質(zhì)量流量計(jì)計(jì)量準(zhǔn)確性研究

冷祖平

摘 要 本文計(jì)量準(zhǔn)確性研究將以Coriolis-Mass flowmeter（科里奧利質(zhì)量流量計(jì)）作為基礎(chǔ)進(jìn)行深入的分析，在探究計(jì)量準(zhǔn)確性、測值與實(shí)際值偏差及存在問題的基礎(chǔ)上提出有針對性的解決方案。

關(guān)鍵詞 Mass flowmeter;計(jì)量準(zhǔn)確性;研究

1Coriolis-Mass flowmeter的計(jì)量準(zhǔn)確性

Coriolis-Mass flowmeter具有較高的測量準(zhǔn)確性，以常用的RoseMount與E+H為例，RoseMount-ELTE系列Coriolis產(chǎn)品說明書中明確表示，傳感裝置對液體、漿液測量的精準(zhǔn)系數(shù)大于千分之一，同時對氣體的測量精準(zhǔn)系數(shù)則大于±千分之二十五。同時采用了RoseMount1000系列及RoseMoun2000系列變送裝置，生產(chǎn)商給出電流變送精準(zhǔn)系數(shù)約±千分之十五。而E+HCoriolis force系列對液體測量的準(zhǔn)確性可以超過±0.1%，而對氣體的測量的準(zhǔn)確性可超過±0.35%。依附于測值與實(shí)際值偏差合成公式能夠計(jì)算出，在實(shí)際應(yīng)用中的整表測值與實(shí)際值偏差見下述公式

E+HMass flowmeter的整表測值與實(shí)際值偏差為下述公式：

通過以上公式不難發(fā)現(xiàn)，變送裝置電流輸出對儀表綜合精準(zhǔn)系數(shù)幾乎沒有任何影響，因此可以把儀表的綜合精準(zhǔn)系數(shù)視作千分之一[1]。

2Coriolis-Mass flowmeter的計(jì)量測值與實(shí)際值偏差

2.1 信號傳輸測值與實(shí)際值偏差

因?yàn)闀艿浆F(xiàn)場安裝條件的影響，同時電纜長度、類型、直徑以及屏蔽層的接地狀態(tài)及是否存在干擾等一系列因素都會對造成測值與實(shí)際值偏差，因此一定要對各計(jì)量表的實(shí)際情況予以檢測。

2.2 safety barrier信號轉(zhuǎn)換測值與實(shí)際值偏差

safety barrier以我們常用的矩陣模板庫與P+F為例， afety barrier在二十?dāng)z氏度狀態(tài)下的轉(zhuǎn)換偏差系數(shù)為十五微安，同時會依附于外界環(huán)境溫度的改變而存在百分之八微安攝氏度的波動。在弱化溫度影響的基礎(chǔ)上，依附于上式獲取相關(guān)系數(shù)，矩陣模板庫4541/S的轉(zhuǎn)換準(zhǔn)確性為模擬量輸入safety barrierKFD2STC4-EX1說明書中給出，safety barrier在二十?dāng)z氏度狀態(tài)下的轉(zhuǎn)換偏差系數(shù)約十微安左右，同時會因外界溫度影響出現(xiàn)千分之二十五微安的波動。針對此問題剔除溫度影響，經(jīng)上式獲取相關(guān)系數(shù)，的轉(zhuǎn)換準(zhǔn)確性。上2種safety barrier廠家給出的準(zhǔn)確性均為±0.1%。

2.3 分布式控制系統(tǒng)測值與實(shí)際值偏差

分布式控制系統(tǒng)檢測系數(shù)及實(shí)際系數(shù)偏差，此次研究主要分析了CENTUM CS3000系統(tǒng)為例，CENTUM CS3000擬定輸入卡AAI143的性能標(biāo)準(zhǔn)，其精準(zhǔn)系數(shù)為十六微安左右，在此基礎(chǔ)上經(jīng)前文精準(zhǔn)系數(shù)公式，得到卡件精準(zhǔn)系數(shù)=（絕對冊數(shù)系數(shù)和實(shí)際系數(shù)偏差的最大值） 。

