1 簡述
由于金屬管浮子流量計的堅固可靠、測量穩(wěn)定，并與測量介質(zhì)的介電常數(shù)無關(guān)，同時由于可以采用多種耐腐蝕材料制造測量傳感器等特點，因此，這種產(chǎn)品可以廣泛應(yīng)用于高溫、高壓或腐蝕性介質(zhì)以及氣體和蒸汽的測量。
但是，基于測量原理上的特點，流量刻度與介質(zhì)密度和粘度有關(guān)，實際應(yīng)用過程中介質(zhì)條件的變化又經(jīng)常發(fā)生，因而實際使用浮子流量計時，如何保證測量精度的準(zhǔn)確就顯得十分重要。
2 測量原理
如圖1所示，相對應(yīng)測量介質(zhì)的某一liu量，磁性浮子在測量管中對應(yīng)一個浮子位置，這個浮子位置通過指示器中的經(jīng)過精密充磁的磁耦合系統(tǒng)帶動指針，由刻度盤和指針讀出相應(yīng)的流量值。
根據(jù)VDI/VDE3513標(biāo)準(zhǔn)，浮子流量計流量計算公式：
式中：Qn為介質(zhì)的質(zhì)量流量；
α 為與浮子形狀、介質(zhì)粘度有關(guān)的系數(shù)；
Ds 為浮子直徑；
Ms 為浮子質(zhì)量；
g 為重力加速度；
ρα 為介質(zhì)密度；
ρs 為浮子密度；
η 為介質(zhì)粘度。
由公式可以看出，流量刻度與介質(zhì)密度、浮子密度成比例，與介質(zhì)粘度有關(guān)。
3 浮子流量計精度的定義
目前，在國內(nèi)金屬管浮子流量計的市場上，有兩種定義精度的方式。
一種是采用國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T6844-1993的定義方式。在這種方式中規(guī)定浮子流量計的基本誤差如表1所示。
表1
精確度等級
1.0
1.5
2.0
2.5
基本誤差限（%）
±1.0
±1.5
±2.0
±2.5
另外一種是采用德國工程師學(xué)會VDI/VDE3513的定義方式。在這種方式中規(guī)定：
Eα=（1/4E+3/4F）×K/100
式中：Eα為流量測量點絕對誤差：
E 為測量點流量；
F 為流量計滿度流量；
K 為精度等級。
由以上定義可以看出：
（1）兩種定義的方式不同。在VDI/VDE標(biāo)準(zhǔn)中，給出的各個測量點精度，都包含有滿量程刻度對各個測量點精度的影響，在同樣的測量點上，與國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)相比，相應(yīng)提高了精度。
（2）意義不同。在國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中，明確給出刻度是標(biāo)校介質(zhì)的量程（刻度），也就是說，此時的測量精度就是標(biāo)校條件下的測量精度，沒有給出實際測量介質(zhì)條件下的精度修正或補(bǔ)償。在VDI/VDE標(biāo)準(zhǔn)中沒有明確說明測量介質(zhì)是標(biāo)校介質(zhì)還是實際測量介質(zhì)。表2給出按照VDI/VDE3513計算出的各個測量點上的相對滿度值誤差。
表2
精度等級
1.O
1.6
2.5
4.O
流量%
相對滿度值誤差%
相對滿度值誤差%
相對滿度值誤差%
相對滿度值誤差%
100
1.O00
1.600
2.500
4.O00
90
0.925
1.480
2.313
3.700
80
0.850
1.360
2.125
3.400
70
0.775
1.240
1.938
3.100
60
0.700
1.120
1.750
2.800
50
0.625
1.000
1.563
2.500
40
0.550
0.880
1.375
2.200
30
0.475
0.760
1.188
1.900
20
0.400
0.640
1.000
1.600
10
0.325
0.520
0.813
1.300
4 精度與刻度的現(xiàn)狀
