确定度、液体流量标准装置的扩展不确定度，其给出的扩展不确定度为：        （10）    为了提高可靠程度，取置信概率p=95%，V2=50。

11、    3 示值误差不确度评定    测量的合成标准不确定度urel（E）：        （11）    有效自由度为：       （12）    取置信概率p=95%，按有效自由度Veff=35，查t分布表得k95=t95（35）=2.03，示值误差E测量结果的扩展标准不确定度U95rel为： 

12、;     （13）    被测电磁流量计示值误差E=-0.40%，其扩展标准不确定度为：         本公司将此台校验的电磁流量计送至中国计量科学研究院和上海市计量测试院进行比对试验，测量审核满意度公式如下：        （14）    该试验证实了本公司水流量标定装置与国家计量科学研究院和上海计量测量院的标定

13、装置有同等级的不确定度。    4 结束语    通过对流量计不确定度的评定，可以看出标定装置的不确定度对流量计测量精度的重要性。标定装置的不确定度越高，越能真实地反映流量计的测量误差，也越能保证流量计出产时的精度，为用户提供可靠的保障。因此，提高标定装置的不确定度对于开展流量计的检定工作和正常的生产工作来说是至关重要的一个方面。    参考文献    1国家计量技术规范.JJF1059-1999测量不确定度评定与表示S.1999.&#

14、160;   2国家质量监督检验检疫总局，电磁流量计检定规程JJG1033-2007S.2007.    3国家技术监督局，JJG164-2000液体流量标准装置检定规程S，2000.    4蔡武昌.流量测量方法和仪表的选用M.北京：化学工业出版社，2001.    5苏彦勋.流量计量与测试M.北京：中国计量出版社，1992.6顾克江.总量计量与流量测量的理论探讨J.自动化仪表，2006，27（7）：60-62.浅谈电磁流量计运行期间的故障分析

15、发布时间：2012-10-25来源：互联网我要说几句 |   » NI cRIO-9068软件定制控制器资源包» LabVIEW 2013常用工具包集锦» LabVIEW 2013评估版软件» 数据采集技术趋势展望2013通过电磁流量计的原理，了解电磁流量计是如何工作的，分析故障原因及解决方法，以便于问题的解决。     1 引言    我公司的净化水、地表水、软水和深井水大都采用电磁流量计进行计量，由于水资源的紧张，仪表的计量显得更加重要，要求计量的准确性越来越高

16、，通过对电磁流量计原理的了解及故障分析，我们能准确的避免故障的发生和出现故障后能够尽快解决，使水计量达到一个新的水平。    2 电磁流量计的原理    电磁流量计是利用法拉第电磁感应定律制成的一种测量导电液体体积流量的仪表。它的基本原理是法拉第电磁感应定律，即导体在磁场中切割磁力线运动时在其两端产生感应电动势。导电性液体在垂直于磁场的非磁性测量管内流动，与流动方向垂直的方向上产生与流量成比例的感应电势，电动势的方向按“弗来明右手规则”，其值如下式：    3 电磁流量计运行期间的故障类型 &#

17、160;  电磁流量计安装并正常运行一段时期后会出现一些故障，常见故障原因有：流量传感器内壁附着层，雷击，线路的影响，电路板损坏，环境条件变化等因素。    3.1 雷击    雷击在线路中感应瞬时高电压和电流，进入仪表就会损坏仪表。雷电击损仪表有4条引入途径：电源线，传感器与转换器间的流量信号线、励磁线和输出4-20mA信号线。然而从雷电故障中损坏零部件的分析，引起故障的感应高电压和电流大部分是从控制室电源线路和输出信号线引入的，其他两条途径较少。发生雷击时，不仅电磁流量计出现故障，而且和它相连的计量前端也可能出现雷击事故

18、。因此使用时要做好各种防护措施。    3.2 环境条件变化    主要原因是管道杂散电流干扰，空间电磁波干扰，大电机磁场干扰等。管道杂散电流干扰通常采取良好单独接地保护可获得满意测量，但如遇管道有强杂散电流不一定能克服，须采取流量传感器与管道绝缘的措施。空间电磁波干扰一般经信号电缆引入，通常采用单层或多层屏蔽予以保护。    3.3 内壁附着层    由于电磁流量计测量污水、河水和净化水时，含有悬浮物或污脏体，易出现内壁附着层而产生的故障。若附着层电导率与液体电导率相近，仪

19、表还能正常输出信号，只是改变流通面积，形成测量误差的隐性故障；若是高电导率附着层，电极间电动势将被短路；若是绝缘性附着层，电极表面被绝缘而断开测量电路，引起测量流量的减小。本公司就曾经出现过此类的故障现象。    3.4 线路的影响    由于线路受现场条件的影响，架设的线路可能出现被挂断和挖断的情况，导致电磁流量计不能正常计量。    3.5 电路板损坏    除雷击以外，电源电压过大，仪表进水或部件老化都可能引起电路板的损坏。    4

