摘要:電磁流量計(jì)是當(dāng)前我國管道測量的主要工具，得到了廣泛應(yīng)用，想要滿足社會(huì)發(fā)展的客觀要求，需要對(duì)當(dāng)前管道式電磁流量計(jì)的在線校準(zhǔn)要求有一個(gè)充分的了解，管道式電磁流量計(jì)所具有的測量原理主要是以法拉第電磁感應(yīng)定律為基礎(chǔ)，主要的組成由傳感器和轉(zhuǎn)換器，傳感器一般會(huì)被直接安裝到測量的管道上，轉(zhuǎn)換器則是可以通過與傳感器的組合連接來構(gòu)成一體型電磁流量計(jì)，兩者間的鏈接如果是通過屏蔽電纜實(shí)現(xiàn)的，就還會(huì)被統(tǒng)稱為分體型電磁流量計(jì)。其在線校準(zhǔn)主要是通過電參數(shù)法和標(biāo)準(zhǔn)表法來進(jìn)行的，無論是哪一種校準(zhǔn)方式都需要按照地方規(guī)范和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行，對(duì)此進(jìn)行了詳細(xì)分析，希望能夠促進(jìn)管道式電磁流量計(jì)在線校準(zhǔn)質(zhì)量的提升。
　　管道式電磁流量計(jì)一般都是被應(yīng)用到自來水的測量中，隨著其優(yōu)勢的逐漸體現(xiàn)，鋼鐵、石油、化工等領(lǐng)域的導(dǎo)電流體流量測量也開始應(yīng)用電磁流量計(jì)，管道式電磁流量計(jì)能夠直接對(duì)酸、堿、鹽等腐蝕性導(dǎo)電液體進(jìn)行測量，在我國的電力、工業(yè)、水利、水政水資源等公共企業(yè)的發(fā)展過程中發(fā)揮著重要作用。電磁流量計(jì)的應(yīng)用具有精度高、測量范圍大、靈敏性好、故障發(fā)生機(jī)率小等特點(diǎn)，在我國的管道建設(shè)中得到了廣泛應(yīng)用，但是電磁流量計(jì)一般是被直接安裝在供水管網(wǎng)中，因此，與城市的供水管網(wǎng)有著緊密聯(lián)系，想要對(duì)其拆卸進(jìn)行數(shù)據(jù)收集十分困難，我國在進(jìn)行水大流量實(shí)流檢定的過程中得不到準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，這就需要對(duì)電磁流量計(jì)的在線校準(zhǔn)工作質(zhì)量的提升進(jìn)行優(yōu)化，為其發(fā)展提供依據(jù)，規(guī)范其校準(zhǔn)操作。
1管道式電磁流量計(jì)特點(diǎn)及安裝要求
(1)管道式電磁流量計(jì)的特點(diǎn)
　　管道式電磁流量計(jì)能夠自動(dòng)的保存24小時(shí)的流量數(shù)據(jù)，以及在設(shè)備有效運(yùn)行的過程中掌握停電時(shí)間，對(duì)出現(xiàn)的零流量時(shí)間能夠及時(shí)的提供報(bào)警，這些功能為相關(guān)工作的開展提供了便利。一般情況下只需要一次、二次的短信息就能得全天的測量數(shù)據(jù)，并且能夠結(jié)合實(shí)際生活中的用戶需求來進(jìn)行相關(guān)測量內(nèi)容的設(shè)定。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展電磁測量計(jì)的安裝過程中可以采用電磁旋渦流量計(jì)與GSM網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的方式，這種形式下的數(shù)據(jù)測量能夠保證無線電臺(tái)的1/3左右的資源投入來進(jìn)行水流量監(jiān)測系統(tǒng)的建立，系統(tǒng)在建立完成后所需要的信息費(fèi)用也只是在每天的一、二次信息采集過程中進(jìn)行投入，節(jié)約了大量的頻率使用費(fèi)和電費(fèi)、維護(hù)費(fèi)用。流量檢測儀表主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的顯示和運(yùn)行過程中的通訊服務(wù)，并且能夠做好數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，傳統(tǒng)的電磁流量計(jì)是通過LED或段式LCD來進(jìn)行重要信息的顯示，顯示的內(nèi)容具有一定的局限性，基本內(nèi)容有數(shù)字、字母和漢字，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)也一般通過二進(jìn)制，通用性不高、存儲(chǔ)容量較小(見圖1)。

