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用电磁流量计测量盐酸仪表系数线性度分析
浏览:47 发布日期:2018-07-12
1 引言
  电磁流量计由于无压力损失、本钱相对较低等优点,其应用越趋普遍,同时也请求电磁流量计朝着愈加稳定、精度更高、反复性更好和运用寿命更长的方向开展。因而,如何进步电磁流量计的丈量精度这一课题具有十分重要的研讨意义。
2 电磁流量计根本原理
  电磁流量计是一种丈量导电液体流量的仪表,传感器局部主要由线圈,丈量电极,钢管和绝缘内衬组成,如图1所示。其工作原理是:由电源驱动线圈,在管道内构成稳定磁场,电极、电极导线及两电极间的液体组成封锁回路,当导电液体流过时,切割磁力线,在电极两端产生感应电动势。
电磁流量计工作原理图
 
假定磁场B平均,依据法拉第原理:
E=B×L×V
目前,电磁流量计的设计均基于这一理论根底。
3 电磁流量计仪表系数
  当一台电磁流量计完成装配后,在同一工作环境或温度下,其线圈参数是相对固定的,因而,电流稳定后,磁场强度B是固定的,而两电极间的间隔L也是恒定的,因而感应电动势E值与导电液体的流速V成正比。
  变送器搜集电极的电压信号,停止放大,滤波降噪,以脉冲频率或其它方式输出流量信息。本文以脉冲频率输出为例,其脉冲频率与电极间的感应电动势成正比关系,即脉冲频率与感应电动势逐个对应,目的是树立数据传输过程中信号值的独一性,因而有:
P=μ×E
  上式中,P为输出脉冲频率,μ为正比系数,因而有:
P=μ×B×L×V
  即输出脉冲频率P与介质流速V成正比,令K=μ×B×L,则有:
P=K×V
  在电磁流量计行业,定义K为增益,它是电磁流量计仪表系数的重要组成局部。一台理想的电磁流量计,输出脉冲频率与介质流速之间的关系如图2所示。
电磁流量计输出脉冲频率与介质流速之间关系图 
  但是,在实践的消费过程中,由于受消费工艺稳定性的影响,会累积各种误差,累积误差在输出脉冲频率与介质流速间的关系中,分为增益误差与零点偏置误差,增益误差表现为每台电磁流量计的增益Ki(i=1,2,3,...)值是不同的,而偏置误差表现为零点漂移,即在零流速下,输出脉冲频率不为零,因而:
P=Ki×V+bi
  另外,每台流量计的增益Ki及零点偏置值bi均不一样,由增益与零点偏置组成每台电磁流量计的仪表系数。
由于受消费效率的限制,基于以上理论,电磁流量计的标定普遍采用两流速点标定,然后拟合成直线,从而计算出增益与零点偏置值。但是两点拟合具有局限性,在不同流速下,两点拟合取得的仪表系数能否线性,以及线性度如何,目前还没有相关的论文停止叙说或剖析,因而经过标定实验剖析,研讨电磁流量计实践仪表系数的线性度,及其对精度的影响,具有十分重要的意义。
4 实验步骤
  选择DN50的表停止标定实验,整个实验过程中只采用一次装置,实验的详细步骤如下:
第一步:经过0.3m/s与3.0m/s两流速点标定,取得两点标定的仪表系数K1,并在0.3m/s,0.9m/s,1.8m/s,3.0m/s,4.6m/s的流速下考证仪表系数,每个流速考证5次;
第二步:从第一步的考证数据中,选择不同的流速点拟合计算标定系数;
(1)5个流速点停止拟合,取得仪表系数K2;
(2)0.3m/s与0.9m/s两个流速点停止拟合,取得仪表系数K3;
(3)1.8m/s与3.0m/s两个流速点停止拟合,取得仪表系数K4;
第三步:在5个流速下考证仪表系数K2,K3,K4,每个流速各自考证5次。
5 实验结果
  如表1所示为不同流速点拟合取得的仪表系数,各个仪表系数下考证的均匀精度如图3所示。
 
电磁流量计不同仪表系数下的均匀精度表示图 
6 剖析
(1)不同仪表系数在不同流速下的精度有较大的差别,在某特定流速点,精度上下受拟合点的影响;
(2)由0.3m/s与0.9m/s两流速点拟合取得的仪表系数,系数考证时,在0.3m/s与0.9m/s两个流速下取得的均匀精度要比其他系数的高;
(3)由5个流速点拟合取得的仪表系数,系数考证时,在0.9m/s,1.8m/s,3.0m/s和4.6m/s流速下取得的精度最高:
(4)由1.8m/s与3.0m/s两流速点拟合取得的仪表系数,系数考证时,其精度与5个流速点拟合取得的仪表系数相当;
(5)相对与其他仪表系数,由0.3m/s与0.9m/s两流速点拟合取得的仪表系数与5个流速点拟合取得的仪表系数相差较大,即低流速范围内的仪表系数线性度要比高流速范围内的线性度差。
7 结论
  电磁流量计的实践标定系数并非绝对线性,而是在一定误差范围内能够以为是线性的;电磁流量计标定系数的线性度是电磁流量计的丈量精度的重要影响要素;
  在消费工艺一定的状况下,标定系数的算法对丈量精度也有很大的影响,因而,实践消费中应依据电磁流量计的精度等级,恰当调整标定工艺及标定系数的算法;
  电磁流量计的线性度应该作为一个重要的性能指标停止量化;进一步研讨影响仪表系数线性度的要素具有十分重要的应意图义。


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