1 簡述

 

      由于金屬管浮子流量計(jì)的堅(jiān)固可靠、測(cè)量穩(wěn)定，并與測(cè)量介質(zhì)的介電常數(shù)無關(guān)，同時(shí)由于可以采用多種耐腐蝕材料制造測(cè)量傳感器等特點(diǎn)，因此，這種產(chǎn)品可以廣泛應(yīng)用于高溫、高壓或腐蝕性介質(zhì)以及氣體和蒸汽的測(cè)量。

 

      但是，基于測(cè)量原理上的特點(diǎn)，流量刻度與介質(zhì)密度和粘度有關(guān)，實(shí)際應(yīng)用過程中介質(zhì)條件的變化又經(jīng)常發(fā)生，因而實(shí)際使用浮子流量計(jì)時(shí)，如何保證測(cè)量精度的準(zhǔn)確就顯得十分重要。

 

      2 測(cè)量原理

 

 

 

      如圖1所示，相對(duì)應(yīng)測(cè)量介質(zhì)的某一liu量，磁性浮子在測(cè)量管中對(duì)應(yīng)一個(gè)浮子位置，這個(gè)浮子位置通過指示器中的經(jīng)過精密充磁的磁耦合系統(tǒng)帶動(dòng)指針，由刻度盤和指針讀出相應(yīng)的流量值。

 

      根據(jù)VDI/VDE3513標(biāo)準(zhǔn)，浮子流量計(jì)流量計(jì)算公式：

 

      

 

      式中：Qn為介質(zhì)的質(zhì)量流量；

               α   為與浮子形狀、介質(zhì)粘度有關(guān)的系數(shù)；

               Ds 為浮子直徑；

               Ms 為浮子質(zhì)量；

               g  為重力加速度；

               ρα 為介質(zhì)密度；

               ρs 為浮子密度；

               η  為介質(zhì)粘度。

 

      由公式可以看出，流量刻度與介質(zhì)密度、浮子密度成比例，與介質(zhì)粘度有關(guān)。

 

      3 浮子流量計(jì)精度的定義

 

      目前，在國內(nèi)金屬管浮子流量計(jì)的市場(chǎng)上，有兩種定義精度的方式。

 

      一種是采用國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T6844-1993的定義方式。在這種方式中規(guī)定浮子流量計(jì)的基本誤差如表1所示。

 

表1 

 

精確度等級(jí)

 

1.0

 

1.5

 

2.0

 

2.5

 

基本誤差限（%）

 

±1.0

 

±1.5

 

±2.0

 

±2.5

 

      另外一種是采用德國工程師學(xué)會(huì)VDI/VDE3513的定義方式。在這種方式中規(guī)定：

 

      Eα=（1/4E+3/4F）×K/100

 

      式中：Eα為流量測(cè)量點(diǎn)絕對(duì)誤差：

               E 為測(cè)量點(diǎn)流量；

               F 為流量計(jì)滿度流量；

               K 為精度等級(jí)。

 

      由以上定義可以看出：

 

      （1）兩種定義的方式不同。在VDI/VDE標(biāo)準(zhǔn)中，給出的各個(gè)測(cè)量點(diǎn)精度，都包含有滿量程刻度對(duì)各個(gè)測(cè)量點(diǎn)精度的影響，在同樣的測(cè)量點(diǎn)上，與國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)相比，相應(yīng)提高了精度。

      （2）意義不同。在國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中，明確給出刻度是標(biāo)校介質(zhì)的量程（刻度），也就是說，此時(shí)的測(cè)量精度就是標(biāo)校條件下的測(cè)量精度，沒有給出實(shí)際測(cè)量介質(zhì)條件下的精度修正或補(bǔ)償。在VDI/VDE標(biāo)準(zhǔn)中沒有明確說明測(cè)量介質(zhì)是標(biāo)校介質(zhì)還是實(shí)際測(cè)量介質(zhì)。表2給出按照VDI/VDE3513計(jì)算出的各個(gè)測(cè)量點(diǎn)上的相對(duì)滿度值誤差。

 

表2 

 

精度等級(jí)

 

1.O

 

1.6

 

2.5

 

4.O

 

流量%

 

相對(duì)滿度值誤差%

 

相對(duì)滿度值誤差%

 

相對(duì)滿度值誤差%

 

相對(duì)滿度值誤差%

 

100

 

1.O00

 

1.600

 

2.500

 

4.O00

 

90

 

0.925

 

1.480

 

2.313

 

3.700

 

80

 

0.850

 

1.360

 

2.125

 

3.400

 

70

 

0.775

 

1.240

 

1.938

 

3.100

 

60

 

0.700

 

1.120

 

1.750

 

2.800

 

50

 

0.625

 

1.000

 

1.563

 

2.500

 

40

 

0.550

 

0.880

 

1.375

 

2.200

 

30

 

0.475

 

0.760

 

1.188

 

1.900

 

20

 

0.400

 

0.640

 

1.000

 

1.600

 

10

 

0.325

 

0.520

 

0.813

 

1.300

 