(2)管道式電磁流量計(jì)的安裝要求
　　在垂直管道中運(yùn)用管道式電磁流量計(jì)進(jìn)行氣體流量的測量時(shí)，需要將傳感器安裝到管道的垂直部分，測量的流向不限，如果被測氣體中含有液體，需要通過安裝來讓氣體流向處于由下向上的狀態(tài)。在進(jìn)行液體流量的測量時(shí)，考慮到管路中流體可能存在的固體顆粒和氣泡的分布，傳感器應(yīng)水平安裝，傳感器安裝位置應(yīng)遠(yuǎn)離彎頭、變徑、閥門、節(jié)流裝置，安裝點(diǎn)直管段的要求至少要滿足前10D后5D(D為管線直徑)。需要保證液體的流向是自下向上的，這樣做的主要目的是能夠防止液體所具有的重量額外附加在探頭上，造成設(shè)備損壞。傳感器在水平管道的一側(cè)進(jìn)行安裝是常見的一種安裝形式，無論進(jìn)行任何流體的測量，傳感器都可以側(cè)裝到水平管道，尤其是一些具有過熱蒸汽和飽和蒸汽的環(huán)境，一般在條件允許的情況下最好選擇側(cè)裝方案，盡可能的額減少流體溫度對(duì)設(shè)備的影響。傳感器在水平管道內(nèi)的倒裝，倒裝是最不理想的安裝方法，在進(jìn)行常見的一般氣體和過熱蒸汽中倒裝都不推薦使用，只有在進(jìn)行飽和蒸汽、高溫液體測量時(shí)才會(huì)考慮。
2管道式電磁流量計(jì)在線校準(zhǔn)的方法
(1)電參數(shù)檢測法在線校準(zhǔn)
　　首先需要用檢測儀器和儀表來對(duì)流量計(jì)的機(jī)械性能、電參數(shù)進(jìn)行測量，在設(shè)備不充足的情況下可以通過目測、觸摸等有一個(gè)評(píng)估，一般這些工作都要交給經(jīng)驗(yàn)豐富的老員工，這樣做的主要目的是能夠?qū)⒃诰�運(yùn)行的電磁流量計(jì)參數(shù)控制在合理的范圍內(nèi)，以此來保證產(chǎn)品在出廠時(shí)具有一個(gè)高精度，讓用戶感到滿意，優(yōu)質(zhì)的服務(wù)是提高社會(huì)效益和市場競爭力的重要內(nèi)容。在測量過程中的機(jī)械性能主要是指流量計(jì)所具有的幾何尺寸，盡可能的減少變形和損傷的情況發(fā)生。電參數(shù)測量的主要內(nèi)容是傳感器的勵(lì)磁線圈銅電阻和勵(lì)磁線圈對(duì)地的絕緣電阻，同時(shí)還有電極接液電阻，通過測量來了解轉(zhuǎn)換器所輸出的電流和頻率數(shù)值。由工作人員對(duì)電參數(shù)進(jìn)行系統(tǒng)化的分析，保證電磁流量計(jì)在出廠前會(huì)接受到標(biāo)準(zhǔn)化的測量，對(duì)測量的數(shù)值要進(jìn)行詳細(xì)的分析來保證以后測量數(shù)值與當(dāng)前數(shù)值的比對(duì)。
(2)標(biāo)準(zhǔn)表法在線校準(zhǔn)
　　標(biāo)準(zhǔn)表在選定完成后，會(huì)被應(yīng)用到在線數(shù)據(jù)測量的過程中，通過對(duì)流量計(jì)測量到的數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)相比，從而得出流量計(jì)誤差，采用適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行調(diào)整。標(biāo)準(zhǔn)表常見的有超聲波流量計(jì)，這一標(biāo)準(zhǔn)表形式具有便攜特點(diǎn)，實(shí)際應(yīng)用過程中可以自主考量實(shí)際環(huán)境來進(jìn)行管道參數(shù)采集，為換能器的安裝進(jìn)行準(zhǔn)確定位(見圖2)。

3在線校準(zhǔn)方法的實(shí)際應(yīng)用