20、60;流量测量值与实际值不符时的原因及检查    4.1 故障原因    引起测量流量与实际测量不符的故障原因，大体上可归纳成以下5个方面。    （1）转换器参数设置不准确；    （2）传感器安装位置不妥，未满管或液体中含有气泡；    （3）未处理好信号电缆或使用过程中电缆绝缘下降；    （4）传感器下游流动状况不符合要求；    （5）传感器极间电阻变化或电极绝缘下降。

21、0;   4.2 故障检查和采取措施    （1）复核转换器参数值，检查零点、满度值。我公司就出现传感器系数被修改的现象导致计量失真。    （2）查管道充是否不满管和含有气泡。本类故障主要是管网工程设计不良或相关设备不完善所引起的，对传感器进行改造。    （3）检查信号电缆系统。检查连接电缆匹配是否适当？连接是否正确？绝缘是否下降？通常人们检查电磁流量计测量流量不符的故障原因，往往忽视连接传感器和转换器之间的电缆系统，每个生产厂家生产的仪表对电缆的要求是不一样的。例如经常遇到以下事

22、例：将所附整根电缆割断后重新连接，使用一阶段后连接处吸入潮气，绝缘下降；信号线末端未处理好，内屏蔽层、外屏蔽层和信号线相互间有短接，或与外壳短接；不用规定型号（或所附）的电缆；（电缆长度超过受液体电导率制约的长度上限；液体电导率较低而传感器和转换器相距较远，未按规定使用专用屏蔽电缆。    4.3 调查传感器上游流动状况，检查传感器测量道内壁状况    （1）传感器上游流动状况常因受安装空间限制，偏离规定要求，如无法满足足够长度的直管段，这些会引入影响测量准确的因素。特别是接近传感器上游设置调节阀或未全开的闸阀，可以改动传感器的安装位

23、置。（2）内壁存在淤积层或管壁被磨损，从而改变流通面积，影响测量值。这类故障的出现只有在运行一段时期后才会出现。流量传感器上游流动状况偏离要求的原因绝大部分是工程设计将传感器安装在不适当位置所致；但也发生过工程设计的安装情况良好，但运行一段时间后，却出现较大误差。    4.4 检测电极与液体间接触电阻和电极绝缘    电极与液体接触电阻主要取决于接触面积和液体电导率。一般结构电极在测量电导率为5×10-6S/cm的蒸馏水时电阻值为几百千欧，电导率为150×10-6S/cm的生活和工业用水约为几十千欧，电导率为1&

24、#215;10-2S/cm的盐水约为几百欧。用万用表在充满液体时测量电极接触电阻，虽然只是确定大体的值，却是判断管壁状况较方便的方法。电磁流量传感器的电极接触电阻最好在新装仪表调试时即测量并记录在案，以后每次维护时均作测量（作分析比较测得各次电阻值，必须是用同一型号万用表，同一测量档的测量值），分析比较将有助于今后判断仪表故障，省略从管道上卸下流量传感器进行检查。如所测电极接触电阻值比以前增加，说明电极表面被绝缘层覆盖或部分覆盖；如比以前电阻值减少，说明电极和衬里表面附着导电沉积层。通常要求电极绝缘电阻大于100兆欧姆，若检查结果确实是绝缘破坏，则只能调换传感器。检查电极绝缘的方法是先卸下流量

25、传感器，放空液体，用布擦干衬里内表面，并用电吹风机吹干。然后用500VDC兆欧表，分别测试两电极对地电阻。然而绝缘下降的原因，往往是地接线柱等浸水受潮所致，有时候用电吹风排除潮气即可恢复绝缘。    5 小结    近年来，面对日益紧张的水资源，对计量的准确度也在不断提高要求。随着电磁流量计的使用越来越广泛，这就需要我们仪表维护人员对电磁流量计的故障判断及检查非常熟，能够节省我们的工作时间，极大的提高我们的工作效率。电磁流量计在污水处理厂的应用发布时间：2012-10-25来源：互联网我要说几句 |   »

26、; NI cRIO-9068软件定制控制器资源包» LabVIEW 2013常用工具包集锦» LabVIEW 2013评估版软件» 数据采集技术趋势展望2013介绍了电磁流量计的工作原理及特点，对流量计在应用过程中出现的一系列问题进行了分析，即传感器选型、安装位置选择、投运、故障等，并提出了相应的解决方案。电磁流量计自2008年5月投入使用以来，效果显著。   0 引言    随着全球人口急剧增长，工业发展迅速，全球水资源状况迅速恶化，“水危机”日趋严重。应对这种情况，我国政府将在“十

