前置渐扩管对电磁流量计的影响

前几年参观访问企业、计量测试所、流量计量站的流量实验室，曾多次见到在校验大口径电磁流量计的流量标准装置台位上，流量传感器进口端直接连接于渐扩管。这样连接是不符合国家标准GB/T18659中，在作实验时流量传感器“应安装在离任何上游扰动至少10倍公称通径（10DN）和任何下游扰动5DN的直管段”的规定。若不按规定其影响几许？未见相应实验研究数据的报导。

20世纪90年代中期，我们扩展开发口径大于2m的仪表，在2m管径的流量标准装置上装渐扩管，直接连接到2.2m以上仪表，待延伸到2.6m仪表时，出现重复性差的现象为分析探索校验大口径电磁流量计重复性差的原因，在一系列实验中曾作过渐扩管直接接在电磁流量传感器进口端的一组影响量实验，证明对流量测量值影响相当大。访问中与主人交流讨论，曾提及这一议题，大部分事后都作了改进，但获悉有个别实验室仍在使用渐扩管直接连接电磁流量传感器的方法。这可能由于当时没提供正式实验报告依据，只是口头讨论，未引起重视所致。前不久笔者在整理个人笔记本时查到相关记录和数据，虽然并不完整，感到这些资料将有助于对这一问题的感性认识，为此整理成本文，以非正式报告的方式公示，仅供业内同行参考。

二 沿革

1991年颁发标准ISO9104《电磁流量计的性能评定方法》（GB/T18659：2002等同采用）之前，已有一些工业发达国家的国家标准规定了各类前置扰流件的直管段长度要求。1975年日本制订的标准JIS Z 8764《电磁流量计流量测量方法》规定如图1所示。这一规定在当时上处于地位，不仅规定了具体要求，并在标准附件《解说》（相当于国内的编制说明）提供了前置扰流件单弯管、平面双弯管、立体双弯管、闸阀/蝶阀不同开度的影响量曲线图（亦可参阅文献【1】的摘录，p.289~294）。在其后制定标准讨论会上，日立公司蓝光郎代表日本提出这些资料，受到各国代表的赞赏。JIS Z 8764对渐扩管规定，如其圆锥角<15°按图1C所示可直接接到电磁流量传感器（1993年修订成JIS 7554《电磁流量计》时，此项取消。）；圆锥角大于15°则要在渐扩管与传感器之间要加接一段5DN直管，如图1B所示。

1980年颁发的英国BS 5792《电磁流量计的规范》对各扰流件无具体规定，仅原则规定流体在流量传感器内应是充分发展和无旋转的流动，规定在做实验时不分圆锥角是否小于15°，渐扩管均应如图1B所示连接，比JIS Z 8764规定严格。

当时国内电磁流量计制作企业的流量标准装置就按这些要求设计的。1991年颁发ISO9104，规定更为严格，在校准实验时流量传感器必须有L=10DN的直管。这些演变是随着对电磁流量计认识和精度提高（70年代普通为（1～2）%FS，当前则为（0.2～0.5）%R）从而对实验管线要求更趋严格的。

前一段时期社会需要大口径电磁流量计日增，当其口径超过原设置流量标准装置台位管径时，有采用渐扩管接入装置以相适应。2002年后达不到GB/T 18659:2002标准规定要求的原有装置，有些企业予以改造，有些企业停止使用直接连接渐扩管的方式。

三 实验

实验对象是DN600和DN1400电磁流量计各一台，是在原有流量标准装置上作渐扩、渐缩异径管变换实验。

DN600电磁流量计3种管径布置如图2所示，图2（A）是同口径正常布置，图2（B）是DN400管径与圆锥角14.25°渐扩管直接连接电磁流量传感器，图2（C）在渐扩管与传感器间接一段L=1DN短直管，因原装置条件限制，不允许进一步作L=2D，3D，5D短管的实验。实验结果见图3。

图2 DN400—DN600渐扩管影响试验管道布置

图4 DN1000—DN1400（渐缩/渐扩）管影响试验管道布置

DN1400电磁流量计3种管径布置，见图4，（A）同口径正常布置，（B）是渐缩管布置，（C）是渐扩管布置，实验结果见图（5）。

四 讨论

从图3、图5所示可以看出以下一些现象：

1.圆锥角接近15°的渐扩管直接连接电磁流量传感器进口端，会产生10%左右测量值的影响量，且重复性很差。

2.在渐扩管与传感器之间加接一段长度L=1DN短管后，影响量可减小到5%左右，增加L影响量必将继续减小。

3.渐缩管直接连接电磁流量传感器，证明对流量测量值影响极小。