質量流量計計量準確性研究

冷祖平

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

關鍵詞 Mass flowmeter;計量準確性;研究

1Coriolis-Mass flowmeter的計量準確性

Coriolis-Mass flowmeter具有較高的測量準確性，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、漿液測量的精準系數(shù)大于千分之一，同時對氣體的測量精準系數(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系數(shù)約±千分之十五。而E+HCoriolis force系列對液體測量的準確性可以超過±0.1%，而對氣體的測量的準確性可超過±0.35%。依附于測值與實際值偏差合成公式能夠計算出，在實際應用中的整表測值與實際值偏差見下述公式

E+HMass flowmeter的整表測值與實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系數(shù)幾乎沒有任何影響，因此可以把儀表的綜合精準系數(shù)視作千分之一[1]。

2Coriolis-Mass flowmeter的計量測值與實際值偏差

2.1 信號傳輸測值與實際值偏差

因為會受到現(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際值偏差，因此一定要對各計量表的實際情況予以檢測。

2.2 safety barrier信號轉換測值與實際值偏差

safety barrier以我們常用的矩陣模板庫與P+F為例， afety barrier在二十攝氏度狀態(tài)下的轉換偏差系數(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上，依附于上式獲取相關系數(shù)，矩陣模板庫4541/S的轉換準確性為模擬量輸入safety barrierKFD2STC4-EX1說明書中給出，safety barrier在二十攝氏度狀態(tài)下的轉換偏差系數(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)上式獲取相關系數(shù)，的轉換準確性。上2種safety barrier廠家給出的準確性均為±0.1%。

2.3 分布式控制系統(tǒng)測值與實際值偏差

分布式控制系統(tǒng)檢測系數(shù)及實際系數(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的性能標準，其精準系數(shù)為十六微安左右，在此基礎上經(jīng)前文精準系數(shù)公式，得到卡件精準系數(shù)=（絕對冊數(shù)系數(shù)和實際系數(shù)偏差的最大值） 。

2.4 模擬傳輸計量系統(tǒng)測值與實際值偏差

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

3存在的問題

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

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，近年來被用于工業(yè)電子設備間的連接，其具有協(xié)議公開等優(yōu)勢。

4.2 功能實現(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，在進行組態(tài)的基礎上，就能夠在分布式控制與具有串行通信協(xié)議通訊功能的設備間實施有效的傳輸，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)上述一系列的設置，分布式控制即可和Mass flowmeter進行通訊。在此基礎上依附于Mass flowmeter生產(chǎn)商提供的數(shù)據(jù)，就能夠將Mass flowmeter的相關參數(shù)同步讀取到分布式控制，并確保數(shù)據(jù)傳輸轉換過程中，沒有增加額外的測值與實際值偏差。

5結束語

綜上所述，因為會受到現(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際值偏差，因此一定要對各計量表的實際情況予以檢測。而串行通信協(xié)議通訊方式較之4-20mA模擬信號計量系統(tǒng)測值與實際值偏差降低73%，因為Mass flowmeter能夠測量介質的一系列參數(shù)，而且還能夠錄入質量累計系數(shù)等，唯一不足即無法記錄歷史流量與溫度。

參考文獻

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