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水流量装置检定误区分析
林墨苑
（工程技术大队仪表室）
摘要： 本文主要叙述实际生产中，计量检定方式中最长见的误区。通过实例引出常见问题，在此基础上，通过对流量计原理分析，及数学理论解析，指出问题的实质。通过实际的检定方式，指出生产中的误区，找出合理检定方法，及流量计合理的使用方法。
关键词：流量计原理 检定方式 数学特性 调较
1 前言
工业生产中，流体的准确计量有着极为重要的意义。因此，被广泛采用对流体进行计量的流量计的准确度就极为关键了，这就给计量检定部门提出了更高的要求。然而，因计量检定部门单一了解计量检定规程，而对流量计本身结构和原理不了解，结果在检定中出现误区，使流量计无法正确调校。造成流量计计量不准确，给使用流量计的部门造成损失。而计量检定部门也就未行使其责任。
2 误区的实例
我厂今年新建了0.2级水流量计量检定装置。该装置在检定过程、数据采集以及数据处理上实现了自动化。在继承传统检定方法的基础上，检定方式也有很大的升级。然而，在使用该检定装置的检定过程中，发现了很多自动化检定的误区。
以下是对以上误区的实际试验记录，使用的是奥新LUS—99A型，1.0级电磁流量计
2.1 传感器检定实际检定纪录
表1 传感器检定记录

2.2 整体检定实际检定纪录
表2 整体检定记录

从表1的检定纪录，可以看出，示值误差为0.11％，合格。这时，无法确定该表在现场就地使用的准确性。在未经修正的情况下，直接读显示部分，重复检定，得出表2的纪录。
从表２的检定纪录，可以看出，在未修正的情况下，重复检定，该表的误差为2.6％，不合格。
根据该以上的纪录可以看出来，检定后，虽然标定合格，但直接在现场就地使用就会出现错误。
3 流量计基本原理
3。1流量计的基本分类
流量计根据对流体体积计量的确定性可粗略分为容积式和推理式两大类
容积式流量计，机械测量元件把中途经过的流体连续不断地分割成单个确定的容积部分(即容积测量室)，并根据流体连续不断地、重复地充满和排空容积测量室的次数来测量其流体体积流量。
推理式流量计特点是利用液体的其它物理特性进行流量测量，而不是在一定时间内直接对流体体积进行测量。
3。2电磁流量计
3.2.1 传感器原理

图2 传感器原理图
图中： B ： 磁通密度，和励磁线圈中通过的双向脉冲恒定励磁电流成正比，是一常数
D ： 导管内径，常数
UE ： 信号电压
v ： 导电介质的平均流速
如图2所示，根据电磁感应定律，导电性液体介质在垂直于磁场的非磁性测量管内流动，与流动方向垂直的方向上产生与流量成比例的感应电势，即在信号电极上产生的信号电压UE 。
UE ∝ B * D * v
D，B均为常数，故可计算出流速，进而计算出流量Qv ：
Qv = (π/4) * D2 * v
3.2.2 转换器原理

