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电磁流量计在热水计量方面的标定分析

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文章摘要:电磁流量计在热水计量方面的标定分析 ,肺热嬴奸买俏口服药,斯巴达封闭航空站。

来源:新利赌场_闲和庄赌场_特区赌场官网作者:发表时间:2016-11-08 10:12:26

在流量仪表性能迄今的研究往往集中在流量分布的影响比温度的影响,新利赌场_闲和庄赌场_特区赌场官网:主要是因为高精度流量校准设备高温是昂贵的操作,因此稀缺。表1对热水流量目前可用的校准设备概述。给水的应用在230°C、8 MPa和3500米三H−1,目前没有流设施,使人在现场重现的测量条件。因此,传统的性能测试是不可能的。电磁流量计(UFM)是由系统的物理效应的影响[ 1 ]。对超声换能器的机电效应导致所谓的零点的影响[ 2 ]。如粘度的流体动力特性[ 3 ]影响速度分布。电磁信号的声传播取决于流速U零或者更准确的马赫数View the MathML source(C是声音的速度)。的影响是小的液体将体现在节一点六。过程的温度和压力导致身体变形计。下面我们将看看给水中应用的关键因素。通过实验研究和解释的影响,我们需要明确和稳定的操作条件,只能在流动实验室和网站上没有实现。它是在一个专门的实验室测试流程工具因此受益[ 4 ]。同时,流量仪表所需的不确定性已达到小于0.5%的值。因此,可追溯性成为一个重要的因素,特别是如果小系统的作用是确定。

表1。
热水可用校准设备清单。
在°C温度范围 流M三H−1 不确定性(k=2)% 门诊化验室
20–70 一万二千 零点零八 日本日本
10–90 九百 零点零六 SP瑞典
12–80 四百 零点一 DTI丹麦
10–85 二百七十 零点一三 新加坡管理大学斯洛伐克
90–130 一百八十 零点零七 纯电动汽车奥地利
8–90 一百八十 零点零五 纯电动汽车奥地利
5–90 一千 零点零四 PTB德国
5–230 二百 零点四 PTB德国?
30–85 一百 零点四 波兰胶
19–85 三十六 零点一 mkeh匈牙利
30–90 三十六 零点三 我的法国
10–70 一百 零点一 CMI捷克
?
在建设。

表选项
1.1。可追溯性

           可追溯性是测量精度的关键。对测量精度的量化表是测量不确定度给出说明。测量不确定度分为随机误差和系统误差(偏差)。随机误差可以对测量有良好的仪表和知识减少。另一方面,没有发现不可追溯性系统误差。获得信心在测量、校准的测量是必要的。否则可能会导致不一致的甚至是错误的测量。只有一个完整的链溯源保证精度和质量的仪器。达到要求的较低的测量不确定度的过程中,电力行业,通过校准直接追溯到官方的标准是必要的。为此,国家计量机构(NMIS)为单位的标准。质量流量,基本单位是基于已知的物理量,质量和时间的测量。体积流量、密度也要考虑(见第二点三)。该系统的标准往往是最高的精度,因此只具有较低的随机和系统误差的最小化。只有这些标准的可追溯性,可以测量不确定度的说明。有间显著差异的工作标准和可追溯性的物理量本身。当校准流量仪表,往往第二流量仪表是用来校准的主要标准,但这种方法可能会导致未检测到的系统错误。例如,仪器可通过热膨胀或长期漂移的影响,然后将测量的相关性。一个没有标准的校准层次上的每一步向下导致额外的随机误差和系统误差。

1.2。系统的影响及补偿

           在下文中,我们将描述影响给水电磁流量仪测量速度的主要因素。温度T,压力P和雷诺兹数View the MathML source(见第一点四)已被确认为重大影响。原流量View the MathML source的电磁流量计是根据[ 5 ]从测得的五个平行弦的上游和下游的电磁传播时间。后来,流量计算机应用水力因素View the MathML source,基于流量校准,和理论热KT(T)和压力KP(P)对原始测量流量膨胀因素View the MathML source计算流量指示QI。

方程式(一)
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1.3。流干扰

           扰动速度分布的不确定性的贡献可以支配的超声流量测量的总不确定度的预算。这个问题是许多的论文,因此,没有进一步详细的在这里。在这个测量活动,因此遵循以下规律。(1)一五和弦表可有一个小的流量敏感性干扰。(2)仪表安装在一个固定的入口和出口部分和流量调节器降低安装条件变化表运行包。(3)仪表运行包将安装在一个精心挑选的位置,最好是在减速器。(4)从流量计的诊断信息用于现场检查速度扰动足够小。由最大的制造商说,因为水流条件的不确定性的贡献是,在这些条件下,约0.1%[ 1 ]。

