液體粘度液體溫度環(huán)境溫度對(duì)電磁流量計(jì)的影響

 

液體粘度液體溫度環(huán)境溫度對(duì)電磁流量計(jì)的影響，通常認(rèn)為電磁流量計(jì)所測(cè)體積流量不受液體電導(dǎo)率(只要大于某一閥值)、液體粘度、液體溫度和環(huán)境溫度參量的影響。隨著儀表使用介質(zhì)從過去應(yīng)用zui多的水和水溶液擴(kuò)大到其他液體,若干用戶根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)使用經(jīng)驗(yàn),開始懷疑這些認(rèn)識(shí)。國(guó)際儀表使用者協(xié)會(huì)WIB邀集8家電磁流量計(jì)制造廠提供儀表,委托荷蘭應(yīng)用科學(xué)研究組織TNO和荷蘭國(guó)家礦業(yè)公司研究所DSM,進(jìn)行應(yīng)用基礎(chǔ)研究。試驗(yàn)研究歷時(shí)兩年半,于1993年發(fā)表研究報(bào)告。下文摘錄有關(guān)粘度影響,液體溫度和環(huán)境溫度影響,長(zhǎng)期穩(wěn)定性的內(nèi)容。液體電導(dǎo)率影響請(qǐng)參閱另一專題文章。參加實(shí)驗(yàn)20臺(tái)電磁流量計(jì)均為流量傳感器和轉(zhuǎn)換器組合在一起的一體化儀表,精確度均優(yōu)于1%,儀表口徑、臺(tái)數(shù)和襯里材料見表1,其中2臺(tái)陶瓷襯里儀表中途退出。

         渦輪流量計(jì),氣體渦輪流量計(jì),羅茨流量計(jì)

    1　液體粘度影響

    實(shí)驗(yàn)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(shí)的水,粘度約為1mm2/s。18臺(tái)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(tái)DN40儀表從流量換算成雷諾數(shù)(ReD)后繪制的誤差曲線,實(shí)驗(yàn)范圍包含了層流區(qū)(ReD<2320)、過渡區(qū)和紊流區(qū)(ReD>4000)。右圖低流量范圍的儀表,按雷諾數(shù)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(duì)某一使用對(duì)象,從此圖以內(nèi)插法推導(dǎo)一條操作曲線,此曲線可精確到±0·5%;且提供了按有限的校驗(yàn)數(shù)據(jù)外推到較大尺寸儀表合適操作曲線的可能性。但該研究報(bào)道又認(rèn)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(yàn)曲線不能從水校驗(yàn)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(huán)境溫度恒定,流體溫度變化;流體溫度恒定,環(huán)境溫度變化;流體和環(huán)境溫度都變化。第3種方式是zui多的現(xiàn)實(shí)情況。

    2·1　流體溫度影響

    表4中3~9各列是兩種環(huán)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(huán)境溫度對(duì)液體溫度變化影響量的作用非常有限,然而環(huán)境溫度從20℃變化到50℃,會(huì)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(fù)”。第10列是在做完各溫度影響實(shí)驗(yàn)后,重新在參比條件(環(huán)境和流體溫度均為20℃)下校驗(yàn),與實(shí)驗(yàn)開始時(shí)參比條件的校驗(yàn)數(shù)據(jù)比較的總體偏移量,是不能恢復(fù)的變化量。圖3所示是流體溫度影響zui小和zui大兩臺(tái)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(gè)別測(cè)量點(diǎn)外,流體溫度增加,誤差向“正”相偏移。

   2·2　環(huán)境溫度影響

表5為3種襯里18臺(tái)儀表在兩種環(huán)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(shí)影響量相對(duì)較高,高流速時(shí)則低些;DN40儀表影響量均相對(duì)低些。本影響量主要是由電子部件引起的。

    圖4所示是環(huán)境溫度變化和流體溫度變化影響量zui小和zui大兩臺(tái)儀表的誤差曲線。H制造廠的儀表環(huán)境溫度從20℃升高到50℃,其影響為-0·2%~+0·5%;環(huán)境溫度為50℃時(shí),流體溫度從20℃變化到70℃,影響為-0·3%~+0·5%。E制造廠儀表環(huán)境溫度從20℃升高到50℃,其影響較大為-2·5%~-4·5%;環(huán)境溫度為50℃時(shí),流體溫度從20℃變化到70℃,影響為-0·5%~-1%。

    3　長(zhǎng)期穩(wěn)定性

    在長(zhǎng)達(dá)兩年半的實(shí)驗(yàn)周期內(nèi),每進(jìn)行一輪試驗(yàn),先做一次參比液體和參比條件的基本誤差,對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,即可獲得各臺(tái)儀表的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。表6所示是反映長(zhǎng)期穩(wěn)定的基本誤差zui大變化量臺(tái)數(shù)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(jié)束語(yǔ)

    所試驗(yàn)儀表的液體粘度、液體溫度和環(huán)境溫度影響量參差不一,有些型號(hào)儀表還相當(dāng)大。對(duì)于精度較高基誤差優(yōu)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(dá)0·2級(jí)的儀表,在分析其現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際使用條件下的測(cè)量精度時(shí),須考慮這些影響量的因素。