图3 流量计组成框图
如图3，转换器采集的信号UE ，输入至转换器的测量系统。经高输入阻抗放大器放大、滤波和自动零点调整及增益控制后，再经高性能、高精度A/D转换器转换，将模拟信号转换为数字量。
CPU将数字信号采样后，计算出流速以及期望得到的各测量值、模拟输出I、脉冲输出值f等。并输入LCD液晶显示器显示各测量值。
4 流量计的数学特性
4.1 流量测量的数学原理
流量计的作用是对流体总量计量，同时测量管道中流体的瞬时流量。基本原理是对测得的瞬时流量Qv进行积分，即
Q=∫Qv
各种流量计都可以将瞬时流量Qv线性转换成频率f
Qv= K2*f
所以 Q= K2∫f
即 Q=Ki*n
流量计输出频率是流量计的脉冲频率，所以，式中的n即所发出的脉冲数。
Ki=Q/n
称作脉冲当量
同理，相对显示部分来说
Qv=K i’ *n
如果Ki=Ki’ ，则流量计的显示同实际流量就是同一的。
由以上的分析可见，对一台流量计来说，当确定了 Ki，这台流量计基本参数确定了。其他相关的参数都可以由其推导出来。流量计标定的主要原理即确定Ki。Ki的标定有两种基本的方法，间接标定和直接标定。
间接标定，通过标定流量计的示值误差，调整Ki’，直至示值误差在差限内
直接标定，通过计量流体总量和流量计发出的脉冲数通过公式Ki=Q/n，计算Ki
5 检定方式
两种标定的方法，对应这两种流量计的检定方式，即整体检定和传感器检定
5.1 整体检定（间接标定）
过程：通过检定装置，计量流过流量计的流体液量Q，同时记录流量计显示部分的总量Qv
δ=（Qv-Q）/Q
如果δ在超差，调整 Ki’，(智能流量计也可以调整Ki)直至δ在差限内。则检定完成。
实质：通过检定过程可以看出，标定的主要对象是Ki’，而Ki’是流量计显示部分的主要参数。所以，整体标定是对流量计的显示部分的标定。
5.2 传感器检定（直接标定）
过程：将流量计的输出信号接入计算机，计算机采集并累计接收的脉冲数n；通过检定装置计量流过流量计的流体总量Q ，则
Ki=Q/n
将Ki置入流量计显示部分，则流量计显示准确
实质：通过标定的过程可以看出，标定的对象是Ki，而Ki是传感器的参数。所以，直接标定是对流量计传感部分的标定。
6 检定方式中误区
6.1 两种检定方式的特点
两种检定方式都是对流量计的参数进行标定，通过修正参数使流量计误差符合差限。不同之处是标定的对象不同，也因此，两种方式检定的流量计在使用时也有各自的特点。间接标定的流量计，在现场可直接就地显示。但接入计算机等二次显示仪表时，需要通过显示部分的系数换算出K’，将其置入；直接标定如果需要就地显示，需要将Ki置入流量计的显示部分。而接入计算机时，即可直接使用Ki 。
6.2 整体检定的误区
流量计出厂时，会给出脉冲当量Ko，Ko在出厂时标出。当流量计使用一段时间后，Ko将发生漂移，经过整体检定再次标定会得出脉冲当量Ki’ 。
可见
Ko≠Ki’
如果流量计在现场需要接入计算机，而将Ko当作Ki’置入计算机，就会出现错误。
6.3 传感器检定的误区
流量计经过传感器标定后，如果将Ki’当作Ki 使用同样会出现错误。计算机自动化检定出现的误区就是将Ki’直接作为Ki使用。即，流量计经过系数标定后，当符合差限（合格）时，直接在现场就地显示。实际上，显示部分可能是不准确的。
6.5误区的解决方法
经过以上的分析，我们可以看出，流量计大体可以分为两部分，即传感部分和显示部分。两部分的脉冲当量分别Ki和Ki’如果不慎混用就会造成错误。故，生产中最重要的就是正确使用Ki及Ki’。
实际检定中，确定流量计在现场接入计算机后，可使用计算机自动检定，直接得出脉冲当量。这个当量可在现场直接接入计算机，集算显示。如果知道该流量计在现场直接就地显示，应采取直接整体检定。两种方法各有利弊，生产中使用应根据情况而定。同时，如果混用，需要进行调较，方可使用。
结论
由以上分析可以看出，流量计主要由传感和显示两部分组成，传感部分和显示部分有着各自的结构，原理也各不相同。显示部分是传感部分的逆变换，而各自变换又有独立的变换系数。检定部门对变换系数的错误理解和对流量计结构不了解是造成检定误区的关键所在。
通过实际调查，大庆市各级检定部门也在检定方式和流量计的调校上有着误区。市内各级检定部门，负责油田上在用的大部分流量计检定。误差所形成的量的积累会对整个油田生产照成很大的损失。产出油气量及驱油液的注入量将有很大的出入，科研部门也会对地层解决方案得出错误的结论，采用的解决方法也可能出现错误。在外输上，量的积累对企业造成的经济损失，就更是无法估计。
对各级检定部门，除了要求员工对计量检定规程有深入的了解，和认真的工作态度外，还应该要求员工对检定的原理，以及检定对象的工作原理有一定的了解，这样才能避免在检定过程中，出现误区。

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作者简介 林墨苑 男，1980年出生 2004年毕业于大庆石油学院电器信息工程学院测控技术与仪器专业，后进入大庆油田公司第二采油厂工作。现任技术员。2005年晋级助理工程师。
E-mail : linmoyuan@

第二采油厂2006年度
地面工程论文

水流量装置检定误区分析

作 者：林墨苑
单 位：工程技术大队以表室

2006年11月30日

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