1.4。雷诺数

           所需的速度分布在流量管流Q和平均速度U零对管轴对称。由于壁的摩擦,他们已经接近零速度和更高的速度(墙1.1u零1.2u−零at the Centre)。for higher Reynolds数View the MathML source,与运动速度N与管内径D速度分布更均匀,由于湍流混合。这导致在水力要素变化KHUFM的。在调查了重新距离之间View the MathML source和View the MathML source0.15%这五个和弦变化最大。的影响是不太明显的高雷诺兹数。如果我们推断KH在给水处理电路的条件下,即在Re=22×10六从测量的变化,KH在Re=4.5×10六小于0.1%。如果流是原状在雷诺兹范围外推是可行的。它的目的是验证在日本高雷诺兹校准设施这一假设[ 6 ]。

1.5。水化学

           给水净化水与低水平的溶解的矿物质保护锅炉和汽轮机的腐蚀、结垢。化学物质如肼或氨加入清除多余的氧或分别提高博士所谓的空调只会导致比较从稠油热水液体到UFMS宽的工作范围内,粘度和密度的微小变化。肺结核,是本研究所使用的流程也使用条件的水,在水的质量上,给水的代表。另一方面,像给水流量磁铁物质已知会导致存款导致1%差压流量仪表偏差[ 7 ]。目前对水化学相关问题的研究主要集中在存款。有持续的努力来检测所造成的存款与电磁流量计的信号信息或通过使用额外的独立流量仪表漂移。

1.6。声学

           因为在这种情况下校准与声音的速度大于1400米的水上表演−1和最大流速小于7 m s−1,马赫数View the MathML source一般低于0.005。水力因素的变化KH由于从直线的路径轨迹偏差近似View the MathML source[ 8 ]在这种情况下,是小于25 ppm。给水中的应用,速度是10米以下−1与声音的速度是大于1000米的−1。马赫数将仍然低于0.01,由此产生的误差在0.01%以下。它不需要考虑在这里。

1.7。零点

           电磁测量原理是基于在与皮秒分辨率要求的流体测量电磁传播时间。机电效应对传感器和信号链如电缆和放大器对信号之前就通过流体。由此产生的系统误差主要取决于信号延迟时间的变化,导致所谓的零点误差。一个精确的零点校准只能如果流体是完全静止的,声音的速度是确切地知道。现场安装和流量试验台通常不满足这些条件和特殊的设置需要在温度传感器的特性[ 9 ]和压力[ 10 ]可以测试。通过使用一个专用的校准程序,一零点小于0.1毫米的−1在实验室获得。零点影响小的流速最和这样的错误出现在标定结果为低流量,典型的转移。它包括低流量在性能测试是有用的。如果0.2%个目标的不确定性的贡献是理想View the MathML source零点,需要用不确定度优于2毫米的确定−1在现场。

1.8。米体展开

           用于高温应用中,流量计的体热膨胀起着重要的作用,这就是为什么使用校正因子[ 5 ]。压力差动装置,如孔板、管道直径的计算考虑了热膨胀和压力以及[ 11 ]。对于UFM,一个简单的线性扩展在以下修正系数表身体的结果:

方程式(二)
View the MathML source
转 MathJax打开(放)

           当一个UFM校准的20°C和使用230°C,View the MathML source和View the MathML source有一个变化,1%由于热膨胀。过程压力也能导致一个,虽然小,仪表的身体取决于施工变形。有限元模拟可以用来评估计体变形8 MPa的压力下。实验验证,因为流量试验设施通常不能产生所需的高压力是不可行的。
2。方法
2.1。测量设备

           的wzp(wärmezählerprüfstrecke,热能表检定装置)是一种重量流量传感器从DN 80至400校准测量设备(元件热与冷米)以及合格评估流量传感器的研究根据中期(测量仪器指令)mi-004水作为热输送流体的温度范围从3到90°C和流率从3到1000米三H−1与相对量的测量不确定度的实现View the MathML source。该设施的技术规范的概括表2。图1。是测量大厅的照片。

