特大口径电磁流量计的检定

　　1　引言

　　特大口径流量计一般是指口径大于1 600mm的流体流量仪表,它主要用于水库引水、源水进水厂、自来水出厂、污水处理和污水排放等领域,可作为供水结算和计量仪表。随着城市化的发展,用水量和排放量的增加,这类仪表的需求量也不断增加。但由于其测量通径和流量特别大(如DN1 600mm在2m/s流速时流量为14 476m3/h),因此对流量标准装置、水泵的功率、标准容器都有一系列特殊要求,一般流量仪表实流检定的静态容积法和称重法都不能满足要求。研究一种新的有效而又节省能源的检定方法已成为解决这类特大口径流量计生产和发展的一个非常重要的课题。

　　电磁流量计精度高,一般为0·5%和0·3%;仪表测量管内无任何障碍物和可动部件,流体流经仪表无压力损失;仪表的测量范围宽,满度值可在0·5~15m/s内选定,最大测量口径可达到3 000mm,所以它是可普遍应用的理想的大管径计量仪表。作者对此类仪表的实流检定作了研究,本文就此介绍如下。

　　2　检定方法比较

　　所谓流量,就是单位时间内流过封闭管道或明渠横截面积的流体量;平均流量,就是在测量时间内流量的平均值。体积流量q(t)和平均流量q可表示如下:

式中:A为流体流过的横截面面积,V(t)为通过该面上的微小面积(dA)流体的速度。当前的技术还很难按式(1)的定义直接做出流量单位的基准器,通常采用以下间接导出方法:以某个稳定的流量q向容器内连续注入流体,准确测定灌注的开始时刻τ1和停止时刻τ2,同时准确测定时间间隔Δτ=τ2-τ1内容器积存的流体数量Q,由此即可计算出平均体积流量。

　　实现这一操作过程的一整套系统,就是复现流量单位量值的基准和标准,它们直接来源于质量、长度、时间、温度和压力基准和标准。这套系统包括流体源(本文对象为水及其输送设备)、稳压装置(水塔或稳压容器)、管路系统(测量段及直管段)、计时器和称重仪器(或标准容器)以及换向器等附属设备。该系统要能够提供稳定的、不同的流量,以保证规定的流动状态。

　　根据不同的标准量具、不同的测量方法和测量前后液体的运动状态基本特征,液体流量标准装置可以分为以下几种:静态容积法装置、变水头法装置和标准表法装置。静态容积法和变水头法都是容积法,只是前者压头恒定,后者压头一直变小;前者将水塔和标准容器分开,后者二者合一;前者为静态读数,后者为动态读数。二者的共同缺点是设备庞大,特别对特大口径的流量计检定时,标准容器的容积需几百立方米,而且一次检定时间不能太长,否则容器随检定时间的加长还需增大。标准表法克服了上述缺点:在同样流量下,标准表法所用容器的体积要小得多;而且检定时间可以任意加长,而对于分辨率不高的被检流量计来说,加长检定时间是减小检定误差的有效方法。综上所述,作者认为采用标准表法检定特大口径电磁流量计是较为合理的选择。