不同的企業(yè)由于執(zhí)行不同的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，因此所制造的浮子流量計會有不同的刻度顯示，同時產(chǎn)品的精度也會產(chǎn)生差異。目前，國內(nèi)絕大部分企業(yè)生產(chǎn)的浮子流量計是按照國家標(biāo)準(zhǔn)或在國家標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上制定自己的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，其精度與量程（刻度）是定義在標(biāo)校條件下的，也就是說，精度和刻度是標(biāo)校條件下水或空氣的精度和刻度。
國內(nèi)部分合資企業(yè)是按照國外標(biāo)準(zhǔn)，例如VDI/VDE生產(chǎn)浮子流量計。由于采用國外技術(shù)和設(shè)備，特別是國外公司的計算軟件進(jìn)行刻度轉(zhuǎn)換，在刻度轉(zhuǎn)換過程中進(jìn)行密度與粘度的修正和補(bǔ)償，此時，浮子流量計所顯示出的刻度是實際測量介質(zhì)的刻度，因此精度也是補(bǔ)償后的實際介質(zhì)刻度。
5 選型時應(yīng)注意的問題
（1）在選用浮子流量計時，首先要了解浮子流量計制造企業(yè)所執(zhí)行的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，特別是關(guān)于精度的規(guī)定和顯示刻度的規(guī)定，其次要了解產(chǎn)品的制造和技術(shù)水平。同時，要結(jié)合流量測量中的工藝要求，特別是在測量或控制要求精度高、刻度顯示直觀、介質(zhì)粘度高的情況下，要選擇能夠直接顯示介質(zhì)流量，具有密度和粘度補(bǔ)償性能的浮子流量計。
（2）掌握準(zhǔn)確的工藝條件，提供準(zhǔn)確的介質(zhì)參數(shù)。因為刻度的轉(zhuǎn)換與校驗是根據(jù)介質(zhì)條件完成的。
（3）選用合適的測量部件材質(zhì)。一般要選擇防腐蝕性能好的測量材質(zhì)。只有保證浮子和測量部件長時間不受介質(zhì)的腐蝕，才能確保產(chǎn)品長期工作在出廠時的精度要求。
（4）要選用能夠使正常工作流量在50%~80%的滿刻度的范圍內(nèi)。正常工作流量低于50%量程，使測量點上的絕對誤差增大，不利于控制精度。
6 保證測量精度
（1）選型或訂貨時要提供準(zhǔn)確的介質(zhì)條件。對于具有密度和粘度修正能力的制造企業(yè)，這點尤其重要。因為，密度或粘度的差異，將直接影響流量刻度的校驗。
（2）對于直接顯示標(biāo)校條件下水或空氣流量刻度的流量計， 可能要求制造企業(yè)提供校驗數(shù)據(jù)和流量計證書，在實際使用儀表時，要根據(jù)這些校驗數(shù)據(jù)和計算書手工進(jìn)行密度修正。修正的方式可以采用圖表法、表格法或在流量計算機(jī)或DCS上使用系數(shù)修正法。
（3）保證儀表安裝正確。垂直度是浮子流量計安裝時經(jīng)常被忽視的一點，一般情況下，要保證垂直度在2度以內(nèi)。
（4）對于要求具有控制功能的浮子流量計，盡量選用帶有通訊功能的產(chǎn)品。當(dāng)介質(zhì)條件變化時，可以利用產(chǎn)品的通訊功能，現(xiàn)場對信號進(jìn)行調(diào)整，最大限度的保證產(chǎn)品精度。
（5）有條件的用戶，可以按照流量計制造企業(yè)提供的流量計算書和校驗記錄重新對儀表進(jìn)行檢驗。
7 周期檢定，保證精度的準(zhǔn)確
要想長期保證浮子流量計的測量精度，周期對產(chǎn)品進(jìn)行檢定是不可少的手段。一般條件下，浮子流量計的檢定通常采用直接用水或空氣行檢驗。有兩個面需要注意：
（1）如果流量計刻度上的介質(zhì)條件與檢定時的介質(zhì)條件相同，可采用直接進(jìn)行流量比對以計算精度；
（2）如果兩者的介質(zhì)條件不同，就需了解該產(chǎn)品是否具有密度和粘度修正功能。如果沒有修正功能，也要了解刻度變化的條件或計算公式，根據(jù)相應(yīng)的公式，才可以進(jìn)行系數(shù)計算。如果具有密度和粘度修正功能，應(yīng)要求制造企業(yè)提供計算方式或計算結(jié)果。利用正確地計算結(jié)果對產(chǎn)品進(jìn)行檢定。
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