摘要: 智能電磁流量計(jì)的示值誤差會(huì)隨使用時(shí)間發(fā)生變化，受使用條件和現(xiàn)有現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)技術(shù)的限制，無(wú)法精確修正誤差變化。抽樣選取 4 臺(tái)具有連續(xù) 5 年檢定記錄的智能電磁流量計(jì)，利用檢定數(shù)據(jù)建立和驗(yàn)證數(shù)學(xué)關(guān)系模型，得到較好的結(jié)論。從而能夠依據(jù)使用年限實(shí)現(xiàn)對(duì)示值誤差的定量修正，提高流量計(jì)的計(jì)量準(zhǔn)確度。

 

        智能電磁流量計(jì)以其無(wú)壓損、高精度、價(jià)格適中等優(yōu)勢(shì)受到廣大石油、化工企業(yè)的青睞，在流量計(jì)量工作中擔(dān)任著重要的角色。受流通介質(zhì)、元件磨損等影響，隨著使用時(shí)間的增加，智能電磁流量計(jì)的示值誤差會(huì)發(fā)生改變，這也是要求每年進(jìn)行復(fù)檢的主要原因。但受現(xiàn)場(chǎng)安裝條件或連續(xù)生產(chǎn)的限制，通常在安裝完畢后不方便拆卸，就不能按期進(jìn)行復(fù)檢和誤差修正，而目前現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)的能力只能達(dá)到 0. 5 級(jí)，且受校準(zhǔn)環(huán)境的影響，其不確定度很大，無(wú)法保證校準(zhǔn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，從而也就失去了復(fù)檢的意義 。如何檢測(cè)智能電磁流量計(jì)在使用過(guò)程中的誤差變化，確定其示值誤差的大小就成為使用者關(guān)注的重點(diǎn)。

 

        筆者在歷年堅(jiān)持送檢的流量計(jì)中，抽樣選取了 4 臺(tái)智能電磁流量計(jì)，依據(jù)前 4 年的連續(xù)檢定數(shù)據(jù)，分析其誤差變化，嘗試找出示值誤差與使用年限的相關(guān)關(guān)系，建立數(shù)學(xué)模型，并利用第 5 年的數(shù)據(jù)對(duì)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行驗(yàn)證，分析理論值與實(shí)際值的偏差程度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示 理 論 值 偏 差 最 大 為－0. 05%，滿足智能電磁流量計(jì)的準(zhǔn)確度要求，從而證明了該方法的可行性與可靠性。因此，基于數(shù)學(xué)模型可以根據(jù)使用年限對(duì)示值誤差進(jìn)行修正，提高流量計(jì)的計(jì)量準(zhǔn)確度。

 

1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

        實(shí)驗(yàn)檢定智能電磁流量計(jì)使用的靜態(tài)質(zhì)量法水流量標(biāo)準(zhǔn)裝置為 0. 05 級(jí)，自 2007 年開(kāi)展檢校工作以來(lái)，一直運(yùn)行良好，穩(wěn)定性和重復(fù)性均在控制范圍之內(nèi)，所以在連續(xù)的 5 年 (2008—2012 年) 檢定記錄中，標(biāo)準(zhǔn)裝置對(duì)智能電磁流量計(jì)檢定結(jié)果的影響可以忽略不計(jì)。

 

        從現(xiàn)有的記錄中查找能夠堅(jiān)持每年送檢的智能電磁流量計(jì)，同時(shí)為避免流量計(jì)廠家和型號(hào)等因素的影響，選取了生產(chǎn)廠家 (KＲOHNE)、口徑(DN50 mm)、準(zhǔn)度等級(jí) (0. 5 級(jí))、計(jì)量介質(zhì)(自來(lái)水) 等參數(shù)均一致的 4 臺(tái)流量計(jì)。

 

