前置漸擴管對電磁流量計的影響

前幾年參觀訪問企業、計量測試所、流量計量站的流量實驗室，曾多次見到在校驗大口徑電磁流量計的流量標準裝置臺位上，流量傳感器進口端直接連接于漸擴管。這樣連接是不符合國家標準GB/T18659中，在作實驗時流量傳感器“應安裝在離任何上游擾動至少10倍公稱通徑（10DN）和任何下游擾動5DN的直管段”的規定。若不按規定其影響幾許？未見相應實驗研究數據的報導。

20世紀90年代中期，我們擴展開發口徑大于2m的儀表，在2m管徑的流量標準裝置上裝漸擴管，直接連接到2.2m以上儀表，待延伸到2.6m儀表時，出現重復性差的現象為分析探索校驗大口徑電磁流量計重復性差的原因，在一系列實驗中曾作過漸擴管直接接在電磁流量傳感器進口端的一組影響量實驗，證明對流量測量值影響相當大。訪問中與主人交流討論，曾提及這一議題，大部分事后都作了改進，但獲悉有個別實驗室仍在使用漸擴管直接連接電磁流量傳感器的方法。這可能由于當時沒提供正式實驗報告依據，只是口頭討論，未引起重視所致。前不久筆者在整理個人筆記本時查到相關記錄和數據，雖然并不完整，感到這些資料將有助于對這一問題的感性認識，為此整理成本文，以非正式報告的方式公示，僅供業內同行參考。

二 沿革

1991年頒發標準ISO9104《電磁流量計的性能評定方法》（GB/T18659：2002等同采用）之前，已有一些工業發達國家的國家標準規定了各類前置擾流件的直管段長度要求。1975年日本制訂的標準JIS Z 8764《電磁流量計流量測量方法》規定如圖1所示。這一規定在當時上處于地位，不僅規定了具體要求，并在標準附件《解說》（相當于國內的編制說明）提供了前置擾流件單彎管、平面雙彎管、立體雙彎管、閘閥/蝶閥不同開度的影響量曲線圖（亦可參閱文獻【1】的摘錄，p.289~294）。在其后制定標準討論會上，日立公司藍光郎代表日本提出這些資料，受到各國代表的贊賞。JIS Z 8764對漸擴管規定，如其圓錐角<15°按圖1C所示可直接接到電磁流量傳感器（1993年修訂成JIS 7554《電磁流量計》時，此項取消。）；圓錐角大于15°則要在漸擴管與傳感器之間要加接一段5DN直管，如圖1B所示。

1980年頒發的英國BS 5792《電磁流量計的規范》對各擾流件無具體規定，僅原則規定流體在流量傳感器內應是充分發展和無旋轉的流動，規定在做實驗時不分圓錐角是否小于15°，漸擴管均應如圖1B所示連接，比JIS Z 8764規定嚴格。

當時國內電磁流量計制作企業的流量標準裝置就按這些要求設計的。1991年頒發ISO9104，規定更為嚴格，在校準實驗時流量傳感器必須有L=10DN的直管。這些演變是隨著對電磁流量計認識和精度提高（70年代普通為（1～2）%FS，當前則為（0.2～0.5）%R）從而對實驗管線要求更趨嚴格的。

前一段時期社會需要大口徑電磁流量計日增，當其口徑超過原設置流量標準裝置臺位管徑時，有采用漸擴管接入裝置以相適應。2002年后達不到GB/T 18659:2002標準規定要求的原有裝置，有些企業予以改造，有些企業停止使用直接連接漸擴管的方式。

三 實驗

實驗對象是DN600和DN1400電磁流量計各一臺，是在原有流量標準裝置上作漸擴、漸縮異徑管變換實驗。

DN600電磁流量計3種管徑布置如圖2所示，圖2（A）是同口徑正常布置，圖2（B）是DN400管徑與圓錐角14.25°漸擴管直接連接電磁流量傳感器，圖2（C）在漸擴管與傳感器間接一段L=1DN短直管，因原裝置條件限制，不允許進一步作L=2D，3D，5D短管的實驗。實驗結果見圖3。

圖2 DN400—DN600漸擴管影響試驗管道布置

圖4 DN1000—DN1400（漸縮/漸擴）管影響試驗管道布置

DN1400電磁流量計3種管徑布置，見圖4，（A）同口徑正常布置，（B）是漸縮管布置，（C）是漸擴管布置，實驗結果見圖（5）。

四 討論

從圖3、圖5所示可以看出以下一些現象：

1.圓錐角接近15°的漸擴管直接連接電磁流量傳感器進口端，會產生10%左右測量值的影響量，且重復性很差。

2.在漸擴管與傳感器之間加接一段長度L=1DN短管后，影響量可減小到5%左右，增加L影響量必將繼續減小。

3.漸縮管直接連接電磁流量傳感器，證明對流量測量值影響極小。