淺析電磁流量計的實流標(biāo)定與干標(biāo)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(shè)和環(huán)境保護等領(lǐng)域中具有非常廣泛的應(yīng)用。目前，電磁流量計的標(biāo)定方法包括實流標(biāo)定及干標(biāo)定兩種。

         實流標(biāo)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(biāo)定方法。但實流標(biāo)定存在兩個不足之處：
        1.大口徑流量計的實流標(biāo)定裝置制造價格昂貴，標(biāo)定成本太高。例如：實流標(biāo)定1.2米口徑的電磁流量計，需要250kW的水泵持續(xù)對標(biāo)定裝置提供約1.5噸/小時的流量，標(biāo)定時間約2-4小時，據(jù)預(yù)算標(biāo)定裝置造價約300多萬元人民幣；
        2.實流標(biāo)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(biāo)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(biāo)定。

        相比之下，電磁流量計干標(biāo)定技術(shù)作為一種無需實際流體便可實現(xiàn)流量計標(biāo)定的新技術(shù)，在降低標(biāo)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(rèn)為是四種最適合干標(biāo)定的四類流量計。但因干標(biāo)定技術(shù)對相應(yīng)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(biāo)定技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用，并建立了相應(yīng)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《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(biāo)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(biāo)定技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用。

        磁流量計干標(biāo)定方法的核心是數(shù)學(xué)模型，數(shù)學(xué)模型的完善度決定了干標(biāo)定的精度和對產(chǎn)品一致性要求等特性。最完善的干標(biāo)定模型應(yīng)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(biāo)定模型主要采用物理學(xué)家為分析、改進電磁流量計性能所建立的理想數(shù)學(xué)模型（如SHERCLIFF、BEVIR、AL-KHAZRAJIT、HEMP等，之所以稱之為理想數(shù)學(xué)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(yīng)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(dǎo)的數(shù)學(xué)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(biāo)定模型應(yīng)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(biāo)定尚不夠完善，被理想化處理的參數(shù)成為了干標(biāo)定模型的誤差源，導(dǎo)致了現(xiàn)有干標(biāo)定技術(shù)與實流標(biāo)定技術(shù)相比精度普遍低于±0.5%，與標(biāo)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(biāo)定技術(shù)更好地應(yīng)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(biāo)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(xué)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(yán)格垂直。但實際流量計中，電極并非理想的數(shù)學(xué)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(biāo)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(biāo)定模型，是改進電磁流量計干標(biāo)定技術(shù)的重要任務(wù)。