液體粘度液體溫度環境溫度對EMFM系列電磁流量計的影響，通常認為電磁流量計所測體積流量不受液體電導率(只要大于某一閥值)、液體粘度、液體溫度和環境溫度參量的影響。隨著儀表使用介質從過去應用zui多的水和水溶液擴大到其他液體,若干用戶根據現場使用經驗,開始懷疑這些認識。儀表使用者協會WIB邀集8家電磁流量計制造廠提供儀表,委托荷蘭應用科學研究組織TNO和荷蘭國家礦業公司研究所DSM,進行應用基礎研究。試驗研究歷時兩年半,于1993年發表研究報告。下文摘錄有關粘度影響,液體溫度和環境溫度影響,長期穩定性的內容。液體電導率影響請參閱另一專題文章。參加實驗20臺電磁流量計均為流量傳感器和轉換器組合在一起的一體化儀表,度均優于1%,儀表口徑、臺數和襯里材料見表1,其中2臺陶瓷襯里儀表中途退出。
1 液體粘度影響
實驗液體粘度分5,15,70和200mm2/s(cSt)四檔,前3檔是糖水溶液,后者是甘油和水的溶液,再加上參比液20℃時的水,粘度約為1mm2/s。18臺儀表的粘度變化影響量分布和平均影響量分別見表2和表3。
圖1所示是DN40儀表粘度影響zui小和zui大儀表的誤差曲線,從中可以看出粘度增加誤差曲線向“正”向偏移。圖2是將另兩臺DN40儀表從流量換算成雷諾數(ReD)后繪制的誤差曲線,實驗范圍包含了層流區(ReD<2320)、過渡區和紊流區(ReD>4000)。右圖低流量范圍的儀表,按雷諾數從小到大的誤差曲線無法連成一線;左圖高流量范圍的儀表則可以連成一線。在后一種情況下,可以對某一使用對象,從此圖以內插法推導一條操作曲線,此曲線可到±0·5%;且提供了按有限的校驗數據外推到較大尺寸儀表合適操作曲線的可能性。但該研究報道又認為,如果按右圖所示的曲線,某一粘度與水相異的液體,其校驗曲線不能從水校驗曲線上外推法來求得,否則其誤差將大于5%。
2 溫度影響
溫度變化以3種方式影響儀表性能,即:環境溫度恒定,流體溫度變化;流體溫度恒定,環境溫度變化;流體和環境溫度都變化。第3種方式是zui多的現實情況。
2·1 流體溫度影響
表4中3~9各列是兩種環境溫度條件下,3種襯里材料液體溫度變化每10℃的平均影響量。3種襯里材料間影響量沒有明顯的差別,低流速范圍影響比高流速影響大。
環境溫度對液體溫度變化影響量的作用非常有限,然而環境溫度從20℃變化到50℃,會使誤差曲線平均偏移,從圖上讀出DN10儀表偏移量為0·4%,DN40儀表為0·3%,偏移方向不一,有些偏“正”,另一些偏“負”。第10列是在做完各溫度影響實驗后,重新在參比條件(環境和流體溫度均為20℃)下校驗,與實驗開始時參比條件的校驗數據比較的總體偏移量,是不能恢復的變化量。圖3所示是流體溫度影響zui小和zui大兩臺儀表的誤差曲線。H制造廠儀表流體溫度從20℃變到70℃,與參比條件相比變化小于0·3%;D制造廠儀表變化近1%。除個別測量點外,流體溫度增加,誤差向“正”相偏移。
2·2 環境溫度影響
表5為3種襯里18臺儀表在兩種環境溫度(20℃及50℃)下流體溫度變化的影響量。DN10儀表在低流速時影響量相對較高,高流速時則低些;DN40儀表影響量均相對低些。本影響量主要是由電子部件引起的。
圖4所示是環境溫度變化和流體溫度變化影響量zui小和zui大兩臺儀表的誤差曲線。H制造廠的儀表環境溫度從20℃升高到50℃,其影響為-0·2%~+0·5%;環境溫度為50℃時,流體溫度從20℃變化到70℃,影響為-0·3%~+0·5%。E制造廠儀表環境溫度從20℃升高到50℃,其影響較大為-2·5%~-4·5%;環境溫度為50℃時,流體溫度從20℃變化到70℃,影響為-0·5%~-1%。
3 長期穩定性
在長達兩年半的實驗周期內,每進行一輪試驗,先做一次參比液體和參比條件的基本誤差,對這些數據進行比較,即可獲得各臺儀表的長期穩定性。表6所示是反映長期穩定的基本誤差zui大變化量臺數分布狀況和平均變化量。平均量大變化量在0·4%~0·8%之間。
4 結束語
所試驗儀表的液體粘度、液體溫度和環境溫度影響量參差不一,有些型號儀表還相當大。對于精度較高基誤差優于0·5%~1%的儀表更不能忽略,影響量已超過基本誤差很多。特別是有些制造廠聲稱在其參比條件下精度可達0·2級的儀表,在分析其現場實際使用條件下的測量精度時,必須考慮這些影響量的因素。
86-020-31199948/85550363
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