27、一五”期间投资3000亿元新建、改建数千座污水处理厂，以推进城市污水处理和利用，污染减排。在这样的大背景下，安徽省黄山市正投资兴建某污水处理厂，目前已建成日处理水15000m3污水一期工程，担负着生活、工业污水净化的重要任务，改善水体环境质量，使黄山市成为一座山清水秀的城市。    2004年前，黄山市基本上没有大型污水集中处理厂等设施，更别提用于污水流量检测的流量计了。在污水处理过程中，原污水的流量是一个需要检测的关键参数。因原污水是含有颗粒、悬浮物、固液混合、具有腐蚀性的介质，而电磁流量计最大特点是能够测量酸、碱、盐溶液以及含有固体颗粒（如泥浆）或纤

28、维液体的流量，因此，该污水处理厂采用了2台电磁流量计，用于原污水的流量计量。    1 电磁流量计的工作原理    电磁流量计的基本原理是法拉第电磁感应定律，即导体在磁场中切割磁力运动时，其两端产生感应电动势E为：       （1）    式中，K为仪表常数；B为磁感应强度（T）；v为导体运动平均速度m/s；D为管道内径（m）。图1 电磁流量计工作原理    电磁流量计工作原

29、理和结构如图1所示，由流量传感器和转换器两大部分组成。    测量流量时，导电性液体相当于法拉第试验中的导电金属棒，以平均速度v流过垂直于流动方向的磁场。导电性液体的流动，在测量电极上感应出与平均流速成正比的电压。其感应电压信号E通过一对或一对以上的与液体直接接触的电极检测出来。    根据流体的体积流量公式为      （2）    由公式（2）可知，Q与v是成正比的一一对应函数，那么E与Q也是成正比的一一对应函数，测出了感

30、应电压E也即测出了介质的体积流量Q。    测出的感应电压E由电缆送至转换器，通过智能化处理，然后LCD显示，或转换成标准信号420mA输出。    2  电磁流量计特点    （1）测量管道内无阻力元件，没有附加的压力损失，不易发生堵塞，具有显著的节能意义；    （2）测量管道内无可动部件，不易磨损，因此传感器寿命长；    （3）传感器所需的直管段较短，方便安装； 

31、60;  （4）合理选择电极和内衬材料，可耐腐蚀和耐磨损；    （5）双向测量系统，可测正反向流量；    （6）流量的测量为体积流量，不受流量的密度、粘度、温度、压力、和电导率变化的影响；    （7）传感器感应电压信号与平均流速呈线性关系，测量精度高（±0.3-0.5），量程比宽（1：150）。    3 电磁流量计选型    仪表的选型很重要，有关资料表明，仪

32、表在实际应用中有2/3的故障是仪表选型错误或使用不当造成的，因此，在确定选用电磁流量计之后，还应根据不同的工艺、环境、测量、介质等综合考虑。    3.1 口径选择    根据该污水处理厂提供的工艺管道直径、管道压力及污水流速，选择口径D=600mm的电磁流量计，现场不需要缩管和扩管。    3.2 内衬、电极材料选择    电磁流量计主要用于测电导率5S/cm的流体流量，应根据被测物质的腐蚀性、磨损性、温度及凝结性等特点和价格承受能力

33、，应选择不同内衬、电极材料。    电磁流量计的内衬材料有：耐腐蚀性中等、耐一般低浓度的酸、碱、盐的氯丁橡胶材料，耐磨损性强而耐腐蚀性能一般的聚氨脂橡胶，耐腐蚀性能强和适于温度高的聚四氟乙烯，化学性质等同于聚四氟乙烯的抗拉、抗压聚全氟乙丙烯，耐稀酸、碱、盐的温度60的聚乙烯和温度100的聚苯硫醚等。    电极材料装于其管道内壁，与被测物质直接接触，故应根据被测物质的腐蚀性选定。电磁流量计电极的材料有：耐盐和小于50%浓度碱溶液的鈦（Ti）电极，耐酸和盐的钽（Ta）电极，耐腐蚀能力强的贵金属铂电极，不适于盐酸的哈氏

34、合金C电极和不适于硝酸的哈氏合金B电极，耐腐蚀能力一般、但价格低廉的不锈钢316L等。    根据该污水处理厂主要处理生活废水及工业废水，再考虑用户能接受的价格，选用氯丁橡胶材料内衬和不锈钢316L材料电极。    3.3 防护等级的选定    根据国家标准，传感器有IP65喷水型和IP68潜水型两种防护等级，根据用户实际安装地点在低矮的井道中，所以传感器选IP68防尘潜水型。    3.4 附加功能的选择  

