①工作原理
    自來水流量計基于法拉第電磁感應定律工作。根據(jù)電磁感應定律，導電液體在磁場中運動切割磁力線時，在導電液體中會產(chǎn)生感應電勢。如果在無液流流過流量計通道的情況下，研究自來水流量計的計量特性，如果能夠使自來水流量計的模型模擬出有關(guān)的感應電動勢信號，即按其物理參數(shù)與被模擬儀表的輸出信號相同，這就可以用于對自來水流量計進行干法檢定，即不需要實際液體流動進行自來水流量計的標定。
    ②自來水流量計干法檢定的必要性
    可根據(jù)不同應用要求，建立自來水流量計在不同流體物性要求下的感應電動勢模型，從而解決應用問題.
    a.只要能夠產(chǎn)生足夠的電動勢輸出信號，就可模擬任意大的流體流量。
    b.可在很寬范圍內(nèi)模擬流體的物性，例如，液體黏度、密度、溫度等，使應用范圍更寬。
    c.可對不同被檢流體的組分不均勻性、分散性、多相性進行模擬。
    d.可從自來水流量計口徑的不同大小進行模擬，從幾毫米到幾米口徑。
    e.可對不同運動學結(jié)構(gòu)，例如，流體動力學結(jié)構(gòu)參數(shù)進行摸擬，研究不同雷諾數(shù)和不同流速下流體的性能。
    f.可對不同性質(zhì)的干擾進行模擬，并研究抗干擾措施。
    (2)自來水流量計仿真模型的建立
    ①轉(zhuǎn)換器理論
    將自來水流量計的一次轉(zhuǎn)換器看作一個系統(tǒng)，則它將電磁感應器能量和液流的能量轉(zhuǎn)換為電能。即在兩個電極獲得該電能，并送側(cè)量裝置輸入端。
    自來水流量計是六端網(wǎng)絡(luò)。但可用四端網(wǎng)絡(luò)研究，即該四端網(wǎng)絡(luò)具有內(nèi)部能源，它是一個有源、不可逆和獨立的四端網(wǎng)絡(luò)。如圖6-9所示.自來水流量計不含獨立能源，其效能受液流能源影響。從外部磁場引入能量，在電極上產(chǎn)生感應信號。

    如圖6-10所示，用電磁感應來描述上述模型。這里，感應器與通道之間電磁感應采用磁場形式描述。

    自來水流量計的轉(zhuǎn)換系數(shù)Kv是轉(zhuǎn)換器拾出U/I與輸入流速u之比。用互感M來反映感應器的結(jié)構(gòu)，它不僅與感應器結(jié)構(gòu)和管道上的位置有關(guān)，還與液流參數(shù)有關(guān)，例如，液流的不均勻等，它們zui終將影響轉(zhuǎn)換系數(shù)。因此，可用自來水流量計的一些結(jié)構(gòu)參數(shù)，例如，電極尺寸、線圈匝數(shù)、形狀、電流等來模擬液流的管道形狀、內(nèi)壁絕緣材料特性等。
    ②干法檢定的數(shù)學模型
    干法檢定也稱為干標，是不需要實際流體的檢定。干法檢定的數(shù)學模型是采用一個電感線圈，它放置在被檢自來水流量計內(nèi)，通過改變電感線圈的形狀、結(jié)構(gòu)、在自來水流量計的位置和匝數(shù)等，使自來水流量計與該電感線圈之間產(chǎn)生的電磁感應和它與液流流動產(chǎn)生的電磁感應相同。這表明，如果用該電感線圈能夠復現(xiàn)液流造成的電磁感應效應，得到相同的轉(zhuǎn)換系數(shù)，則就建立了仿真模型與實流之間的單值函數(shù)關(guān)系。
    用電感線圈與自來水流量計產(chǎn)生的磁場之間存在的互感M來推算出液體流量是干法檢定數(shù)學模型需要解決的問題。因此，應先獲得自來水流量計的電磁場分布，并確定電感線圈的互
感產(chǎn)生的感應電壓。
    考慮到液體電導率小，因此，被側(cè)流體的電流產(chǎn)生的磁場可忽略不計，而電感線圈產(chǎn)生的磁通量與自來水流量計的使用條件無關(guān).因此，可調(diào)節(jié)流過電感線圈的電流來模擬液流的流量。
    ③實現(xiàn)
    設(shè)計合適的電感線圈形狀、匝數(shù)和在自來水流量計內(nèi)的位置，可模擬液流的流動模型。
圖6-11是紊流流動下電感線圈的形狀。它采用雙螺旋線的形式，組成從內(nèi)到外的匝數(shù)線圈。該線圈是根據(jù)所需面權(quán)重函數(shù)設(shè)計。

  采用面權(quán)重函數(shù)wn來描述自來水流量計的破通量Φ和班感應強度B的變化。即

    因此，不同流速下，面權(quán)重函數(shù)的形狀是不同的。因此，可改變不同的面權(quán)重函數(shù)形狀來模擬不同的流體流速。
    (3)檢定步驟
    ①技術(shù)指標
    自來水流量計干法檢定的技術(shù)指標如下.
    a.公稱通徑DN: 25~ 4000mm。
    b.體積流量Q: 0.01-350000M3/h。
    C.仿真流體:水，溫度10-80℃。
    d.溫度范圍(熱水表):5-150℃。
    e.誤差:體積流量或流速:±0.2;熱量:±0.5.
    ②檢定步驟
    a.檢定準備。確定自來水流量計傳感器、轉(zhuǎn)換器和電口，用千分尺測量自來水流量計兩法蘭之間距離的平均值。確定干法檢定的仿真?zhèn)鞲衅鲓A具位置，將仿真?zhèn)鞲衅麟姼芯€圈電路板放入電磁流盆計管道內(nèi)。完成與干法檢定設(shè)備的接線.側(cè)量仿真?zhèn)鞲衅鬓D(zhuǎn)換系數(shù)Kf平均值(規(guī)定次數(shù)側(cè)量值的平均值)。
    b.換接到自來水流量計傳感器接線端，測量電班流量計轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換系數(shù)Km平均值(規(guī)定次數(shù)測量值的平均值).
    c.在干法檢定上位機設(shè)置仿真?zhèn)鞲衅鬓D(zhuǎn)換系數(shù)Kf，調(diào)節(jié)輸入電阻，對每個檢定點進行檢定。檢定數(shù)據(jù)自動保存在有關(guān)目錄中。
    d.整理數(shù)據(jù)，并將干法檢定結(jié)果打印。