電磁流量計(jì)在城市供水管道中應(yīng)用 發(fā)布時(shí)間：2018-01-04
1概述 供水管網(wǎng)區(qū)域流量計(jì)的安裝應(yīng)用，是供水企業(yè)加強(qiáng)管網(wǎng)運(yùn)行管理和優(yōu)化供水運(yùn)行調(diào)度的一項(xiàng)基礎(chǔ)性工作。它對(duì)了解供水管道尤其是多水源供水管網(wǎng)的流向、流量及流速變化，分析管道水力條件，監(jiān)測(cè)管道漏損情況，具有積極的作用。 2安裝注意事項(xiàng) 當(dāng)前適合測(cè)量大口徑供水主干管道的流量計(jì)主要有:電磁流量計(jì)、超聲波流量計(jì)、渦街流量計(jì)、孔板流量計(jì)等。這其中，電磁流量計(jì)因其具有測(cè)量精度高、量程范圍大、壓力損失小、測(cè)量通道通過性好、受流體介質(zhì)影響小和前置直管段要求短等諸多優(yōu)點(diǎn)，近年來已被越來越多的供水企業(yè)所廣泛使用。但用電磁流量計(jì)對(duì)城市供水管道流量的測(cè)量時(shí)要注意以下注意事項(xiàng):電磁流量計(jì)的安裝與調(diào)試相對(duì)其它流量計(jì)要求更為嚴(yán)格，安裝地點(diǎn)應(yīng)避免振動(dòng)和強(qiáng)磁場(chǎng)，在安裝時(shí)必須使變送器和管道有良好的接觸及接地;在管道流速與速度分布不符合設(shè)定條件或被測(cè)量管段中存留有氣體時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生較大的測(cè)量誤差;管道流速過低時(shí)，放大和測(cè)量與干擾信號(hào)相同數(shù)量級(jí)的感應(yīng)電勢(shì)較為困難，且儀表易產(chǎn)生零點(diǎn)漂移現(xiàn)象;供水管道結(jié)垢或磨損改變內(nèi)徑尺寸后，將影響原定的流量值，從而造成測(cè)量誤差。如100mm口徑儀表內(nèi)徑產(chǎn)生10%變化，將會(huì)帶來約2%附加誤差;沉淀物附著在測(cè)量管道內(nèi)壁或電極上時(shí)，將使變送器輸出電勢(shì)發(fā)生變化，并帶來測(cè)量誤差。當(dāng)電極上污垢物達(dá)到一定厚度后，甚至可能導(dǎo)致儀表無法測(cè)量。 因電磁流量計(jì)具有上述局限性，因此在其安裝、調(diào)試和使用、維護(hù)過程中，我們還需要特別加以注意: 電磁流量計(jì)應(yīng)盡量選擇安裝于長(zhǎng)距離直管段位置，遠(yuǎn)離管道彎頭、閥門等局部阻力件，以避免因管道流速頻繁變化，而造成的測(cè)量誤差;電磁流量計(jì)應(yīng)避免安裝在供水管網(wǎng)的高點(diǎn)位置，情況特殊管段前后位置應(yīng)適當(dāng)設(shè)置管道排氣設(shè)施，以減少管段存留氣體的影響;電磁流量計(jì)應(yīng)避免安裝于變壓器、電機(jī)房等易產(chǎn)生較大磁場(chǎng)設(shè)備的附近，以免受到電磁干擾。若必須安裝于此類位置，應(yīng)考慮相應(yīng)的屏蔽措施;電磁流量計(jì)應(yīng)盡量遠(yuǎn)離加壓泵站、重型車道等有較大振動(dòng)源位置安裝，若不可避免，應(yīng)采取加固措施來穩(wěn)定儀表附近的管道;電磁流量計(jì)變送器外殼、屏蔽電纜、測(cè)量本體及兩端的管道都應(yīng)接地，接地極應(yīng)單獨(dú)設(shè)置，接地電阻應(yīng)小于10歐姆，禁止接到電氣或公共接地網(wǎng)上;在垂直管道上安裝時(shí)，被測(cè)流體的流向應(yīng)自下而上。在水平管道上安裝時(shí)，兩個(gè)測(cè)量電極不應(yīng)在管道的正上方或正下方位置;應(yīng)確保電磁流量計(jì)上、下游端直管段長(zhǎng)度至少分別應(yīng)達(dá)到裝置管道直徑的5倍和2倍;應(yīng)確保電磁流量計(jì)所處環(huán)境不受積水浸泡和腐蝕性氣體侵害。 即便我們嚴(yán)格按照上述注意事項(xiàng)進(jìn)行電磁流量計(jì)的安裝調(diào)試和維護(hù)管理，也只能說最大程度減少了設(shè)備誤差率的發(fā)生。