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磁场对气体流量计计量性能的影响
发布时间:2021-5-11 08:19:10

一、供气单位对流量计抗磁质疑
  2016年北京市逐渐加大煤改气的力度,用于贸易结算的气体流量计越来越多。随着在用气体流量计的增加,供气单位定期巡检时就发现某些用气单位将磁铁置于流量计机械表头上企图干扰其正常计费,以达到减少天然气使用费用的目的,并在将磁铁拿开后流量计机械表盘运转情况有瞬间快速突进的变化。故供气单位对该类型的气体流量计计量结果准确度提出了质疑。
二、机械式气体流量计抗磁干扰设计
  机械式气体流量计的计数器计数原理是将机芯的转动传递到磁耦合后,再由磁耦合传动到齿轮组中,最后齿轮带动计数器的数字转盘进行数字的记录。
  现在生产的气体流量计对于磁场干扰方面在设计时会加入抗干扰部件“磁屏蔽罩”,以防止磁场对流量计产生不确定性的影响。电子设备中,有些部件需要防止外界磁场的干扰。为解决这种问题,就要用铁磁性材料制成一个罩子,把需防干扰的部件罩在里面,使它和外界磁场隔离,也可以把那些辐射干扰磁场的部件罩起来,使它不能干扰别的部件。这种方法称为磁屏蔽。
  屏蔽罩就是利用这种现象,把磁力线都吸引到铁壳中来,保护了罩内设备不受外界磁场的干扰。但是实践中,要达到完全的屏蔽是极不容易的,总有一些磁场要漏进屏蔽罩内。对于漏进的磁场对流量计能有什么样的影响只能通过试验来证明。大家将对试验所得到的流量计示值误差和重复性进行分析比较。
三、实验数据比对
  本次实验采用的检定方法,按照JJG1037-2008《涡轮流量计检定规程》之7.2.3.3规定包含以下流量点:qmax、0.40qmax、qt、qmin,且每点检定3次。按照JJG633-2005《气体容积式流量计检定规程》之7.2.4.4规定包含以下流量点qmax、0.2qmax、qmin且每点检定3次。
  本次实验的标准装置为临界流喷嘴气体流量标准装置,检定流量范围为(2.5~2500)m3/h,标准装置不确定度为0.3%(k=2)。本次实验选取的被检测仪表为机械式计数器的低频流量计,流量计等级为1.0级。
  下面按上述所选流量点进行试验,并依据检定规程示值误差计算部分中使用仪表系数K计算示值误差公式进行数据处理,结果如表3、表4所示(注:试验用流量计G100DN80、G65DN50为气体腰轮流量计,其准确度等级见表1;G1600DN200G250DN100为气体涡轮流量计,其准确度等级见表2)。

  由表3可看出,流量计正常检定时,符合检定规程要求。
  还以上面4台流量计作为试验对象,在安装方式和环境条件不变的情况下,将磁铁置于流量计计数器正上方后,再次按照检定规程要求进行试验,结果如表4所示。
  由表4可看出,当将磁铁置于流量计计数器上时,流量计的重复性数值很大,最大值已经到了6.36%。在试验过程中也观察到因磁铁的存在,流量计运行时磁耦合也会产生剧烈的抖动。
  下面以分界流量qt为界将所选气体流量计的流量范围分为高区、低区两部分,然后分别分析比较表3、表4中试验数据。
注:高区流量范围:qt≤q≤qmax;低区流量范围:qmin≤q≤qt。高区、低区最大允许误差见气体流量计准确度等级表(即表1、表2)。

  通过表5、表6可看出,当流量计在高区工作时,磁场对于流量计的示值误差影响不大,而在低区时其影响略高但基本也保持在可接受范围。通常在流量计选型时会选择流量计量程范围的70%~80%的流量值作为常用工作流量,即选择流量计的高区流量。因此如选型正确,单纯以累计体积计算的话,外磁干扰对其影响极其微弱。

  供气单位发现的将磁铁拿开后流量计机械表盘运转情况有瞬间快速突进的情况,是由于外磁场消失后仪表传动组件改变受力条件后的惯性瞬间变化。而这种外磁造成的传动组件受力正是导致流量计重复性增大的主要因素。
四、结束语
  通过试验的比对可看出,当流量计附近出现强磁场时,对流量计的重复性产生了极大的影响。试验过程中观察流量计磁耦合的状态时发现磁耦合会发生强烈的抖动,而这些抖动对流量计重复性产生很大变化有着不可忽略的作用,但是磁场对于流量计高区的示值误差的影响并不是很明显。由于合理选型的流量计是在一个长期、连续的工作状态下运行,进行结算时也是以一定时间内的累积流量值来计算费用,所以当流量计附近出现磁场时并不会对流量计的累积流量造成较大的影响。

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