浅析电磁流量计的实流标定与干标定技术

         电磁流量计是一种高性能液体流量计，就目前国内的计量精度已普遍能达到±0.5%以上，口径范围DN5-DN3000居多，其中直径1米以上的大口径电磁流量计产品在水利工程、市政建设和环境保护等领域中具有非常广泛的应用。目前，电磁流量计的标定方法包括实流标定及干标定两种。

         实流标定的精度一般为±0.2%以上，是目前市场上被大多数电磁流量计厂家所采用的标定方法。但实流标定存在两个不足之处：
        1.大口径流量计的实流标定装置制造价格昂贵，标定成本太高。例如：实流标定1.2米口径的电磁流量计，需要250kW的水泵持续对标定装置提供约1.5吨/小时的流量，标定时间约2-4小时，据预算标定装置造价约300多万元人民币；
        2.实流标定装置所产生的流场通常为理想状态的流场，很难利用现有的实流标定装置对实际工作中遇到的多相流、浆液、粘性介质等非常规介质进行标定。

        相比之下，电磁流量计干标定技术作为一种无需实际流体便可实现流量计标定的新技术，在降低标定成本、装置制造费用，以及模拟各种实际流场、实际介质等方面，具有独特优势，也一直被业界所推崇。超声波流量计、差压式流量计、涡街流量计、电磁流量计因其测量原理可追溯性好，被认为是四种最适合干标定的四类流量计。但因干标定技术对相应流量计产品的一致性要求较高，目前只有少数发达工业国家开展了该领域的相关研究。
　　
　　目前，日本已成功实现涡街流量计干标定技术的工业化应用，并建立了相应的工业标准《涡流流量计流量测定方法》。在电磁流量计领域，英国、俄罗斯两国的干标定方法研究较为领先，其中俄罗斯已成功实现电磁流量计干标定技术的工业化应用。

        磁流量计干标定方法的核心是数学模型，数学模型的完善度决定了干标定的精度和对产品一致性要求等特性。最完善的干标定模型应包含实际流量计的所有有用信息，以便更好地体现每台流量计的个体差异，使模型更加接近于实际流量计。

       现有干标定模型主要采用物理学家为分析、改进电磁流量计性能所建立的理想数学模型（如SHERCLIFF、BEVIR、AL-KHAZRAJIT、HEMP等，之所以称之为理想数学模型是因为在某些参数上，模型不考虑实际流量计的数值及个体差异，进行了理想化处理。这些模型在相应的理想情况下具有足够的精度，理想化处理又降低了模型推导的数学难度，因此，在分析、改进电磁流量计性能方面被以为是非常成功的，但就干标定模型应尽可能地包含实际流量计所有有用信息的要求而言，这些理想模型用于干标定尚不够完善，被理想化处理的参数成为了干标定模型的误差源，导致了现有干标定技术与实流标定技术相比精度普遍低于±0.5%，与标定0.5级电磁流量计所需的±0.2%仍有一定差距，同时，理想模型对产品一致性的要求较高，限制了干标定技术更好地应用在产业化之中。

       电磁流量计的电极尺寸与位置便是现有电磁流量计干标定模型中被理想化处理的因素之一，现有模型中往往存在如下理想化处理：两电极的面积都为零，即理想的数学点；电极所在位置为丈量管段正中间的两个对称点，其连线与磁场严格垂直。但实际流量计中，电极并非理想的数学点，也无法完全精确地安装在管段正中间的两个对称点上，这使其成为了电磁流量计干标定模型与实际流量计的差异之一。因此，建立更加接近实际流量计（即包含更多实际流量计信息）的干标定模型，是改进电磁流量计干标定技术的重要任务。