依據(jù)JJG1033－2007《電磁流量計(jì)》相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合實(shí)際運(yùn)行條件及狀況，下面將對(duì)電磁流量計(jì)測(cè)量城市供水管道流量的測(cè)量不確定度展開具體分析。 3測(cè)量不確定度評(píng)定 3.1.1測(cè)量依據(jù):JJG1033－2007《電磁流量計(jì)》檢定規(guī)程 3.1.2主要測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)器:0.5級(jí)的電磁流量計(jì) 3.1.3校準(zhǔn)對(duì)象及參數(shù):城市供水管道流量Q 3.1.4工作原理:在封閉管道中，設(shè)置一個(gè)與流動(dòng)管道相垂直的磁場(chǎng)，通過測(cè)量導(dǎo)電的液體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)推算出流量Q，即如下圖1為例(安裝位置應(yīng)置于外界磁場(chǎng)、機(jī)械振動(dòng)及噪場(chǎng)應(yīng)小到對(duì)流量計(jì)測(cè)量影響忽略不計(jì))，(C、D處裝有兩個(gè)垂直于管軸的電極)。 式中，Q—校準(zhǔn)時(shí)標(biāo)準(zhǔn)器換算到流量計(jì)處狀態(tài)的累積流量值; U—直流式電磁流量計(jì)用來測(cè)量流體橫越磁場(chǎng)時(shí)所感生的電動(dòng)勢(shì); B—磁場(chǎng); A—管道橫截面積; d—管道直徑; k—修正系數(shù)，用來修正導(dǎo)出公式時(shí)未計(jì)及的因素(如流量計(jì)管道內(nèi)的流速事實(shí)上并不均勻)的影響。在常用的流量計(jì)中，k約為0.8，但對(duì)于特定尺寸、用于特定工況的電磁流量計(jì)，則要用容積法(一定時(shí)間內(nèi)流過的容積)標(biāo)定k值; q—校準(zhǔn)時(shí)流量計(jì)顯示的累積流量值;即Q=q。 注:本次實(shí)驗(yàn)中，由于溫度對(duì)本次實(shí)驗(yàn)測(cè)量各分量影響較小，故可不考慮溫度的影響。 3.2.1測(cè)量模型 Q=q 3.2.2方差和傳播系數(shù) 依方程 3.2.3標(biāo)準(zhǔn)不確定度來源 (1)0.5級(jí)電磁流量計(jì)最大允許誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量 (2)流量測(cè)量重復(fù)性引入的不確定度分量 4輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定 4.1本次校準(zhǔn)使用0.5級(jí)的電磁流量計(jì)作為測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)裝置，均勻分布，則 4.2測(cè)量重復(fù)性引入的不確定度 本次分析以對(duì)某自來水站出水管道上電磁流量計(jì)測(cè)量的流量結(jié)果為例，滿管累積流量測(cè)量，所測(cè)管道內(nèi)徑為600mm。測(cè)量3組數(shù)據(jù)，每組測(cè)量3次，每次10min。僅將每組平均值及處理數(shù)據(jù)錄入表1。 由表1可知，測(cè)量重復(fù)性引起的不確定度ur2=ur(q)r=smaxi=0.160% 5標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總表 5.1測(cè)量不確定度的合成與擴(kuò)展 根據(jù)4.1、4.2計(jì)算的各不確定度分量計(jì)算合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度 6擴(kuò)展不確定度的評(píng)定 取擴(kuò)展因子k=2，則電磁流量計(jì)對(duì)城市供水管道流量測(cè)量值的擴(kuò)展不確定度: Urel=k×ucr=0.66%
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如下圖1為例(安裝位置應(yīng)置于外界磁場(chǎng)、機(jī)械振動(dòng)及噪場(chǎng)應(yīng)小到對(duì)流量計(jì)測(cè)量影響忽略不計(jì))，(C、D處裝有兩個(gè)垂直于管軸的電極)。