2.4 模擬傳輸計(jì)量系統(tǒng)測值與實(shí)際值偏差

Mass flowmeter擇取四至二十毫安模擬信號，在此基礎(chǔ)上滲透至分布式控制計(jì)量系統(tǒng)之中，Mass flowmeter以整表測試系數(shù)和實(shí)際系數(shù)偏差的千分之一進(jìn)行計(jì)算;信號傳輸測值與實(shí)際值偏差因?yàn)橐栏接趯?shí)際情況予以分析，暫不考慮;safety barrier信號轉(zhuǎn)換測值與實(shí)際值偏差以及分布式控制系統(tǒng)測試系數(shù)和實(shí)際偏差均為千分之一，由于計(jì)量系統(tǒng)測試系數(shù)和實(shí)際值偏差的大小無法確定，所系系統(tǒng)檢測系數(shù)和實(shí)際系數(shù)偏差均匹配于未定系統(tǒng)測值與實(shí)際值偏差的特性，測值與實(shí)際值偏差合成公式如下：

3存在的問題

使用Coriolis-Mass flowmeter的計(jì)量系統(tǒng)，safety barrier與分布式控制系統(tǒng)所生成的檢測系數(shù)和實(shí)際系數(shù)偏差超過儀表自測值，同時超過了實(shí)際系數(shù)偏差的七十三個百分點(diǎn)。

4解決方案

4.1 串行通信協(xié)議

現(xiàn)階段串行通信協(xié)議被工業(yè)行業(yè)所大范圍使用，而且已是工業(yè)行業(yè)通信協(xié)議的主要指標(biāo)，近年來被用于工業(yè)電子設(shè)備間的連接，其具有協(xié)議公開等優(yōu)勢。

4.2 功能實(shí)現(xiàn)

CENTUMCS3000系統(tǒng)具備專用的串行通信協(xié)議通訊卡件，型號為ALR121，在進(jìn)行組態(tài)的基礎(chǔ)上，就能夠在分布式控制與具有串行通信協(xié)議通訊功能的設(shè)備間實(shí)施有效的傳輸，RoseMount及E+H的Coriolis-Mass flowmeter具備串行通信協(xié)議通訊功能。僅需配套設(shè)置物理接線以及串行通信協(xié)議通訊地址等，經(jīng)上述一系列的設(shè)置，分布式控制即可和Mass flowmeter進(jìn)行通訊。在此基礎(chǔ)上依附于Mass flowmeter生產(chǎn)商提供的數(shù)據(jù)，就能夠?qū)ass flowmeter的相關(guān)參數(shù)同步讀取到分布式控制，并確保數(shù)據(jù)傳輸轉(zhuǎn)換過程中，沒有增加額外的測值與實(shí)際值偏差。

5結(jié)束語

綜上所述，因?yàn)闀艿浆F(xiàn)場安裝條件的影響，同時電纜長度、類型、直徑以及屏蔽層的接地狀態(tài)及是否存在干擾等一系列因素都會對造成測值與實(shí)際值偏差，因此一定要對各計(jì)量表的實(shí)際情況予以檢測。而串行通信協(xié)議通訊方式較之4-20mA模擬信號計(jì)量系統(tǒng)測值與實(shí)際值偏差降低73%，因?yàn)镸ass flowmeter能夠測量介質(zhì)的一系列參數(shù)，而且還能夠錄入質(zhì)量累計(jì)系數(shù)等，唯一不足即無法記錄歷史流量與溫度。

參考文獻(xiàn)

[1] 張修剛，蘇新軍，王棟，等.Coriolis流量計(jì)在油水兩相流中的測值與實(shí)際值偏差特性研究[J].工程熱物理學(xué)報，2003，（3）：448-450.