3.1標(biāo)準(zhǔn)表法的實(shí)際應(yīng)用
(1)管道信息采集
　　通過標(biāo)準(zhǔn)表法的應(yīng)用主要是將超聲波流量計(jì)與測量管道進(jìn)行詳細(xì)的比對(duì)，想要保證換能器之間安裝距離的合理性，需要做好測量管道的信息采集，管道的主要測量內(nèi)容有管道所采用的材質(zhì)，以及壁的厚度、內(nèi)徑外徑數(shù)據(jù)等，其中最為困難的就是數(shù)據(jù)的采集工作，之所以困難是因?yàn)闇y量管道具有厚度不均勻的問題，并且管道內(nèi)壁經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)結(jié)垢或者吸附物堆積的情況，因此需要在進(jìn)行測厚儀采集的過程中，通過多個(gè)點(diǎn)的測量來保證其平均值。
(2)管道式電磁流量計(jì)在線校準(zhǔn)安裝步驟(以水平管道為例，豎直管道類同)
①在待測管線上選定一段滿足直管段條件，外管壁平整、光滑的區(qū)域作為基本測量區(qū);
②使用PANATAPE或較寬的卷尺測量待測管線的管周長，在測量過程中應(yīng)保持卷尺與被測管線表面均勻接觸，讀取管周長;
③在距離初次測量管周長選點(diǎn)位置1/4周長和1/2周長之處再分別測量管周長，取三次測量的平均值作為待測管線的周長;
④使用測厚儀或手持式流量計(jì)的測厚功能測量沿所畫圓周測量多點(diǎn)(≥4mm)壁厚值，得到平均壁厚(如管線外有漆層，應(yīng)扣除漆層厚度約0.2mm～0.3mm);使用流量計(jì)以及測得的管線周長和平均壁厚得到傳感器安裝間距Spacing，并以此大致找出傳感器安裝位置，判斷所選管段的管外壁是否較為平整光滑，適合安裝;
⑤使用砂紙將A點(diǎn)及H點(diǎn)附近區(qū)域管壁打磨光滑、平整，得到二個(gè)安裝基本區(qū)域(CPT探頭至少為7×5cm)。打磨后重新連接L1、L2及兩個(gè)截面圓周，再次得到A和H(見圖3);

以A和H點(diǎn)為基準(zhǔn)，參照所需安裝的傳感器夾具尺寸，在管壁上定出夾具的具體安裝位置(見圖4);

(3)換能器的安裝
　　換能安裝方法在我國相關(guān)部門提出了明確的參考值，通常情況下需要保證換能器處于測量管道的水平面兩側(cè)，在換能器的安裝過程中，需要找到測量管道所具有的焊縫，一般是處在測量管道的水平面一側(cè)，因此，需要在測量管道的安裝過程中避免出現(xiàn)焊縫，，如果因地理?xiàng)l件的因素，必須將焊縫設(shè)置在底部，需要調(diào)整換能器所處的位置，始終保證管道處于滿管水。在進(jìn)行換能器的安裝過程中，可以按照直接穿透法和反射法來進(jìn)行，準(zhǔn)確的測量管徑所具有的大小，反設(shè)法的安裝過程十分簡單，但是該種方式主要是針對(duì)小管徑來進(jìn)行的，即使在管道上涂抹了大量的耦合劑，換能器所能設(shè)置的測量面也無法完全的緊貼在管道壁。鑒于當(dāng)前的環(huán)境和條件，需要在測量小管道的過程中時(shí)，將換能器換成小規(guī)格(見圖5)。

3.2電參數(shù)法的實(shí)際應(yīng)用
(1)傳感器的校準(zhǔn)
　　傳感器的校準(zhǔn)工作至關(guān)重要，傳感器的測量需要以管道為主，了解電磁磁場，探索信號(hào)源，電參數(shù)法的應(yīng)用也是針對(duì)這些內(nèi)容來進(jìn)行的。
①測量管道。測量管道主要是承載被測流體的通道，整個(gè)管道的構(gòu)成需要設(shè)置絕緣襯里，常見絕緣襯里的屬性一般是通過非導(dǎo)磁和高電阻來進(jìn)行構(gòu)建的，結(jié)合當(dāng)前的傳感器校準(zhǔn)工作來分析，常見的構(gòu)成材質(zhì)有橡膠、工業(yè)陶瓷等。