      4 精度與刻度的現(xiàn)狀

      不同的企業(yè)由于執(zhí)行不同的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，因此所制造的浮子流量計(jì)會(huì)有不同的刻度顯示，同時(shí)產(chǎn)品的精度也會(huì)產(chǎn)生差異。目前，國內(nèi)絕大部分企業(yè)生產(chǎn)的浮子流量計(jì)是按照國家標(biāo)準(zhǔn)或在國家標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上制定自己的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，其精度與量程（刻度）是定義在標(biāo)校條件下的，也就是說，精度和刻度是標(biāo)校條件下水或空氣的精度和刻度。

 

      國內(nèi)部分合資企業(yè)是按照國外標(biāo)準(zhǔn)，例如VDI/VDE生產(chǎn)浮子流量計(jì)。由于采用國外技術(shù)和設(shè)備，特別是國外公司的計(jì)算軟件進(jìn)行刻度轉(zhuǎn)換，在刻度轉(zhuǎn)換過程中進(jìn)行密度與粘度的修正和補(bǔ)償，此時(shí)，浮子流量計(jì)所顯示出的刻度是實(shí)際測(cè)量介質(zhì)的刻度，因此精度也是補(bǔ)償后的實(shí)際介質(zhì)刻度。

 

      5 選型時(shí)應(yīng)注意的問題

 

      （1）在選用浮子流量計(jì)時(shí)，首先要了解浮子流量計(jì)制造企業(yè)所執(zhí)行的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，特別是關(guān)于精度的規(guī)定和顯示刻度的規(guī)定，其次要了解產(chǎn)品的制造和技術(shù)水平。同時(shí)，要結(jié)合流量測(cè)量中的工藝要求，特別是在測(cè)量或控制要求精度高、刻度顯示直觀、介質(zhì)粘度高的情況下，要選擇能夠直接顯示介質(zhì)流量，具有密度和粘度補(bǔ)償性能的浮子流量計(jì)。

      （2）掌握準(zhǔn)確的工藝條件，提供準(zhǔn)確的介質(zhì)參數(shù)。因?yàn)榭潭鹊霓D(zhuǎn)換與校驗(yàn)是根據(jù)介質(zhì)條件完成的。

      （3）選用合適的測(cè)量部件材質(zhì)。一般要選擇防腐蝕性能好的測(cè)量材質(zhì)。只有保證浮子和測(cè)量部件長時(shí)間不受介質(zhì)的腐蝕，才能確保產(chǎn)品長期工作在出廠時(shí)的精度要求。

      （4）要選用能夠使正常工作流量在50%~80%的滿刻度的范圍內(nèi)。正常工作流量低于50%量程，使測(cè)量點(diǎn)上的絕對(duì)誤差增大，不利于控制精度。

 

      6 保證測(cè)量精度

 

      （1）選型或訂貨時(shí)要提供準(zhǔn)確的介質(zhì)條件。對(duì)于具有密度和粘度修正能力的制造企業(yè)，這點(diǎn)尤其重要。因?yàn)?，密度或粘度的差異，將直接影響流量刻度的校?yàn)。

      （2）對(duì)于直接顯示標(biāo)校條件下水或空氣流量刻度的流量計(jì)， 可能要求制造企業(yè)提供校驗(yàn)數(shù)據(jù)和流量計(jì)證書，在實(shí)際使用儀表時(shí)，要根據(jù)這些校驗(yàn)數(shù)據(jù)和計(jì)算書手工進(jìn)行密度修正。修正的方式可以采用圖表法、表格法或在流量計(jì)算機(jī)或DCS上使用系數(shù)修正法。

      （3）保證儀表安裝正確。垂直度是浮子流量計(jì)安裝時(shí)經(jīng)常被忽視的一點(diǎn)，一般情況下，要保證垂直度在2度以內(nèi)。

      （4）對(duì)于要求具有控制功能的浮子流量計(jì)，盡量選用帶有通訊功能的產(chǎn)品。當(dāng)介質(zhì)條件變化時(shí)，可以利用產(chǎn)品的通訊功能，現(xiàn)場(chǎng)對(duì)信號(hào)進(jìn)行調(diào)整，最大限度的保證產(chǎn)品精度。

      （5）有條件的用戶，可以按照流量計(jì)制造企業(yè)提供的流量計(jì)算書和校驗(yàn)記錄重新對(duì)儀表進(jìn)行檢驗(yàn)。

 

      7 周期檢定，保證精度的準(zhǔn)確

 

      要想長期保證浮子流量計(jì)的測(cè)量精度，周期對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行檢定是不可少的手段。一般條件下，浮子流量計(jì)的檢定通常采用直接用水或空氣行檢驗(yàn)。有兩個(gè)面需要注意：

 

      （1）如果流量計(jì)刻度上的介質(zhì)條件與檢定時(shí)的介質(zhì)條件相同，可采用直接進(jìn)行流量比對(duì)以計(jì)算精度；

      （2）如果兩者的介質(zhì)條件不同，就需了解該產(chǎn)品是否具有密度和粘度修正功能。如果沒有修正功能，也要了解刻度變化的條件或計(jì)算公式，根據(jù)相應(yīng)的公式，才可以進(jìn)行系數(shù)計(jì)算。如果具有密度和粘度修正功能，應(yīng)要求制造企業(yè)提供計(jì)算方式或計(jì)算結(jié)果。利用正確地計(jì)算結(jié)果對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行檢定。