35、60;     （1）对于选定的基本型，电磁流量计已带LCD显示、420mA电流输出和01KHz频率输出，根据流量计和计算机通讯的要求，需增加RS-485通讯口功能，    （2）对于传感器安装在地面以下，应选择分体型。    4 电磁流量计的安装和调试    4.1 安装要领    （1）安装点选择在管道最低处在确认被测物质流向之后，安装点要选择在任何时候测量导管内都能充满液体，以防止

36、由于测量导管内无液而指示不在零位所引起的误差如图2所示。图2 电磁流量计安装    （2）直管段保证在前5D后3D    为获得仪表测量精确度，在传感器上游侧的直管段长度不小于5D，下游侧不小于3D（D为传感器的名义直径）。若在传感器上游侧有两个以上的弯头或其它阻流件，则前置直管段应大于10D。    （3）信号电极在水平方向    水平安装时要使电极轴线平行于地平线，因为处于底部的电极易被沉淀物覆盖，被测介质中偶存气泡擦过遮住电极表面，使输出信

37、号波动。    （4）尽量避开振动源、磁源（大功率电机、变压器）    由于电磁流量计的测量感应电压很小，电压较低，易受外界电磁噪声的影响，故在安装时应进行可靠的接地连（跨）接。金属管道电磁流量计接地连（跨）接方法如图3所示。图3 电磁流量计接地    4.2 转换器安装和调试    一体化电磁流量计无单独安装转换器，分体式转换器安装在传感器附近或仪表室，场所选择余地较大，环境条件好些。转换器和传感器间距离受制于被测介质电导率和信号电缆型号，即电

38、缆的分布电容、导线截面和屏蔽层数、用制造厂仪表所附（或规定型号）的信号电缆。电导率较低传输距离较长时，应用二层屏蔽电缆。    为了避免干扰信号，信号电缆必须单独穿过接地保护钢管内，不能把信号电缆和电源线安装在同一钢管内。    功能性调试时，由智能转换器对仪表分别进行参数的读取，临界值报警试验等，然后进行流量系数值的写入。    5 仪表投运及故障处理    电磁流量计在投运前，应对管道及流量计进行彻底检查，包括管道杂物等清理，电极处

39、干燥处理。还包括电气线路的检查，首先应对线路的接地进行检测，确保接地可靠后，还需进行绝缘电阻及接地电阻测试。    该电磁流量计正常投运一年多来，基本上未出现故障，但是一年后，出现工作异常，具体表现为测量值变大或变小，或者是不停地波动，且经现场检查，已排除管道不满管、介质含气等现象的可能性，发现这类问题的出现可能是与电缆线故障有关。因为流量计随管道埋敷在地下，传感器具有IP68防护结构，转换器安装在仪表箱或室内，两者通过电缆连接，由于地面沉陷，山区环境潮湿等现场情况的变化，传感器和转换器未彻底做好电缆接头处的防潮（防水）等处理，恰逢该接头处于一个潮湿的环

40、境，如仪表井、电缆沟等，潮气侵入电缆接头，都有造成如下的可能：    （1）信号线对地绝缘下降，引起信号衰减，最终是测量结果偏小；    （2）信号电缆连接处接触电阻变大，使测量值变小，若该接触电阻不稳定，则测量值无法稳定，且易引入干扰；    （3）励磁线圈对地绝缘下降，造成测量结果偏小；    （4）信号线励磁线对地绝缘性能下降，使得测量结果远大于正常的数据，如这种干扰不稳定，对仪表的影响也变化不定，继而出现波动； 

41、60;  （5）励磁回路电缆连接处接触电阻变大，使转换器的励磁回路处于非恒流工作区域，励磁电流下降，同样造成测量结果偏小，若该接触电阻不稳定，则测量值出现波动。    判别这类异常情况，因发生在信号回路，判断有一定难度，只有深入现场，在排除流量计其它可能性故障后，就应检查电缆是否有问题，现场仪表维护人员只要把现场的励磁回路电阻测量值与厂方提供的数据作比较，测试接地电阻，逐步判定问题所在，继而采取措施，或更换整根电缆，或保持电缆接头处干燥等。    6 结束语   &

42、#160;由于电磁流量计运行环境较为复杂，影响其正常工作的因素众多，调试技术需要不断总结和更新。总之，只要我们合理选用、正确安装电磁流量计，并采取有效的措施加以维护，就能避免或减少故障的发生，延长仪表的使用寿命，为生产提供准确可靠的计量数据。    在现代化的污水处理工艺中，配备流量检测仪表，构成可靠的自动控制系统，使污水水质达到常规的排放标准，造福人类。    参考文献    1 梁国伟，蔡武昌.流量测量技术及仪表M.北京：机械工业出版社，2005 &#