②電磁磁場。電磁磁場是勵(lì)磁線圈在通電后經(jīng)過長時(shí)間的運(yùn)行逐漸產(chǎn)生的，勵(lì)磁系統(tǒng)的構(gòu)成主要有勵(lì)磁線圈、極靴等，在這一部分的電參數(shù)測量中主要是通過勵(lì)磁線圈的電阻和對(duì)地電阻來進(jìn)行的。如圖6所示，勵(lì)磁線圈的電阻和產(chǎn)生的勵(lì)磁電流之間的關(guān)系和相互數(shù)值會(huì)直接影響到磁感應(yīng)的強(qiáng)度，通過對(duì)勵(lì)磁線圈電阻的測量能夠直接的對(duì)勵(lì)磁線圈的通斷進(jìn)行判斷，減少匝間短路情況的發(fā)生，以此來保證傳感器測量的準(zhǔn)確性。勵(lì)磁線圈對(duì)地電阻同樣會(huì)對(duì)流量計(jì)的安全起來關(guān)鍵性的保護(hù)作用，隨著絕緣值的減少，勵(lì)磁電流對(duì)地會(huì)產(chǎn)生漏電流，因此為了提高流量計(jì)的測量正確性，需要在絕緣值下降后，進(jìn)行解決。。

③信號(hào)源。信號(hào)源主要包括電極、電極引線、電極屏蔽線、接線端子盒等，其中對(duì)電磁流量計(jì)檢測流量信號(hào)有著重要影響的部分就是電極，在進(jìn)行測量的過程中，常常會(huì)因?yàn)殡姌O和被測介質(zhì)的接觸導(dǎo)致實(shí)際應(yīng)用電極很容易出現(xiàn)表面狀況，影響到信號(hào)的穩(wěn)定性，因此，為了避免測量的電參數(shù)數(shù)值出現(xiàn)偏差，需要保證電極電阻值的差值控制在可接受的范圍內(nèi)(見圖7)。

④殼體。殼體存在的主要任務(wù)是將電磁線路和自然環(huán)境相隔離，保護(hù)其應(yīng)用過程中不會(huì)受到環(huán)境變化的影響，同時(shí)還需要結(jié)合當(dāng)前的工作需要，來選擇好流量計(jì)的型號(hào)。在安裝的過程中需要保證傳感器的接地極和殼體始終處于相聯(lián)的狀態(tài)，這是為了增強(qiáng)儀表所具有的抗干擾能力。
(2)轉(zhuǎn)換器的校準(zhǔn)
　　轉(zhuǎn)換器的主要作用是做好傳感器輸入的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換，在完成數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)變后能夠減少設(shè)計(jì)的誤差，通過性能測試，模擬信號(hào)發(fā)生器在這一過程中承擔(dān)著重要任務(wù)，數(shù)字電流表和頻率計(jì)數(shù)器等標(biāo)準(zhǔn)性要求很高的儀器在使用過程中要注意養(yǎng)護(hù)工作，轉(zhuǎn)換器校準(zhǔn)的主要對(duì)象是電源端子與外殼絕緣電阻，在數(shù)據(jù)輸出中所具有精度，一般檢查的內(nèi)容有其運(yùn)行頻率和管道內(nèi)的電流，瞬時(shí)流量。
①各項(xiàng)數(shù)據(jù)的精度。一般情況下在進(jìn)行數(shù)據(jù)
　　輸出的過程中需要保證輸出頻率的穩(wěn)定，輸出電流的有序，做好瞬時(shí)流量的控制，運(yùn)用模擬信號(hào)來對(duì)數(shù)字電流表和頻率計(jì)數(shù)器等標(biāo)準(zhǔn)儀器的使用情況有一個(gè)基礎(chǔ)的認(rèn)知。在測量和檢驗(yàn)的過程中，首先需要做的是關(guān)閉電源，并且能夠?qū)⒛�擬信號(hào)所具有發(fā)生器端子嚴(yán)格的按照要求來轉(zhuǎn)換相關(guān)端子的參數(shù)，并以此作為基礎(chǔ)來保證數(shù)字電流表的使用頻率，通過計(jì)數(shù)器與轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換，由電源輸出端子與頻率輸出端子進(jìn)行結(jié)合。在判斷一切數(shù)據(jù)正常，運(yùn)行狀態(tài)符合要求后，打開電源轉(zhuǎn)換模擬信號(hào)的檔位，輸入模擬流量，就可以對(duì)不同檔位的輸出頻率進(jìn)行記錄。
②數(shù)據(jù)處理。在進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的過程中需要對(duì)轉(zhuǎn)換器所輸出的各項(xiàng)數(shù)值進(jìn)行正確的校準(zhǔn)，對(duì)可能出現(xiàn)的運(yùn)行問題有一個(gè)基礎(chǔ)性評(píng)定，主要目的是能在校準(zhǔn)過程中，需要制定出合理的校準(zhǔn)方法，選擇好校準(zhǔn)所需要的儀器，了解現(xiàn)有的校準(zhǔn)條件，全面提高校準(zhǔn)人員對(duì)校準(zhǔn)對(duì)像的了解。
