淺析電磁流量計的實流標定與干標定技術(shù)

         電磁流量計是一種高性能液體流量計，就目前國內(nèi)的計量精度已普遍能達到±0.5%以上，口徑范圍DN5-DN3000居多，其中直徑1米以上的大口徑電磁流量計產(chǎn)品在水利工程、市政建設和環(huán)境保護等領(lǐng)域中具有非常廣泛的應用。目前，電磁流量計的標定方法包括實流標定及干標定兩種。

         實流標定的精度一般為±0.2%以上，是目前市場上被大多數(shù)電磁流量計廠家所采用的標定方法。但實流標定存在兩個不足之處：
        1.大口徑流量計的實流標定裝置制造價格昂貴，標定成本太高。例如：實流標定1.2米口徑的電磁流量計，需要250kW的水泵持續(xù)對標定裝置提供約1.5噸/小時的流量，標定時間約2-4小時，據(jù)預算標定裝置造價約300多萬元人民幣；
        2.實流標定裝置所產(chǎn)生的流場通常為理想狀態(tài)的流場，很難利用現(xiàn)有的實流標定裝置對實際工作中遇到的多相流、漿液、粘性介質(zhì)等非常規(guī)介質(zhì)進行標定。

        相比之下，電磁流量計干標定技術(shù)作為一種無需實際流體便可實現(xiàn)流量計標定的新技術(shù)，在降低標定成本、裝置制造費用，以及模擬各種實際流場、實際介質(zhì)等方面，具有獨特優(yōu)勢，也一直被業(yè)界所推崇。超聲波流量計、差壓式流量計、渦街流量計、電磁流量計因其測量原理可追溯性好，被認為是四種最適合干標定的四類流量計。但因干標定技術(shù)對相應流量計產(chǎn)品的一致性要求較高，目前只有少數(shù)發(fā)達工業(yè)國家開展了該領(lǐng)域的相關(guān)研究。
　　
　　目前，日本已成功實現(xiàn)渦街流量計干標定技術(shù)的工業(yè)化應用，并建立了相應的工業(yè)標準《渦流流量計流量測定方法》。在電磁流量計領(lǐng)域，英國、俄羅斯兩國的干標定方法研究較為領(lǐng)先，其中俄羅斯已成功實現(xiàn)電磁流量計干標定技術(shù)的工業(yè)化應用。

        磁流量計干標定方法的核心是數(shù)學模型，數(shù)學模型的完善度決定了干標定的精度和對產(chǎn)品一致性要求等特性。最完善的干標定模型應包含實際流量計的所有有用信息，以便更好地體現(xiàn)每臺流量計的個體差異，使模型更加接近于實際流量計。

       現(xiàn)有干標定模型主要采用物理學家為分析、改進電磁流量計性能所建立的理想數(shù)學模型（如SHERCLIFF、BEVIR、AL-KHAZRAJIT、HEMP等，之所以稱之為理想數(shù)學模型是因為在某些參數(shù)上，模型不考慮實際流量計的數(shù)值及個體差異，進行了理想化處理。這些模型在相應的理想情況下具有足夠的精度，理想化處理又降低了模型推導的數(shù)學難度，因此，在分析、改進電磁流量計性能方面被以為是非常成功的，但就干標定模型應盡可能地包含實際流量計所有有用信息的要求而言，這些理想模型用于干標定尚不夠完善，被理想化處理的參數(shù)成為了干標定模型的誤差源，導致了現(xiàn)有干標定技術(shù)與實流標定技術(shù)相比精度普遍低于±0.5%，與標定0.5級電磁流量計所需的±0.2%仍有一定差距，同時，理想模型對產(chǎn)品一致性的要求較高，限制了干標定技術(shù)更好地應用在產(chǎn)業(yè)化之中。

       電磁流量計的電極尺寸與位置便是現(xiàn)有電磁流量計干標定模型中被理想化處理的因素之一，現(xiàn)有模型中往往存在如下理想化處理：兩電極的面積都為零，即理想的數(shù)學點；電極所在位置為丈量管段正中間的兩個對稱點，其連線與磁場嚴格垂直。但實際流量計中，電極并非理想的數(shù)學點，也無法完全精確地安裝在管段正中間的兩個對稱點上，這使其成為了電磁流量計干標定模型與實際流量計的差異之一。因此，建立更加接近實際流量計（即包含更多實際流量計信息）的干標定模型，是改進電磁流量計干標定技術(shù)的重要任務。