43、160;  2 蔡武昌，马中元，瞿国芳等.电磁流量计M.北京：中国石化出版社，2004    3 石海林，朱自明.电磁流量计常见故障检测判别及其解决方法J.自动化仪表，2005，26（8）：5760    4 佟彤.电磁流量计的安装使用及常见故障J.黑龙江造纸，2008，1：5859    5  蔡武昌.电磁流量计使用中常见和罕见故障例J.自动化仪表，2001，22（1）2830    6 马瑞敏

44、.电磁流量计在淡浓碱计量方面的应用J.氯碱工业，2001，10：4345    7 蒋吉武，陈霞.电磁流量计在工业管道系统中的应用J.机电工程技术2008，8：6163    8 厉玉鸣.化工仪表及自动化（第三版）M.北京：化学工业出版社，2003流量计特性曲线应用及可行性分析发布时间：2012-10-25来源：互联网我要说几句 |   » 自动化测试趋势展望2013» 国防与航空航天应用解决方案与产品选型指» NI CompactRIO开发者指南» La

45、bVIEW 2012评估版软件由于受生产工艺的限制，多数情况下流量计检定时的油温、压力与生产运行时的油温、压力不同，其中温度是影响流量计系数变化的主要因素，压力虽有影响，但对流量计系数影响较小。因此，检定与生产运行的温度，压力应尽量保持一致，相差较大时要进行调整，消除由此造成的误差。采用内插法对流量计系数进行细化，可提高原油计量的准确性。    1 引言    在国内，原油的交接计量大多使用腰轮流量计、刮板流量计为代表的容积式流量计。利用检定装置给出检定系数即流量计系数（通过流量计的液体实际体积与流量计指示体积的比

46、值），减少因流量计误差曲线漂移带来的误差。根据流量计的运行情况，对流量计进行定期检定及时调整流量计系数，参与原油计量结算，保证计量数据准确可靠。    2 流量计误差曲线    在实际工作中，由于受生产工艺的限制，很多时间流量计检定时的油温、压力与生产运行时的油温、压力不同。当生产运行的温度高于检定时的温度，使原油粘度减小，漏失量增大，流量计特性曲线向负的方向偏移，同时原油温度的升高，使流量计计量腔容积增大，漏失量也增大。这两个方面的作用，均使流量计特性曲线的向负的方向偏移。当生产运行时的压力高于较大时的压力，使流

47、量计计量腔容积值增大，漏失量也增大，同时压力的增高，使原油体积相应缩小，这两方面的作用使流量计特性曲线也向负的方向偏移。其中温度是影响流量计系数变化的主要因素，压力虽有影响，但对流量计系数影响较小，因此，检定与生产运行的温度，压力应尽量保持一致，相差较大时要进行调整，消除由此造成的误差。    在正常的计量管理中，我站每三个月由国家原油大流量检定站对17台流量计进行一次周期检定，每半个月由双方计量检定人员进行自检，一旦发现流量计出现精度超差，就及时请国家原油大流量检定站进行复检与精度修正，以保证流量计在允许的精度范围内运行，确保计量的准确性。流量计运行曲

48、线就是根据流量计周期检定不同流量点及相应的系数值来进行绘制的（附图1）。    附图1：2003年检定周期内的4#流量计运行曲线。    3 流量计系数使用方法    针对上述分析，我站对流量计系数的使用方法进行如下实验：    （1）为了减小两次检定期间由于流量计误差曲线漂移给实际交油量带来的误差，对两次检定系数进行算术平均值法修正。    （2）两次检定期间，所有在运流量计系数取上次系数，进行

49、计量结算。    （3）待第二次流量计检定结束后，取每台流量计各检定流量点此次与上次检定系数的算术平均值，作为此台流量计各检定流量点的系数。    （4）据两次检定期间各台流量计每小时平均流量，采用内差法确定流量计系数，按数据修约规则保留5位有效数字。    （5）用内差法确定的流量计系数乘以各台流量计用基本误差法计算的两次检定期间的交油质量，即为此台流量计两次检定期间的实际交油质量。    （6）两次检定期间实际交油质量的总和与采用基

50、本误差法结算油量的总和的差量，在每次流量计检定结束后的油量结算中，多退少补，一次补齐。    例：    某台流量计两次自检间隔15天。检定结果：对应250m3/h、400m3/h、600m3/h流量点，系数分别为：0.9987、1.0000、0.9994；和0.9993、0.9994、0.9998。    前后流量计底数分别为23174681和23328041，期间用基本误差法算量为132390吨。求输油差量？    解：（1）用算术

51、平均值法计算各检定流量点系数平均值    250m3/h：（0.9987+0.9993）/2=0.9990    400m3/h：（1.0000+0.9994）/2=0.9997    600m3/h：（0.9994+0.9998）/2=0.9996    （2）自检期间流量计体积量    v=23328041-23174681=153360m3    （3