2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程

        對(duì)4 臺(tái)智能電磁流量計(jì)前4 年的檢定數(shù)據(jù)繪制曲線圖，如圖 1 所示。

        如圖 1 所示，流量計(jì)的示值誤差基本呈現(xiàn)出隨使用年限逐漸增大的趨勢(shì)，只是增長(zhǎng)的程度和速度不同。對(duì) 1 # 流量計(jì)的檢定數(shù)據(jù)進(jìn)行曲線擬合，得到數(shù)學(xué)關(guān)系模型如下:

        y = －0. 098x +0. 255 Ｒ 2 =0. 98 (1)

        式中: x 為使用年限，x = 1，2，3，…; y 為流量計(jì)的示值誤差; Ｒ 為相關(guān)程度，值越大表示擬合程度越好 (取值范圍為 0 ～ 1，不小于 0. 8 即表示合格)。采用同樣的方法對(duì)其余 3 臺(tái)流量計(jì)的檢定數(shù)據(jù)進(jìn)行曲線擬合，得到數(shù)學(xué)關(guān)系模型依次為:

        y =0. 049x +0. 045 Ｒ 2 =0. 89 (2)

        y = －0. 0225x 2 +0. 0375x －0. 0675 Ｒ 2 =0. 99(3)

        y = －0. 0175x 2 +0. 2485x －0. 1875 Ｒ 2 =0. 99(4)

 

        依據(jù)上述數(shù)學(xué)關(guān)系模型分別計(jì)算出各智能電磁流量計(jì)第 5 年的檢定數(shù)據(jù) (理論值)，與實(shí)際的檢定數(shù)據(jù) (實(shí)際值) 比對(duì)，并計(jì)算其偏差值 (理論值－ 實(shí)際值)，如表 1 所示。

        從對(duì)比結(jié)果可以看出，4 臺(tái)智能電磁流量計(jì)中偏差值最大的為 Δy = － 0. 05%，小于流量計(jì)的最大允許誤差 ±0. 5%，表明以上建立的數(shù)學(xué)關(guān)系模型是成立的，即通過(guò)數(shù)學(xué)模型建立示值誤差與使用年限的方法切實(shí)可行。

 

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)論

        通過(guò)以上對(duì)智能電磁流量計(jì)示值誤差與使用年限的研究，可以得出，智能電磁流量計(jì)的示值誤差隨使用年限呈現(xiàn)逐年增大的趨勢(shì)，通過(guò)兩者的關(guān)系建立數(shù)學(xué)模型，并通過(guò)已有的數(shù)據(jù)對(duì)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行驗(yàn)證，得到很好的結(jié)果，證明了方法的可行性與可靠性。從而實(shí)現(xiàn)通過(guò)使用年限計(jì)算示值誤差的方法，對(duì)流量計(jì)進(jìn)行誤差修正，提高流量計(jì)的計(jì)量準(zhǔn)確度。

 

        本文通過(guò)分析研究，建立了智能電磁流量計(jì)示值誤差與使用年限的數(shù)學(xué)關(guān)系模型，能夠很好地解決現(xiàn)場(chǎng)拆卸的困難和校準(zhǔn)技術(shù)的缺陷，這一方法具有一定的先進(jìn)性和指導(dǎo)性。同時(shí)，針對(duì)不同的使用情況，兩者的數(shù)學(xué)關(guān)系模型不盡相同，不能使用統(tǒng)一的模型，這就要求智能電磁流量計(jì)必須有一定的周期檢定數(shù)據(jù)才能建立數(shù)學(xué)關(guān)系模型。同時(shí)，為避免使用環(huán)境、型號(hào)規(guī)格等因素的影響，本文選取了參數(shù)基本一致的智能電磁流量計(jì)作為研究對(duì)象，得出較為理想的結(jié)論。但是針對(duì)不同參數(shù)的智能電磁流量計(jì)以及其他類型的流量計(jì)，其示值誤差與使用年限之間的關(guān)系還有待進(jìn)一步的研究。

         作者：智能電磁流量計(jì)

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