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      智能電磁流量計在使用過程中的誤差變化研究

      來源:作者:發表時間:2017-08-18 09:28:45

       摘要: 智能電磁流量計的示值誤差會隨使用時間發生變化,受使用條件和現有現場校準技術的限制,無法精確修正誤差變化。抽樣選取 4 臺具有連續 5 年檢定記錄的智能電磁流量計,利用檢定數據建立和驗證數學關系模型,得到較好的結論。從而能夠依據使用年限實現對示值誤差的定量修正,提高流量計的計量準確度。
       
              智能電磁流量計以其無壓損、高精度、價格適中等優勢受到廣大石油、化工企業的青睞,在流量計量工作中擔任著重要的角色。受流通介質、元件磨損等影響,隨著使用時間的增加,智能電磁流量計的示值誤差會發生改變,這也是要求每年進行復檢的主要原因。但受現場安裝條件或連續生產的限制,通常在安裝完畢后不方便拆卸,就不能按期進行復檢和誤差修正,而目前現場校準的能力只能達到 0. 5 級,且受校準環境的影響,其不確定度很大,無法保證校準結果的準確性,從而也就失去了復檢的意義 。如何檢測智能電磁流量計在使用過程中的誤差變化,確定其示值誤差的大小就成為使用者關注的重點。
       
              筆者在歷年堅持送檢的流量計中,抽樣選取了 4 臺智能電磁流量計,依據前 4 年的連續檢定數據,分析其誤差變化,嘗試找出示值誤差與使用年限的相關關系,建立數學模型,并利用第 5 年的數據對數學模型進行驗證,分析理論值與實際值的偏差程度。實驗結果顯示 理 論 值 偏 差 ** 大 為-0. 05%,滿足智能電磁流量計的準確度要求,從而證明了該方法的可行性與可靠性。因此,基于數學模型可以根據使用年限對示值誤差進行修正,提高流量計的計量準確度。
       
      1 實驗數據
              實驗檢定智能電磁流量計使用的靜態質量法水流量標準裝置為 0. 05 級,自 2007 年開展檢校工作以來,一直運行良好,穩定性和重復性均在控制范圍之內,所以在連續的 5 年 (2008—2012 年) 檢定記錄中,標準裝置對智能電磁流量計檢定結果的影響可以忽略不計。
       
              從現有的記錄中查找能夠堅持每年送檢的智能電磁流量計,同時為避免流量計廠家和型號等因素的影響,選取了生產廠家 (KROHNE)、口徑(DN50 mm)、準度等級 (0. 5 級)、計量介質(自來水) 等參數均一致的 4 臺流量計。
       
      2 實驗過程
              對4 臺智能電磁流量計前4 年的檢定數據繪制曲線圖,如圖 1 所示。
      電磁流量計檢定數據曲線圖
              如圖 1 所示,流量計的示值誤差基本呈現出隨使用年限逐漸增大的趨勢,只是增長的程度和速度不同。對 1 # 流量計的檢定數據進行曲線擬合,得到數學關系模型如下:
              y = -0. 098x +0. 255 R 2 =0. 98 (1)
              式中: x 為使用年限,x = 1,2,3,…; y 為流量計的示值誤差; R 為相關程度,值越大表示擬合程度越好 (取值范圍為 0 ~ 1,不小于 0. 8 即表示合格)。采用同樣的方法對其余 3 臺流量計的檢定數據進行曲線擬合,得到數學關系模型依次為:
              y =0. 049x +0. 045 R 2 =0. 89 (2)
              y = -0. 0225x 2 +0. 0375x -0. 0675 R 2 =0. 99(3)
              y = -0. 0175x 2 +0. 2485x -0. 1875 R 2 =0. 99(4)
       
              依據上述數學關系模型分別計算出各智能電磁流量計第 5 年的檢定數據 (理論值),與實際的檢定數據 (實際值) 比對,并計算其偏差值 (理論值- 實際值),如表 1 所示。
      智能電磁流量計測量理論值與實際值的對比結果數據表
              從對比結果可以看出,4 臺智能電磁流量計中偏差值**大的為 Δy = - 0. 05%,小于流量計的**大允許誤差 ±0. 5%,表明以上建立的數學關系模型是成立的,即通過數學模型建立示值誤差與使用年限的方法切實可行。
       
      3 實驗結論
              通過以上對智能電磁流量計示值誤差與使用年限的研究,可以得出,智能電磁流量計的示值誤差隨使用年限呈現逐年增大的趨勢,通過兩者的關系建立數學模型,并通過已有的數據對數學模型進行驗證,得到很好的結果,證明了方法的可行性與可靠性。從而實現通過使用年限計算示值誤差的方法,對流量計進行誤差修正,提高流量計的計量準確度。
       
              本文通過分析研究,建立了智能電磁流量計示值誤差與使用年限的數學關系模型,能夠很好地解決現場拆卸的困難和校準技術的缺陷,這一方法具有一定的先進性和指導性。同時,針對不同的使用情況,兩者的數學關系模型不盡相同,不能使用統一的模型,這就要求智能電磁流量計必須有一定的周期檢定數據才能建立數學關系模型。同時,為避免使用環境、型號規格等因素的影響,本文選取了參數基本一致的智能電磁流量計作為研究對象,得出較為理想的結論。但是針對不同參數的智能電磁流量計以及其他類型的流量計,其示值誤差與使用年限之間的關系還有待進一步的研究。
               作者:智能電磁流量計
               版權:江蘇三暢儀表
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