52、）每小时流量    Q=153360/15/24=426m3/h    （4）用内差法计算出该流量点的流量计系数    （600-400）（/426-400）=（0.9996-0.9997）（/X-0.9997）X=0.9997    （5）实际交油质量    M=132390×0.9997=132350t    （6）差量  

53、  M=132350-132390=-40t    4 结论    通过对流量计系数采用内插法进行原油计量，将提高原油计量的准确性。来消除由次带来的计量误差。浅议腰轮流量计在线检定中的问题发布时间：2012-10-25来源：互联网我要说几句 |   » 自动化测试趋势展望2013» 数据采集技术趋势展望2013» 嵌入式系统趋势展望2013» LabVIEW 2012评估版软件腰轮流量计由于计量精度高，重复性好，工作不受流动状态的影响，

54、安装时前后不需要很长的直管段等优点，目前被油田广泛用作在线计量原油体积量，其工作性能、运行状况直接关系到企业和用户的经济利益。因此，流量计能否提供准确的计量数据，除了使用者对其进行正常的维护和保养外，进行周期检定就显得十分重要。尤其是在当前油价高位攀升的背景下，更要引起我们每个检定人员的重视，避免人为造成的计量检定误差，从而引起计量纠纷，造成不应有的经济损失，损坏检定部门的形象和权威性。    腰轮流量计由于计量精度高，重复性好，工作不受流动状态的影响，安装时前后不需要很长的直管段等优点，目前被油田广泛用作在线计量原油体积量，其工作性能、运行状况直接关系

55、到企业和用户的经济利益。因此，流量计能否提供准确的计量数据，除了使用者对其进行正常的维护和保养外，进行周期检定就显得十分重要。尤其是在当前油价高位攀升的背景下，更要引起我们每个检定人员的重视，避免人为造成的计量检定误差，从而引起计量纠纷，造成不应有的经济损失，损坏检定部门的形象和权威性。    1 影响流量计检定质量的因素    1）现场检定中经常发现有部分新安装的流量计在检定时就存在重复性超差、基本误差超差、有的甚至是基本误差和重复性均超差，有的记数器不计数，有的接上脉冲发讯器后表头上的记数轮不转动，有的流量计在

56、检定时腰轮不转动等。    2）检定时工作条件与实际使用条件不符。即：检定时的温度和压力与实际运行时的工作条件差别很大，造成流量计在正常运行时带来很大的测量误差。个别单位将检定时原油的温度加热到比平时输油温度高出15以上，压力也比平时输油压力高出0.5MPa左右，从而降低了流量计的检定曲线，使实际运行时的曲线高于检定曲线，导致流量计实际运行时的基本误差偏向正值，严重影响了原油流量计交接方的经济利益。    3）原油中含有大量泡沫。有些单位在进行流量检定时用缓冲罐输油，导致原油输送到流量计的过程中会产生大量的泡沫。&

57、#160;   随着原油中泡沫数量的增加，流量计正误差相应增大，严重损坏接方的利益。    4）检定工艺流程问题。    （1）新建输油站的标定管线未进行吹扫就投入使用，造成大量的焊渣和杂物随原油一起进入流量计，严重的使正常运转的流量计腰轮卡死和车载式活塞式体积管损坏。     （2）流量计正常运行的出口阀门关闭不严。在进行现场检定时需要关闭流量计正常运行的出口阀，使流过流量计的油全部进入车载式活塞式体积管，确保计量检定准确度和车载式活塞式体积管的正常运行

58、。但现场检定时发现有部分流量计的出口阀关闭不严，使流量计的检定系统存在旁路，导致车载式活塞式体积管的活塞不能正常工作，尤其是对多组流量计共用一个标定线，这种情况时常发生。    5）检定人员的素质问题。个别检定人员素质不高，责任心不强，在进行现场检定时有的不了解流量计本身的使用范围和现场实际；有的不排干车载式活塞式体积管内的气体；有的不考虑流量计实际使用的工况条件；有的在检定时读取温度压力不认真；有的在检定时根本就不考虑流量计的重复性等等。从而产生很大的检定误差，容易使交接双方产生计量纠纷。    6）新投运流量计

59、的使用问题。有些流量计未经检定就用作交接，由于出厂检定和现场检定时用的介质不一样，出厂用的是粘度较小的柴油，而现场用的是粘度较大的原油，使流量计不进行检定就使用，引起更大的正误差，从每年的检定情况来看：上海自仪九厂LL-150流量计未标之前的基本误差为：0.80%0.88%；开封仪表厂LL-150流量计未标之前的基本误差为：0.60%0.69%。    7）标准装置含有气体的问题。标准装置含有气体时，车载式活塞式体积管测试的数据（以200升车载式活塞式体积管为例）见表1：    2解决对策  &

