鉱山用防爆電磁流量計の検定原理および手順

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一、鉱山用防爆電磁流量計の概要
鉱山用防爆電磁流量計は、圧力損失がなく、詰まりも起こらず、省エネ効果に優れ、精度が高く、耐圧性も強いという利点がある。そのため、鉱山用防爆電磁流量計は炭鉱の給排水システムで広く利用されており、炭鉱の水文監視や安全な生産において極めて重要な役割を果たしている。 二、検定原理 管径が一定であれば、断面積も一定となり、流速は流量（単位時間あたりの体積）と正比例の関係にある。 流体が流量計を通過すると、流量計は誘起電圧を検出し、検出された信号を増幅・収集・処理することで、流速に比例する電圧値を得る。そしてアナログ・デジタル変換を経て、その電圧値を計数値に変換するため、計数値こそが瞬間的なデータの反映となるのである。 実際の運用において、励磁コイルなどのハードウェアのばらつきにより、測定対象の媒体がほぼ静止している場合、流量計が測定する瞬間値（計数値）は絶対的な「0」ではなく、わずかなオフセットが生じることがわかっています。このときの計数値を通常、ゼロ点値と呼びます。 式(1)におけるQと標準流量Qs、および係数Kの関係：Q=c—ZN*k　ここで：Qは測定された流量；c——流量計の実測値；z——流量計の設定ゼロ点値；N——流量計換算の定数；K——流量計の係数； 三、精度を向上させる方法 3．1分割計算法。鉱山用防爆型電磁流量計の測定範囲は非常に広いためです。例えば、一般的なタイプの測定範囲は0.3m/sから10m/sです。各点の測定精度を満たすために、分割係数を導入し、分割計算の手法を用いることができる。 式(2)の分割計量係数と流量の関係：Qf=Q*kf　kf—分割計量係数；Qf—分割計量後に表示される流量値；計量プロセスにおいて、全流量範囲をいくつかの区間に分割し、各区間にはそれに対応する区間別計量係数kfが設定されることで、各範囲の精度が保証される。 流量計が式(3)によって流量Qを算出し、そのQの値を分析して、既に分けられた区間と比較して該当するものに分類する。例えば、14.13m³/hから28.26m³/hまでが一つの区間であり、この区間の区分係数kfnは1.012である。ある瞬時流量計が測定した流量がQ=10.00m³/hで、この流量が上記の区間内にある場合、最終的に表示される流量はQf=Q*kfn=10.12m³/hとなる。これにより、検定プロセスにおいて各範囲の分割計量係数を校正設定することができ、より正確な計量が保証される。 3.2 微調整ゼロ点法。流量計の検定時、静的なゼロ点値は開始時に校正した後に設定されるだけで、その後の検定過程ではデフォルトでそのゼロ点値が基準値となりますが、実際には毎回設定されるゼロ点のオフセット量にはわずかな変動が生じます。したがって、ゼロ点の検定方法を事前に決定する際、設定されたゼロ点値と実際のゼロ点値との間に偏差が生じることがある。その一つの方法がゼロ点の微調整法であり、これは計算と微調整によって設定されたゼロ点値を実際のゼロ点値により近づけるものである。 式(1)からわかるように、計測値が一定の場合、瞬間流量の表示に影響を与える要因はゼロ点値zと流量計係数Kの2つあり、流量の値、すなわち計測値の大きさが異なると、これら2つの要因の影響度も変化する。流量計のゼロ点が50で、係数が80.0％の場合、同じ係数kが0.5％変化したときの、異なる計測値におけるゼロ点の変化量は次の通りです。計測値が6000のとき、ゼロ点のオフセットZP=(6000—50) ×0.5％=29.75となります。計測値が1000のとき、ゼロ点オフセットZP=(1000—50) ×0.5％=4.75となる。これにより、瞬間流量Qの値が大きい場合、Cの値も大きくなり、zの値と係数kの値のうち、流量に最も大きな影響を与える要因は流量計の係数kであることがわかる。瞬間流量Qの値が非常に小さい場合、Cの値も非常に小さくなります。そのとき、zの値と係数kの値のうち、流量に最も大きな影響を与えるのは流量計のゼロ点値zです。したがって、校正時にゼロ点値を微調整することで、精度を保つことができます。 3.3 ゼロ点値の微調整計算：Zp=C—z﹡E；zp——微調整用のゼロ点値；c——流量計の実測値；z——流量計の設定ゼロ点値；E——検定の誤差値。 検定の過程で、流量値が大きい流量ポイントでは正常に検定されるが、流量値が小さい流量ポイントでわずかな偏差がある場合は、ゼロ点を微調整する方法を用いることができる。ただし、ゼロ点値は大流量ポイントへの影響は小さいものの無視できないため、ゼロ点値を微調整する際には、調整するゼロ点が他の流量ポイントに与える影響を十分に考慮しなければならない。一般的に、調整するゼロ点値は測定される流量ポイントの計数值の1％を超えてはならず、それ以上の偏差がある場合は、流量計の精度を確保するために再検定を行う必要がある。 四、結語 鉱山用防爆型電磁流量計の検定においては、さまざまな方法を組み合わせて用いることで、精度に影響を与える主要因を的確に修正し、各測定点での正確な計測を保証することができる。これにより、流量計全体の性能や検定プロセスの効率が向上する。