简析电磁流量计不同信号输出与测量结果的差异

刘思民

摘 要 电磁流量计测得的流量值可通过不同的模拟信号输出，根据JJG1033-2007《电磁流量计》检定规程、机械行业标准JB / T9248-2015《电磁流量计》对输出信号的相关要求，选取一款电磁流量计对不同输出信号分别进行检测，并对检测结果进行研究分析[1]。

关键词 电磁流量计;电流信号;脉冲信号;信号检测

引言

电磁流量计的结构较为简单，导管内没有可活动部件和阻流体，没有机械惯性，不会产生额外压损，又因其具有测量精度高、可靠性强、稳定性好等优点，在给排水、污水处理、引水工程等项目中得到广泛的应用。

目前多数电磁流量计都设有输出的电信号。常用的电信号输出又分为脉冲（频率）输出和（4～20）mA电流输出。这两种电信号输出已作为仪表行业的基本规定和要求。电磁流量计的传感器在测量导电液体流动时产生感应电动势信号，转换器将感应电动势信号转换成与流量计流量值成正比的模拟信号，并输出到采集端。

1电流、脉冲测量方法差异性试验方法

1.1 试验方法

本次试验采用静态容量法水流量标准装置，选用的仪表口径为DN80，编号20171016005的电磁流量计进行检测，该流量计为客户定期送检，对比往年的检测记录表明，测量性能相对稳定，具有很好的代表性。在该实验中，对流量计的电流和脉冲信号进行了比较和分析。

在符合规定的环境条件下，按JJG1033-2007《电磁流量计检定规程》，将电磁流量计安装在水流量标准装置上，使其与标准装置的管道同心保持一致，检测前保证电磁流量计接地良好，和接线端子连接无误。以水为介质，通水测试，确认被检流量计和管线均无泄露后，调整被检流量计零点，检査流量计的密封性。把流量调到最大的流量值，等待流量、温度和压力稳定后，在相同时间内同时读取被检这一台流量计和标准容器信号并记录，分别测量90m3/h、45m3/h、9m3/h三个流量点，每个点各校准3次，取检测结果平均值[2]。

2电流、脉冲的检测值试验结果

3电流、脉冲的检测值试验结果分析

由表3得出，在90m3/h、45m3/h、9m3/h三个流量点下脉冲输出和（4～20）mA电流输出方式不同对流量计的所体现的误差也不一样。可以看到此次试验电流信号输出要比脉冲输出误差要偏大0.3%以上。

从表4得出，此次试验（4～20）mA电流输出重复性大于脉冲输出重复性，重复性普遍偏大0.06%以上。

在选择使用（4～20）mA电流输出时，根据（4～20）mA电流输出计算模型 ，可以得出Iij值是非常重要的，即为第i检定点第j次检定时流量计输出信号的瞬时值，即（4～20）mA电流输出采集的是瞬时流量对应的电流值。瞬时流量受采集的时间长短、频次、流量是否稳定都会导致误差和重复性的偏大。由表1可知其重复性偏大。

在选择使用在脉冲输出时，根据脉冲输出计算模型可以得出Nij非常重要，即第i检定点第j次检定被检流量计所输出的脉冲数，即脉冲（频率）输出的脉冲数时是检定时间内的脉冲数总量。由表2可知其重復性偏小。而脉冲（频率）输出相对比较稳定。

除此之外，在实验过程中，发现二者的测量区间的鉴别阈也不相同。当满量程为90m3/h时测得的电流值为20mA，带入（4～20）mA电流输出计算模型：

由此可以知道在检测满量程时，已经达到测量区间上限，无法作为被测量值检测。而在JJG164-2000液体流量标准装置中对流量稳定也有测量，用累积法检定基本在0.2%左右，因此只能下调流量到88m3/h作为被测量值检测。由以上可知，当信号采集方法不同、测量区间的鉴别阈不同等原因导致使用或检测时电流与脉冲两种信号输出方式出现不同的差异性[3]。

4使用或检测电磁流量计时，输出信号选用的思考及建议

从以上试验可以得出电磁流量计的（4-20）mA电流输出的重复性要大于脉冲输出，其原因受信号采集的时间长短（阻尼时间）、频次、流量是否稳定等因素影响;此外（4-20）mA电流输出受测量区间上限的限制，而脉冲输出在使用或测量时不受此影响[4]。

5结束语

电磁流量计制造技术日益成熟，其优异的测量能力，稳定的计量性能等诸多优势，使电磁流量计在越来越多的场合发挥极其重要的作用。用户在使用电磁流量计时应优先选择脉冲输出的方式，尽量使其发挥最大的效能。检测要以客户实际情况为主，根据其输出信号方式的不同，而采取不同的信号检测方式，尽量使检测状态贴近使用状态，使测量结果有更高的代表意义。为相关应用行业节约检测成本，对质量管理的可靠性大幅提升，对检测人员在检测时不同输出信号的选取提供参考。

参考文献

[1] 张柯，陈飞.电磁流量计不同信号输出差异浅析[J].计量与测试技术，2020，47（7）：54-56.

[2] 电磁流量计检定规程：JJG1033-2007[S].北京：中国标准出版社，2007.

[3] 李铭，梁琦.电磁流量计仪表系数的误差分析[J].计量与测试技术，2016，43（7）：104-105，107.

[4] 张伟.电磁流量计的原理、整机装配和检测以及故障分析[J].仪器仪表用户，2017，24（4）：80-83.