表2。
该测量装置的主要参数。
流量测量部分一80–dn,DN 200 3–200米三H−1
流量测量部分二80–dn,DN 400 3–1000米三H−1
温度范围(包括测量部分,所有模式) 3–90°C
温度漂移 MK / h<50
雷诺兹数范围内,测量断面一 0.33×10四<Re<1.08×10六
雷诺兹数范围内,测量断面二 0.16×10四<Re<5.42×10六
称重罐容量 20毫克
REL。称重扩展不确定度(k=2) 十−5
在测量截面公称长度 25 m
该测量截面的波纹 <2 mm/m
法兰不匹配 < 50μM
管粗糙度、双屏蔽和不锈钢管 < 0.5μM
相对扩大体积的测量不确定度(k=2) < 4×10−4
表选项
Measuring hall with test sections.
图。1。
与试验段测量霍尔。
图选项
体积流率和温度的函数是根据标准DIN EN 24185用重力测量原理测量,从而直接溯源到SI单位质量、温度和时间。

           程序中采用的均是静态称重法与飞行的开始和停止。在泵的运行方式,泵送流量串级通过试验段和测试仪。流量是一个闭环控制调节。在流量稳定,测量开始和流转入称重罐。在每次测试之前,预期的脉冲计数的参考表灌装称重罐是从选定的填充量与参考表的脉冲值计算(100脉冲/升)。当参考表注册所期望的脉冲数,切换开关回到闭环。由于分流特性的切换过程在开始和结束的充填过程是渐进的。这个过程的特点是不同的流速和温度小于不确定性View the MathML source发现由于分流误差。称重系统达到稳定状态的测量质量的实际重量后确定。量,通过参考表(参考表测试卷)是在参考表和测试体积重量的位置从流体密度。这个K-参考仪表系数的测试卷和采集到的脉冲数计算。参考表,因此在目前的条件和测试卷的校准可以通过总结脉冲计算。在测试仪表的偏差计算如下。在测试仪表的体积成比例的脉冲输出(3脉冲/升)。在测试仪表的脉冲输出计数直到指定的脉冲数(在我们的情况下达到51000)。在测试仪表和最后一个脉冲的第一脉冲用于触发第二计数器的参考表。测量的参考表和测试仪同时发生但彼此独立。在测试仪的测量误差与标准仪表和测试仪表,在两个位置的流体密度的脉冲数计算。

2.2。温度控制

           温度是影响热水校准尤为重要,领导的要求,是实现这一设施。一个重点是温度的精确测量。温度在35个地点在一四线连接Pt 100电阻传感器测量。一个单一的数字万用表使用一个多路复用器和100个参考电阻和View the MathML source连接到最后两通道。每个测量由第一参考电阻然后Pt 100传感器测量一个周期。温度的测量和修正性的二次校准功能,根据标准DIN EN 60751事后计算。常数是与国家标准的对比得出温度并存储在设备数据库服务器。这也适用于校准的参考电阻值。作为一个例子,在图2。该测段的入口和出口之间的温差是显示当前测量活动。由于测量部分是25米长,还有一段很长的时间流逝中的流体测量部分,如25的时候View the MathML source。设备管道因此双屏蔽和保持流体的温度,而不是到处都。例如,仪表运行包和减速器暴露于环境温度。温度高于周围环境,因此出口温度将在出口和低于环境温度的温度下稍小,出口温度会略高。平均值之间的入口和出口温度作为计算被测水表的位置密度的参考温度。对于当前的安装,一个明显的差异大于50 MK才发现U零2米以下的−1,对应View the MathML source。

Temperature difference between inlet and outlet of the measuring section.
图2。
在测量段进出口温差。
图选项
在测量大厅,有不可避免的空气运动,由于太阳辐射或对流,人员和机械运动。因此,称重系统是封闭的,有空调的去耦从环境热力学的影响。热条件稳定在外壳上面有加热器温度温度。

基于设施的大温度范围内也有大量的空气中的水蒸气的能力。此外,温度的差异会导致冷凝水对称重系统表面的积累以及在储罐蒸发损失。的影响是通过吹饱和和回火空气进入称重箱和外壳缓解。

2.3。密度

           水的密度是影响最大的主要是因为体积和重量测量仪器的校准是基于质量测量[ 12 ]。它必须考虑计算计偏差,密度随温度约3.6% 4和90°C.溯源是由频繁的国家实验室送水密度变化时,探头之间建立。图3。显示测得的密度与两清洁水的参考配方的比较[ 13 ]和[ 14 ]。该设施的水密度偏离不超过0.003%从干净的水通过投注等了上述不确定性的校准也约0.003%(k=2)。因此,在制定使用的测量软件,但事实上,密度随压力的变化被忽略。本校准活动,线压力为0.2 MPa。这导致了一个系统的负偏移之间的体积约0.008%在称重罐,由于压缩管的测试卷。它可以纠正,但被认为是小的足以忽略。