60、#160; 1）严把进货质量关，从正规厂家进货，严禁不合格品进入。现场检定时，检定人员应首先检查流量计的运行状态，可以通过听流量计内转子运转声音以及观察表头的运转来判断流量计的机械部分是否存在故障或需要维修；其次是检查流量计的脉冲发讯器的连接部分是否牢固，屏蔽线是否连接，并在有条件的前提下对发讯器进行计量检定，逐步查找和排除可能存在的影响因素。    2）流量计的检定是在线检定，所谓在线检定就是在流量计工作条件下进行的检定，工作条件对容积式流量计来说主要是温度和压力的影响，因为温度每变化1，流量计的误差变化为0.07%；压力每变化1MPa，流量

61、计的误差变化为0.008%，所以检定时要求被检单位将普通压力表更换为精密压力表，将普通酒精温度计更换为0.1分度的标准水银温度计，并且要求被检单位不得随意提高温度和压力，否则检定人员有权拒绝检定，以减少计量纠纷的发生，确保交接的公平、公正性。    3）现场检定时要求检定方用事故罐输油，严禁用缓冲罐输油。    4）遵守工艺流程：    （1）检定人员到达现场后，先用软管将流量计标定线的进出口连接起来，输油运行15分钟，然后将车载式活塞式体积管连到标定线上进行检定，这样可以确

62、保标定管线里的焊渣等杂质不进入车载式活塞式体积管，延长车载式活塞式体积管的使用寿命。    （2）进行现场检定时，被检定流量计正常运行的出口阀一定要关严。当一台流量计在检定过程中发现重复性超差或者车载式活塞式体积管的活塞不能向下运行，或者计量检定装置检测几组流量计的脉冲数基本不变时，作为检定人员首先要检查整个检定系统中的阀门，检查阀门是否该打开的打开了，该关闭的关好了，决不能使检定系统中存在着旁路，否则造成流经被检流量计和车载式活塞式体积管的液量不同。因此，检定前系统阀门的检查以及检定过程中流量的核查是保证检定过程数据准确采集的关键。 

63、0;  5）现场检定工作准备好之后，打开计算机，进入检定状态，断开与流量计连接的脉冲发讯器，观察计算机有无瞬时流量的显示，等待几分钟之后，如果计算机上无瞬时流量的显示，则可进行检定，否则应排除电磁干扰，方可进行检定。    6）计量检定是一项非常严密的工作，要保证检定数据的准确，必须使检定工作的各个环节都处于严密的质量监控之下，必须做到人员职责分明，工作制度健全，质量保证体系完善。在检定过程中不能主观臆断地认为是某一方面的问题，应从整个检定的全过程出发，逐项进行检查判断，通过细致的排查，逐步去发现影响流量计检定的主要原因，不应该只从数

64、据看数据，忽略了很多潜在环节的影响，而应从数据看过程，再从过程分析数据的合理性，给被检流量计下一个准确恰当的检定结论，体现一个合格的检定员应尽的义务和职责。    7）加强交接双方相关人员计量知识的培训，提高计量法制意识，明确出厂检验与现场检定的区别，明确计量器具用作计量交接之前必须进行强制检定，确保计量交接的公平性和公正性，减少原油计量纠纷的发生。    8）在检定之前，首先要预热车载式活塞式体积管，运行一阶段时间，让检定系统内温度平衡，再对车载式活塞式体积管进行排气，而且在检定流量计的不同流量下都要求在车载式活

65、塞式体积管的最高端排气，多运行几次车载式活塞式体积管，切记一定要将空气排放干净。    总之，在对原油流量计利用车载式活塞式体积管进行现场的检定过程中，要针对不同的影响因素，采取相应的措施，减少检定过程中存在的各种误差，同时必须保证车载式活塞式体积管、温度计、压力表和脉冲发讯器的准确性，以提高检定工作质量和工作效率，减少原油流量计交接的计量纠纷的发生，取得良好的经济效益和社会效益。液体流量计在线校准方法探讨发布时间：2012-10-25来源：互联网我要说几句 |   » 数据采集系统基础知识视频» NI开放平台助力

66、汽车电子领域测控应用的发» LabVIEW 2013常用工具包集锦» LabVIEW 2013评估版软件主要讨论了采用比对法对液体流量计进行在线校准的过程，分析其在现场使用时，受工作条件、环境变化而产生的误差因素的影响，经过不确定度的分析和现场实验数据的验证，达到满足现场使用的要求。    在石油、化工、水电等工矿部门，对液态流体流量的检测已成为贸易交接和工业生产中不可缺少的重要组成部分。而各种检测流量的电磁、涡轮、差压、容积和质量等流量计都需要将其传感器安装在管内，不仅不便于拆卸，而且有的受工况（无法停车）和流体性质（有毒、有腐蚀性

