劉思民

摘 要 電磁流量計測得的流量值可通過不同的模擬信號輸出，根據(jù)JJG1033-2007《電磁流量計》檢定規(guī)程、機械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB / T9248-2015《電磁流量計》對輸出信號的相關(guān)要求，選取一款電磁流量計對不同輸出信號分別進行檢測，并對檢測結(jié)果進行研究分析[1]。

關(guān)鍵詞 電磁流量計;電流信號;脈沖信號;信號檢測

引言

電磁流量計的結(jié)構(gòu)較為簡單，導(dǎo)管內(nèi)沒有可活動部件和阻流體，沒有機械慣性，不會產(chǎn)生額外壓損，又因其具有測量精度高、可靠性強、穩(wěn)定性好等優(yōu)點，在給排水、污水處理、引水工程等項目中得到廣泛的應(yīng)用。

目前多數(shù)電磁流量計都設(shè)有輸出的電信號。常用的電信號輸出又分為脈沖（頻率）輸出和（4～20）mA電流輸出。這兩種電信號輸出已作為儀表行業(yè)的基本規(guī)定和要求。電磁流量計的傳感器在測量導(dǎo)電液體流動時產(chǎn)生感應(yīng)電動勢信號，轉(zhuǎn)換器將感應(yīng)電動勢信號轉(zhuǎn)換成與流量計流量值成正比的模擬信號，并輸出到采集端。

1電流、脈沖測量方法差異性試驗方法

1.1 試驗方法

本次試驗采用靜態(tài)容量法水流量標(biāo)準(zhǔn)裝置，選用的儀表口徑為DN80，編號20171016005的電磁流量計進行檢測，該流量計為客戶定期送檢，對比往年的檢測記錄表明，測量性能相對穩(wěn)定，具有很好的代表性。在該實驗中，對流量計的電流和脈沖信號進行了比較和分析。

在符合規(guī)定的環(huán)境條件下，按JJG1033-2007《電磁流量計檢定規(guī)程》，將電磁流量計安裝在水流量標(biāo)準(zhǔn)裝置上，使其與標(biāo)準(zhǔn)裝置的管道同心保持一致，檢測前保證電磁流量計接地良好，和接線端子連接無誤。以水為介質(zhì)，通水測試，確認被檢流量計和管線均無泄露后，調(diào)整被檢流量計零點，檢査流量計的密封性。把流量調(diào)到最大的流量值，等待流量、溫度和壓力穩(wěn)定后，在相同時間內(nèi)同時讀取被檢這一臺流量計和標(biāo)準(zhǔn)容器信號并記錄，分別測量90m3/h、45m3/h、9m3/h三個流量點，每個點各校準(zhǔn)3次，取檢測結(jié)果平均值[2]。

2電流、脈沖的檢測值試驗結(jié)果

3電流、脈沖的檢測值試驗結(jié)果分析

由表3得出，在90m3/h、45m3/h、9m3/h三個流量點下脈沖輸出和（4～20）mA電流輸出方式不同對流量計的所體現(xiàn)的誤差也不一樣?？梢钥吹酱舜卧囼炿娏餍盘栞敵鲆让}沖輸出誤差要偏大0.3%以上。

從表4得出，此次試驗（4～20）mA電流輸出重復(fù)性大于脈沖輸出重復(fù)性，重復(fù)性普遍偏大0.06%以上。

在選擇使用（4～20）mA電流輸出時，根據(jù)（4～20）mA電流輸出計算模型 ，可以得出Iij值是非常重要的，即為第i檢定點第j次檢定時流量計輸出信號的瞬時值，即（4～20）mA電流輸出采集的是瞬時流量對應(yīng)的電流值。瞬時流量受采集的時間長短、頻次、流量是否穩(wěn)定都會導(dǎo)致誤差和重復(fù)性的偏大。由表1可知其重復(fù)性偏大。

在選擇使用在脈沖輸出時，根據(jù)脈沖輸出計算模型可以得出Nij非常重要，即第i檢定點第j次檢定被檢流量計所輸出的脈沖數(shù)，即脈沖（頻率）輸出的脈沖數(shù)時是檢定時間內(nèi)的脈沖數(shù)總量。由表2可知其重復(fù)性偏小。而脈沖（頻率）輸出相對比較穩(wěn)定。

除此之外，在實驗過程中，發(fā)現(xiàn)二者的測量區(qū)間的鑒別閾也不相同。當(dāng)滿量程為90m3/h時測得的電流值為20mA，帶入（4～20）mA電流輸出計算模型：

由此可以知道在檢測滿量程時，已經(jīng)達到測量區(qū)間上限，無法作為被測量值檢測。而在JJG164-2000液體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置中對流量穩(wěn)定也有測量，用累積法檢定基本在0.2%左右，因此只能下調(diào)流量到88m3/h作為被測量值檢測。由以上可知，當(dāng)信號采集方法不同、測量區(qū)間的鑒別閾不同等原因?qū)е率褂没驒z測時電流與脈沖兩種信號輸出方式出現(xiàn)不同的差異性[3]。

4使用或檢測電磁流量計時，輸出信號選用的思考及建議

從以上試驗可以得出電磁流量計的（4-20）mA電流輸出的重復(fù)性要大于脈沖輸出，其原因受信號采集的時間長短（阻尼時間）、頻次、流量是否穩(wěn)定等因素影響;此外（4-20）mA電流輸出受測量區(qū)間上限的限制，而脈沖輸出在使用或測量時不受此影響[4]。

5結(jié)束語

電磁流量計制造技術(shù)日益成熟，其優(yōu)異的測量能力，穩(wěn)定的計量性能等諸多優(yōu)勢，使電磁流量計在越來越多的場合發(fā)揮極其重要的作用。用戶在使用電磁流量計時應(yīng)優(yōu)先選擇脈沖輸出的方式，盡量使其發(fā)揮最大的效能。檢測要以客戶實際情況為主，根據(jù)其輸出信號方式的不同，而采取不同的信號檢測方式，盡量使檢測狀態(tài)貼近使用狀態(tài)，使測量結(jié)果有更高的代表意義。為相關(guān)應(yīng)用行業(yè)節(jié)約檢測成本，對質(zhì)量管理的可靠性大幅提升，對檢測人員在檢測時不同輸出信號的選取提供參考。

參考文獻

[1] 張柯，陳飛.電磁流量計不同信號輸出差異淺析[J].計量與測試技術(shù)，2020，47（7）：54-56.

[2] 電磁流量計檢定規(guī)程：JJG1033-2007[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2007.

[3] 李銘，梁琦.電磁流量計儀表系數(shù)的誤差分析[J].計量與測試技術(shù)，2016，43（7）：104-105，107.

[4] 張偉.電磁流量計的原理、整機裝配和檢測以及故障分析[J].儀器儀表用戶，2017，24（4）：80-83.