Calibrated water density of the facility in comparison to formulations by Bettin ...
图3。
水的密度校准设施的投注和Spieweck公式的比较[ 13 ]和IAPWS-IF97。
图选项
2.4。流条件

           检查是否有任何流量的干扰,测量减速器的下游在测量段的入口速度分布(见图5。)。测量在管道全断面在281点使用激光多普勒测速仪(LDV)的速度分布[ 15 ]。结果浓缩图4。。测量网格显示为镶嵌图。在14个径向位置R / R,有20个测量位置在圆周方向。在核心区R / R<0.6,测得的速度几乎是一致的。在边界层区域,还有在圆周方向一致,考虑到激光测速系统,在该地区具有更高的测量不确定度。这证明了入口流量剖面是旋转对称的原状。在减速器的速度分布也很平相比发达国家。它将发展但因为只有View the MathML source仪表的运行包上不会有一个充分发展的国家。然而,结果表明它将对称和原状。由于这种理想的上游来流条件不在外面流动实验室设施,最大的是包括在仪表运行包中包含的流量调节器。

Inlet flow profile for Re=725×103. Inlay: distribution of measuring positions on ...
图。4。
入口流profile forView the MathML source。Inlay:测量管道横截面的位置分布。
图选项
2.5。流量仪表

我们研究了流量计是一个8英寸(DN 200)电磁流量计的altosonic从科隆,V模型,下面称为最大。本设计适用于给水的应用高达250°C,我们从我们的两个工厂主的结果。这些电磁流量计从科隆,OPTIFLUX模型,用陶瓷内衬。主表1(EMF1)使用了高达200米三H−1与主表2(核)的高流动率。

2.6。液压配置

           由科隆测量包的UFM匹配进、出口段View the MathML source(4米)和View the MathML source(1米),分别。在包口段前,19管束整流器(根据ISO 5167,看图6。)安装实现从上游流速分布的改进的独立性。进入图5。,对测试设备的安装配置概要显示。管道的内直径View the MathML source和米有一个内部的还原View the MathML source,对应于约4%面积的变化。大直径设备理想的充分发展的条件下,不能在实践中实现。这个包的上游,有8米,从入口段减速额外进口段(DN 400,View the MathML source)。上游管道特点液压夹紧连接避免发生在法兰接口的差距。法兰适配器是安装在前面的包。

Hydraulic configuration.
图5。
液压配置。
图选项
Flow straightener.
图6。
流矫直机。
图选项
2.7。测试卷

           对于调查的雷诺兹数范围以上View the MathML source不可避免的,有百分之几的局部湍流速度波动。这并不矛盾,事实上,好的设施,平均流场稳定的范围内,例如0.1%,因为这些湍流波动的旋涡运动,不利于净流动引起的。由于UFM样品的瞬态流场波动主导流量指示的经验标准偏差,如脉冲输出。标准差的增大,如果使用小的内部的平均时间。另一方面,总是有工艺流程和脉冲输出,因为所需要的数字信号处理之间的一个小的时间延迟。一个更大的平均时间是有用的在过程中的应用,但不能用于校准。一种解决方案是所谓的校准模式具有脉冲输入使用流量计算机体积最大的。但该方法只能用于容积与重量的测量原理,由于测试量是事先不知道的但是测量结果。总之,一定的最小测试时间T和卷v所需达到的平均测量值的融合[ 16 ]。湍流时间尺度τ ≈ 0.15D/u零一直被认为是一个可能的限制因素。在我们的案例T小于33毫秒,因为View the MathML source和View the MathML source。最大的有一个采样时间步View the MathML source。因为这是比T,样品可以被认为是统计独立的相关样本的数量为每个测量n=t/tS=V/Q/tS。实证的标准偏差的时间分辨血流信号S / Q(Q)最大的发现是约1%在我们的测量,主表(电磁流量计)小于0.25%。一般来说,该值取决于测试设备的流动稳定性和路径规划。例如,在多径UFMS,靠近墙的和弦都暴露在高湍流水平,这导致了对标准差的贡献很大。

平均值的标准不确定度的结果View the MathML source与0.013%和0.02%之间的17米的电流测试卷三,根据不同的流量。同意与基线水平观察到连续的测试运行的标准偏差(见图12。)。