67、、易爆及带放射性）的影响根本无法拆卸。因此，如何对越来越多的大管径、大流量的液体流量计进行在线校准，成为一个意义重大亟待解决的问题。    1 校准方法    1.1 校准条件    一般情况下，超声波换能器的安装位置应满足标准管段上游直管段不小于15倍管径长度，下游直管段不小于10倍管径长度。对水泵、半开阀门等严重扰流件，应保证前后各30倍管径长度直管段。电磁流量计本体可视为直管段。标准管段及流量计传感器法兰密封垫不能阻碍流体1。   

68、0;环境温度、大气相对湿度、大气压力应符合使用要求，外界磁场、机械振动应小到对流量计影响可忽略不计的程度。管道中应充满水且不含有气泡。    对于200mm以下（含200mm）管道，校准前应对超声波流量计进行零点检验设定。    1.2 校准操作    根据流量计使用说明书要求，检查确定流量计是否正常工作。根据流量计检定证书或出厂校验单，检查转换器中影响计量准确度关键参数的输入是否正确。具备停流条件的管道，检查流量计的零点流量。    

69、超声波流量计串联安装在流量计上游侧或下游侧。用量具分别在换能器安装位置附近的同一截面上大致等角分布测量n次外直径，或测量n次外周长推算出外直径，其平均值D按式（1）计算2。        （1）    式（1）中：n测量次数，n4；        Di第i点测得的管道外直径或推算出的外直径。    在换能器安装位置均布5个点，使用测厚仪测量管道壁厚，并取其平均值.对无法测量的参

70、数，如管道材质、衬里材料、厚度等，根据现场技术资料查明并确认。将以上管道参数输入标准表内，得出换能器安装距离L。在标准管段上划线定位，以便准确地安装。也可用坐标纸剪成宽为L的长条，围在管壁上，使纸长等于周长，然后对折，定出换能器的位置。也可参照使用说明书推荐的方法执行。    清理已定安装位置附近的管壁（比换能器约大一倍的面积），将管壁上的油漆、铁锈、污垢等清除干净，露出金属。在换能器表面均匀涂以耦合剂，将换能器上标志对准安装位置，使其发射面与管壁紧密接触.用紧固件将换能器固定在管道上。将换能器信号传输电缆连接到转换器上。按要求将信号调试到最佳状态。&#

71、160;   根据现场实际情况确定校准流量点，每个流量点校准3次。现场无法调节流量时可以采用在不同的时段进行校准。流量点一般选则13个3。    每次校准时，同时读取并记录流量计和标准表的示值。若读取的数值为瞬时值，则至少读取20个数值，取其平均值；若读取的数值为累积值，则应保证大于最小读数的1000倍或读取至少20min的累积值。    流量计每个流量点每次校准的相对示值误差按式（2）计算。       （2） &

72、#160;  式（2）中：qij第i流量点第j次校准时的流量计示值（瞬时值或累积值）；        （qs）ij第i流量点第j次校准时的标准表示值（瞬时值或累积值）。       （3）    式（3）中：n第i流量点的校准次数，n3；    Ki按类同式（1）计算；    Kij按式（4）计算。  

73、60;    （4）    2 不确定度分析    2.1 数学模型：       （5）    式（5）中：q被校流量计示值（瞬时值或累积值）；        qs标准流量计示值（瞬时值或累积值）。       （6）   &#

74、160;式（6）中：vi声道上线平均流速4；        K流速分布修正系数；        d管道内径。          2.2 各不确定度分量：    标准表示值qs的不确定度6    测量管径d的不确定度，（管径测量误差为，按矩形分布考虑）。  &#

75、160; 重复性Er的不确定度5ur（Er），将各流量点中重复性最大值代入，cr（Er）=1。    平均示值误差不确定度：        （7）    式中：Ei第i流量点的平均示值误差；        E所有流量点的平均示值误差。        灵敏系数   

76、60;由于温度、压力和直管段等影响相对较小，忽略其不确定度的影响6-8。    2.3 合成标准不确定度及扩展不确定度：    合成标准不确定度ucr按下式计算。        扩展不确定度Ur=k·ucr，k=2.    3 比较和结论    近几年来，通过一系列的现场试验，利用上述方法对液体流量计进行在线的校准，取得了比较可信的结果。表1显示了对不同口径规格的电磁流量计进行在线校准的示值误差结果和实验室标准装置上检定结果的比较情况：    通过上述数据的对比，我们可以得出以下结论：对同一流量计，在线校准和实验室检定得到的误差结果符号完全一致，说明两种测量方法的结果是一致的；两种测量结果的最大差值也在1左右以内，符合不确定度评定的要求，完全能够满足现场使用对液体流量计误差的需要。    参考文献：