摘要: 智能電磁流量計的示值誤差會隨使用時間發(fā)生變化，受使用條件和現(xiàn)有現(xiàn)場校準(zhǔn)技術(shù)的限制，無法精確修正誤差變化。抽樣選取 4 臺具有連續(xù) 5 年檢定記錄的智能電磁流量計，利用檢定數(shù)據(jù)建立和驗證數(shù)學(xué)關(guān)系模型，得到較好的結(jié)論。從而能夠依據(jù)使用年限實現(xiàn)對示值誤差的定量修正，提高流量計的計量準(zhǔn)確度。

 

        智能電磁流量計以其無壓損、高精度、價格適中等優(yōu)勢受到廣大石油、化工企業(yè)的青睞，在流量計量工作中擔(dān)任著重要的角色。受流通介質(zhì)、元件磨損等影響，隨著使用時間的增加，智能電磁流量計的示值誤差會發(fā)生改變，這也是要求每年進(jìn)行復(fù)檢的主要原因。但受現(xiàn)場安裝條件或連續(xù)生產(chǎn)的限制，通常在安裝完畢后不方便拆卸，就不能按期進(jìn)行復(fù)檢和誤差修正，而目前現(xiàn)場校準(zhǔn)的能力只能達(dá)到 0. 5 級，且受校準(zhǔn)環(huán)境的影響，其不確定度很大，無法保證校準(zhǔn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，從而也就失去了復(fù)檢的意義 。如何檢測智能電磁流量計在使用過程中的誤差變化，確定其示值誤差的大小就成為使用者關(guān)注的重點。

 

        筆者在歷年堅持送檢的流量計中，抽樣選取了 4 臺智能電磁流量計，依據(jù)前 4 年的連續(xù)檢定數(shù)據(jù)，分析其誤差變化，嘗試找出示值誤差與使用年限的相關(guān)關(guān)系，建立數(shù)學(xué)模型，并利用第 5 年的數(shù)據(jù)對數(shù)學(xué)模型進(jìn)行驗證，分析理論值與實際值的偏差程度。實驗結(jié)果顯示 理 論 值 偏 差 最 大 為－0. 05%，滿足智能電磁流量計的準(zhǔn)確度要求，從而證明了該方法的可行性與可靠性。因此，基于數(shù)學(xué)模型可以根據(jù)使用年限對示值誤差進(jìn)行修正，提高流量計的計量準(zhǔn)確度。

 

1 實驗數(shù)據(jù)

        實驗檢定智能電磁流量計使用的靜態(tài)質(zhì)量法水流量標(biāo)準(zhǔn)裝置為 0. 05 級，自 2007 年開展檢校工作以來，一直運行良好，穩(wěn)定性和重復(fù)性均在控制范圍之內(nèi)，所以在連續(xù)的 5 年 (2008—2012 年) 檢定記錄中，標(biāo)準(zhǔn)裝置對智能電磁流量計檢定結(jié)果的影響可以忽略不計。

 

        從現(xiàn)有的記錄中查找能夠堅持每年送檢的智能電磁流量計，同時為避免流量計廠家和型號等因素的影響，選取了生產(chǎn)廠家 (KＲOHNE)、口徑(DN50 mm)、準(zhǔn)度等級 (0. 5 級)、計量介質(zhì)(自來水) 等參數(shù)均一致的 4 臺流量計。

 

2 實驗過程

        對4 臺智能電磁流量計前4 年的檢定數(shù)據(jù)繪制曲線圖，如圖 1 所示。

        如圖 1 所示，流量計的示值誤差基本呈現(xiàn)出隨使用年限逐漸增大的趨勢，只是增長的程度和速度不同。對 1 # 流量計的檢定數(shù)據(jù)進(jìn)行曲線擬合，得到數(shù)學(xué)關(guān)系模型如下:

        y = －0. 098x +0. 255 Ｒ 2 =0. 98 (1)

        式中: x 為使用年限，x = 1，2，3，…; y 為流量計的示值誤差; Ｒ 為相關(guān)程度，值越大表示擬合程度越好 (取值范圍為 0 ～ 1，不小于 0. 8 即表示合格)。采用同樣的方法對其余 3 臺流量計的檢定數(shù)據(jù)進(jìn)行曲線擬合，得到數(shù)學(xué)關(guān)系模型依次為:

        y =0. 049x +0. 045 Ｒ 2 =0. 89 (2)

        y = －0. 0225x 2 +0. 0375x －0. 0675 Ｒ 2 =0. 99(3)

        y = －0. 0175x 2 +0. 2485x －0. 1875 Ｒ 2 =0. 99(4)

 

        依據(jù)上述數(shù)學(xué)關(guān)系模型分別計算出各智能電磁流量計第 5 年的檢定數(shù)據(jù) (理論值)，與實際的檢定數(shù)據(jù) (實際值) 比對，并計算其偏差值 (理論值－ 實際值)，如表 1 所示。

        從對比結(jié)果可以看出，4 臺智能電磁流量計中偏差值最大的為 Δy = － 0. 05%，小于流量計的最大允許誤差 ±0. 5%，表明以上建立的數(shù)學(xué)關(guān)系模型是成立的，即通過數(shù)學(xué)模型建立示值誤差與使用年限的方法切實可行。

 

3 實驗結(jié)論

        通過以上對智能電磁流量計示值誤差與使用年限的研究，可以得出，智能電磁流量計的示值誤差隨使用年限呈現(xiàn)逐年增大的趨勢，通過兩者的關(guān)系建立數(shù)學(xué)模型，并通過已有的數(shù)據(jù)對數(shù)學(xué)模型進(jìn)行驗證，得到很好的結(jié)果，證明了方法的可行性與可靠性。從而實現(xiàn)通過使用年限計算示值誤差的方法，對流量計進(jìn)行誤差修正，提高流量計的計量準(zhǔn)確度。

 

        本文通過分析研究，建立了智能電磁流量計示值誤差與使用年限的數(shù)學(xué)關(guān)系模型，能夠很好地解決現(xiàn)場拆卸的困難和校準(zhǔn)技術(shù)的缺陷，這一方法具有一定的先進(jìn)性和指導(dǎo)性。同時，針對不同的使用情況，兩者的數(shù)學(xué)關(guān)系模型不盡相同，不能使用統(tǒng)一的模型，這就要求智能電磁流量計必須有一定的周期檢定數(shù)據(jù)才能建立數(shù)學(xué)關(guān)系模型。同時，為避免使用環(huán)境、型號規(guī)格等因素的影響，本文選取了參數(shù)基本一致的智能電磁流量計作為研究對象，得出較為理想的結(jié)論。但是針對不同參數(shù)的智能電磁流量計以及其他類型的流量計，其示值誤差與使用年限之間的關(guān)系還有待進(jìn)一步的研究。

         作者：智能電磁流量計

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