淺談介質(zhì)壓力變化對質(zhì)量流量計準確度的影響

介質(zhì)壓力變化可導致質(zhì)量流量計計量管的形變，使計量管的橫截面積、長度等發(fā)生變化，從而影響質(zhì)量流量計的準確度。本文通過對質(zhì)量流量計的原理及相關(guān)實驗數(shù)據(jù)的分析研究得出介質(zhì)壓力對質(zhì)量流量計準確度的影響。

隨著質(zhì)量流量計在各種領(lǐng)域的廣泛應用，為提高質(zhì)量流量計的準確度，行業(yè)內(nèi)對能夠影響質(zhì)量流量計準確度的各種因素的研究也越來越深入，其中介質(zhì)壓力變化的影響一直是爭論的焦點。目前介質(zhì)壓力對質(zhì)量流量計準確度的影響越來越多的被行業(yè)所認同，但是由于質(zhì)量流量計的種類繁多，結(jié)構(gòu)材質(zhì)都不盡相同，并且缺乏大量的數(shù)據(jù)做支撐，因此這種影響還沒有被系統(tǒng)的整理、沒有權(quán)威的發(fā)布。

1 質(zhì)量流量計的原理分析

科里奧利質(zhì)量流量計一般稱質(zhì)量流量計，由傳感器和變送器組成，其中傳感器主要由振動管、驅(qū)動部件等構(gòu)成[1]，流體在其傳感器（振動管）中能產(chǎn)生科里奧利力，并且產(chǎn)生的科里奧利力與流體的質(zhì)量流量成正比，質(zhì)量流量計就是利用該原理進行測量。質(zhì)量流量計的測量結(jié)果只與科里奧利力、角速度、管道的長度有關(guān)，可假設(shè)在管道的物理性質(zhì)不發(fā)生變化的情況下，介質(zhì)壓力的變化不會影響質(zhì)量流量計的準確度。但是在實際使用中，隨著管道內(nèi)介質(zhì)的壓力變化，管道的長度，橫截面積等都會發(fā)生變化進而影響到質(zhì)量流量計的測量結(jié)果。

2 實驗數(shù)據(jù)分析

選用一臺質(zhì)量流量計，其型號為 CMF200M419NACUMZZZ，儀表口徑為 DN50，流量范圍為 8～40t/h，在 35.5t/h 這個流量點，同時其他檢定條件不變的情況下，采用不同介質(zhì)壓力分別進行一組（10 個）的重復性實驗，采用標準裝置，即靜態(tài)質(zhì)量法水流量標準裝置，擴展不確定度為±0.05%，置信因子為 2，實驗結(jié)果見表 1 和表 2。

由表 1 和表 2 可以看出，兩次測量過程除介質(zhì)壓力不同外（分別是 0.45 MPa 和 0.24 MPa），其他測量條件基本相同。對兩次測量結(jié)果進行對比分析發(fā)現(xiàn)，當介質(zhì)壓力升高時，質(zhì)量流量計的基本誤差也會隨之變化。在本次實驗中隨著介質(zhì)壓力升高質(zhì)量流量計各測量點的基本誤差也隨之增大。介質(zhì)壓力分別為 0.24 MPa 和 0.45 MPa 時，兩次測量結(jié)果的算術(shù)平均值相差 0.016%。由此可見，介質(zhì)壓力的增大對質(zhì)量流量計的基本誤差造成了影響。

3 實際工作中的幾點建議

如何降低介質(zhì)壓力在質(zhì)量流量計檢定中的影響既然介質(zhì)壓力變化會對質(zhì)量流量計的準確度造成影響。

在檢定過程中，為得到穩(wěn)定的測量介質(zhì)，質(zhì)量流量計的檢定就顯得尤為重要。目前國內(nèi)廣泛采用的穩(wěn)壓措施有以下幾種：水塔式（分為變水頭、衡水頭），穩(wěn)壓容器式，調(diào)頻式。這些方法各有優(yōu)缺點。穩(wěn)壓效果***好的是水塔式，但此方法需要的建設(shè)成本高，不節(jié)能。比較起來，穩(wěn)定性：水塔式>調(diào)頻式>穩(wěn)壓容器式；裝置建設(shè)成本：水塔式>調(diào)頻式>穩(wěn)壓容器式；節(jié)能效果：調(diào)頻式>水塔式=穩(wěn)壓容器式。綜合考慮，在資金場地有限制的前提下，可以采用調(diào)頻配合穩(wěn)壓容器的方法。為降低介質(zhì)壓力對質(zhì)量流量計在實際應用中的影響，在檢定質(zhì)量流量計時，要充分了解被檢質(zhì)量流量計在現(xiàn)場的實際使用條件。雖然目前文獻[2]對于測量介質(zhì)壓力還沒有明確的規(guī)定，但是為了確保質(zhì)量流量計的檢定準確度，建議實施檢定的部門應該詢問送檢單位所送檢的質(zhì)量流量計在現(xiàn)場使用的工況壓力，并根據(jù)實際工況壓力調(diào)節(jié)檢定時的介質(zhì)壓力，在接近工況壓力下檢定質(zhì)量流量計可以很大程度上消除由于檢定壓力和工況壓力不同所造成的誤差。

如何降低介質(zhì)壓力在質(zhì)量流量計現(xiàn)場測量中的影響

在質(zhì)量流量計的現(xiàn)場應用中，由于運行環(huán)境復雜多變，介質(zhì)壓力變化對質(zhì)量流量計準確度的影響可能會更大，在現(xiàn)場測量時管道中介質(zhì)的實際壓力可能是檢定時的 10 倍或者更高，在這種情況下質(zhì)量流量計的準確度很難得到保證。為了減少測量現(xiàn)場與質(zhì)量流量計檢定時的介質(zhì)壓力差造成的誤差，很多質(zhì)量流量計的廠家也發(fā)布了自己產(chǎn)品的壓力修正系數(shù)，但是由于出廠的批次不同，造成了測量管的材質(zhì)硬度等的不同，從而導致質(zhì)量流量計對介質(zhì)壓力變化敏感性也不盡相同，因此通過壓力修正系數(shù)很難對質(zhì)量流量計進行地修正。在一般的應用中，通過壓力修正系數(shù)就可以滿足現(xiàn)場要求，但是在計量貿(mào)易交接等重要領(lǐng)域中，要消除介質(zhì)壓力對質(zhì)量流量計的影響，應該做到①盡可能的保證質(zhì)量流量計的介質(zhì)壓力穩(wěn)定在一個不變的數(shù)值，避免介質(zhì)壓力波動；②在質(zhì)量流量計檢定時，在條件允許的情況下，應要求檢定部門盡量在質(zhì)量流量計的工作壓力下進行檢定。事實上介質(zhì)壓力變化會對質(zhì)量流量計的測量管直接造成的影響，介質(zhì)壓力變化使質(zhì)量流量計的測量管發(fā)生了形變，從而影響質(zhì)量流量計的測量結(jié)果。這種變化與測量管的材質(zhì)有關(guān)，材質(zhì)“硬”

則壓力變化對測量結(jié)果影響小，材質(zhì)相對較“軟”則影響大。

4 結(jié)語

綜上所述，介質(zhì)壓力變化使質(zhì)量流量計測量管產(chǎn)生不可知的形變，從而造成質(zhì)量流量計計量管截面積、長度發(fā)生變化，進而會對質(zhì)量流量計測量結(jié)果產(chǎn)生不同程度的影響。介質(zhì)壓力對質(zhì)量流量計的測量結(jié)果的影響會隨計量管材質(zhì)變化而變化，不能一概而論。