流量溫度一體式傳感器如何校準

以下是流量溫度一體式傳感器的專業校準步驟及關鍵注意事項，分為流量校準和溫度校準兩部分：

一、校準前準備?

環境條件?

溫度：5~40℃（避免劇烈溫度波動）

濕度：<85% RH

供電：穩定電源（波動≤±5%）

流體：清潔水或指定介質（粘度需匹配實際工況）

設備清單?

設備類型 技術要求

標準流量計 精度等級優于0.5級（如渦輪/電磁）

恒溫槽/黑體爐 溫度均勻性≤±0.1℃

標準鉑電阻溫度計 二等標準（誤差≤±0.05℃）

數據采集系統 分辨率：流量0.1%、溫度0.01℃

壓力表 量程覆蓋工作壓力（0.25級）

二、流量校準步驟（以液體為例）?

1. 靜態容積法（高精度校準）?

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graph TD

    A[啟動循環系統] --> B[調節閥門至目標流量Q]

    B --> C[同步記錄：被校傳感器Qx & 標準流量計Qs]

    C --> D[流體注入標準量器，計時t]

    D --> E[計算實際流量 Q_real=V/t]

    E --> F[誤差計算：δ=(Qx - Q_real)/Q_real×100%]

    F --> G[重復3次取平均值]

關鍵操作點?：

流量點選擇?：覆蓋量程的20%、50%、100%（至少3點）

穩定條件?：流速波動<±2%，管道滿管無氣泡

雷諾數控制?：Re≥4000（確保湍流狀態）

2. 比對法（現場快速校準）?

python

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# 示例：通過標準表修正系數計算

K_std = 1.002  # 標準表校準證書系數

Q_std = 100.0   # 標準表顯示流量(L/min)

Q_sensor = 101.5 # 被校傳感器讀數(L/min)

修正系數 K_cal = (Q_std × K_std) / Q_sensor  # 本例K_cal=0.987

三、溫度校準步驟?

1. 恒溫槽比對法（常用）?

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sequenceDiagram

    校準系統->>恒溫槽： 設定溫度T_set（如30℃）

    恒溫槽-->>標準PT100： 反饋實際溫度T_ref（30.05℃）

    恒溫槽-->>被校傳感器： 同步測量T_sensor（30.50℃）

    校準系統->>記錄： ΔT = T_sensor - T_ref = +0.45℃

    循環： 在-10℃, 25℃, 80℃重復測試

2. 兩點修正（針對線性器件）?

冰點修正?：

將傳感器插入冰水混合物（0℃）

記錄輸出值V0（如4.01mA）

計算偏移量：Offset = 理論值(4mA) - V0 = -0.01mA

沸點修正?：

在標準大氣壓下測定沸水溫度（如99.6℃）

記錄輸出值V100（如19.92mA）

計算斜率：Slope = (V100 - V0)/(99.6 - 0) = 0.159mA/℃

四、同步校準注意事項?

溫度對流量補償的影響?

在溫度校準點同步記錄流量值（例：30℃時流量偏差0.8%，80℃時偏差1.5%）

生成溫度-流量修正矩陣嵌入PLC

介質特性修正?

介質類型 密度修正公式

水 ρ=999.97-0.003T-0.05T2

乙醇 ρ=789.45/(1+0.00108(T-20))

動態響應校準?

階躍測試：在5秒內切換流量（20%→80%），記錄響應時間（應≤1s）

溫度滯后測試：將傳感器從25℃環境插入80℃流體，響應時間應≤15s

五、校準后處理?

數據記錄表示例?

流量點(L/min) 標準值 傳感器值 誤差% 修正系數

20.0 20.05 20.30 +1.24 0.9876

50.0 50.12 50.80 +1.35 0.9867

修正值寫入?

通過HART協議：寫入PV Trim值（例：調整量-1.3%）

RS-485指令：AT+CF=0.9876,0.9867...（流量修正系數數組）

驗證測試?

選取非校準點（如35%量程）驗證，殘余誤差應≤±0.5% FS

六、校準周期建議?

使用環境 流量校準周期 溫度校準周期

潔凈液體（常溫） 12個月 24個月

腐蝕性介質/高溫蒸汽 3個月 6個月

貿易結算應用 強制6個月 同步校準

重要提示?：當出現讀數跳變＞2%、工藝異常或物理撞擊后，需立即執行校準。通過遵循上述流程，可將測量不確定度控制在0.8%以內（溫度±0.3℃）。