4計(jì)量設(shè)計(jì)的管理和協(xié)調(diào)
(1)計(jì)量校準(zhǔn)工作的信息要求
　　通常情況下機(jī)載設(shè)備在產(chǎn)品的使用過程中，說明書會(huì)提出以下資料，首先是設(shè)備運(yùn)行和安裝過程中所需要的考量的技術(shù)指標(biāo)。設(shè)備技術(shù)指標(biāo)的制定為計(jì)量工作提供了基礎(chǔ)理論依據(jù)，能夠?qū)υO(shè)備的不同工作狀態(tài)有一個(gè)基礎(chǔ)性判斷，并以此為基準(zhǔn)開展成品測試，充分了解設(shè)備所具有的技術(shù)性能，擴(kuò)大精度的影響范圍，并且能夠熟練的應(yīng)用當(dāng)前的計(jì)量設(shè)備。同時(shí)要結(jié)合當(dāng)前的工作環(huán)境來制定出合理的解決方法，并且能夠結(jié)合當(dāng)前的測量環(huán)境，提出更多與之相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化內(nèi)容，在進(jìn)行設(shè)備的設(shè)計(jì)過程中，也能夠提供更為合理的校準(zhǔn)方法，實(shí)現(xiàn)指導(dǎo)性的提升。能夠結(jié)合設(shè)備的使用原理來使安裝測量符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)備供方為了滿足測量條件，需要制定出更加具有的針對(duì)性的設(shè)計(jì)方案，在設(shè)備的設(shè)計(jì)方?jīng)]有為測量人員提供正確的校準(zhǔn)方法時(shí)，需要用戶自主的參照校準(zhǔn)的安裝方法來進(jìn)行，讓校準(zhǔn)程序變得更加科學(xué)。
(2)計(jì)量校準(zhǔn)工作的特性驗(yàn)證
　　通常情況下機(jī)載設(shè)備的設(shè)計(jì)完成后，需要充分認(rèn)證其所具有的計(jì)量特性，其中在進(jìn)行驗(yàn)證方案選擇的過程中，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證是最為有效，能夠幫助設(shè)計(jì)人員對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)過程進(jìn)行完善和補(bǔ)充，結(jié)合驗(yàn)證所得的結(jié)論，對(duì)其計(jì)量性設(shè)計(jì)進(jìn)行仔細(xì)的驗(yàn)證，通過系統(tǒng)化的評(píng)審后提供給當(dāng)前的用戶，還可以安排專業(yè)的測量人員來簽署完整的驗(yàn)證資料。
5總結(jié)
　　管道式計(jì)量性的設(shè)計(jì)是當(dāng)前我國機(jī)載設(shè)備設(shè)計(jì)過程中的重要課題，通過其對(duì)裝備測量準(zhǔn)確性得提升，能夠讓裝備的使用更加的安全、可靠，是我國工業(yè)建設(shè)過程中不可或缺的重要手段。通過計(jì)量性設(shè)計(jì)能夠保證計(jì)量的校準(zhǔn)，讓相關(guān)產(chǎn)品能夠在固有的使用周期內(nèi)始終保持一個(gè)良好的測試狀態(tài)，滿足技術(shù)發(fā)展要求。因此需要將計(jì)量性的設(shè)計(jì)上升到技術(shù)規(guī)范的層次，不斷的在成品設(shè)計(jì)中進(jìn)行完善，為裝備的使用合理性提供技術(shù)支持。電磁流量計(jì)在安裝過程中，呼吁有效的避開強(qiáng)電力設(shè)備和一些高頻設(shè)備，以免導(dǎo)致其受到輻射源的影響，為維修和維護(hù)提供便利。

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