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  時間:2023-5-9 08:17:43

便攜式油流量計校準裝置設計應用

摘要:文章介紹了一種便攜式油流量計校準裝置,本裝置在特定情況下可以作為標準來校準現場的各類油流量計(容積式流量計、渦輪流量計、質量流量計以及其它類型流量計)。通過配備精度高質量流量計和自動控制系統,在不同環境下,通過與被檢表的串聯,實現在線自動校準、測量及數據處理,從而達到校準溯源的目的。其設計結構簡單合理、自動化程度高以及體積小巧便于攜帶,具有一定的推廣價值。
  作為用于流體測量及控制的儀器,流量計廣泛用于石化、制藥、環保等多個領域生產中。所在地區,濱江臨海,倉儲庫區眾多,庫區發貨平臺用流量計及加油船用的流量計有相當的量,交接雙方對數量的正確率要求很高,采用的.流量計一般都優于0.5級。一般流量計的標定,需要客戶將被檢表從生產一線拆卸后送到實驗室標定,主要采用是容積法、標準表法和衡重法。標定主要介質是清潔水,部分不能用水標定的流量計還需要送到油流量標準裝置上進行標定,但國內用油作為標定介質的實驗室很少,企業往往需要花費很長的時間和精力來送檢流量計,不僅影響了工作更影響了效益。為了解決這些油流量計溯源難的問題,給地方企業提供計量技術支持,我們設計出一套便攜式油流量計校準裝置,通過現場與被檢表串聯,實現在線自動測量及數據處理,從而達到為企業流量計提供校準溯源的目的。
1便攜式校準裝置基本構成
1.1便攜式校準裝置的組成
  便攜式油流量計校準裝置(下面簡稱校準裝置)主要由質量流量計、溫度變送器、壓力變送器、工藝管路、專用復合軟管、快裝組件、防爆安裝柜及計算機檢測系統等組成;緲嫵扇鐖D1所示:其中選用一臺艾默生DN50精度高(0.1%)質量流量計作為主標準器,加裝一臺防爆型溫度變送器和一臺防爆型壓力變送器用于溫度和壓力的數據采集,通過裝置系統上位機(筆記本電腦)及下位機(PLC)為核心完成系統任務,實現工藝過程標準流量計、被檢裝置(或被檢流量計)、溫度、壓力等測量數據的自動采集和計算處理,從而完成計量檢測的計算,檢定結果的顯示、存儲和查詢等功能;同時可以實現工藝流程的流動狀態和測量數據的實時顯示,便于控制流量范圍,選擇合適的流量點。
便攜式油流量計校準裝置基本構成圖
 
1.2便攜式校準裝置工作原理及流程
  工作時,通過人工操作通過連接軟管將校準裝置與被檢流量計(或被檢系統)連接形成在線管路上,在相同的時間內,液體介質連續經過被檢流量計(或被檢系統)及校準裝置,以校準裝置作為標準與被檢流量計(或被檢系統)串聯起來進行計量數據的對比,采用計算機檢測系統測量采集相關數據,最后計算出被檢流量計(或被檢系統)的正確率和重復性,實現流量計的在線校準的目的,工作流程如圖2所示。
便攜式油流量計校準裝置工作流程圖
 
  具體流程:液體介質經被檢流量計(或被檢系統)→在線管路→軟管→校準裝置→軟管→在線管路,形成循環回路,便于數據采集。
2便攜式校準裝置的應用
  為了驗證校準裝置在線校準結果的可行性與正確率,選擇了加油船上3條發貨管線中3臺液體容積式流量計作為研究對象,在現場及實驗室2個不同檢測條件下對試驗對象進.行校準。
2.1現場校準
  將校準裝置的進口端與發貨管線的出口端用法蘭形式連接,再將校準裝置出口端接到管線回路中。在確認管線與校準裝置連接緊密無誤后啟動發貨系統運行,介質經過被校流量計流入校準裝置管線后回流至發貨管線中,在被檢流量計正常使用流量下循環運行一段時間,觸發檢測開關控制頻率計數器采集與關閉,自動記錄介質流經.校準裝置時被檢流量計發出的脈沖數,根據被校流量計發出的脈沖數以及脈沖系數,換算出被校流量計檢測段內的累積流量。計算二者示值之差,得出示值誤差。
2.2在線校準數據
  現場環境條件下,用0號柴油為介質為對每臺流量計在不同工作流量狀態下分別進行6組試驗,每組進行3次重復測量,測量結果如表1所示。環境條件為溫度15.0℃,濕度52%。
 
2.3實驗室校準數據
  為了驗證在線校準的結果,將3臺被校流量儀表拆卸下來,送到流量實驗室利用體積管標準裝置進行檢測,檢測介質:清潔水。實驗室環境溫度18℃,濕度50%,根據《液體容積式流量計檢定規程》JJG667--2010規定,將流量計連接到標準裝置中,介質為清潔水,校準結果如表2所示。
 
2.4在線校準與實驗室校準結果的比較
  在線校準時,我們根據企業日常使用流量進.行校準;在實驗室校準中,按照《液體容積式流量計檢定規》JJG667-2010規定的流量點進行校準,選擇相近流量點比較3臺流量計在線校準與實驗室校準的結果如表5和圖3所示。
 
  通過圖3比較發現3臺流量計在線校準的平均誤差略高于實驗室校準的誤差。我們分析平均誤差略高的原因是由于安裝時產生的應力對流量計的正確率有一定影響,同時,管道中流速分布畸變、直管段不足、流體參數與實驗室參比對象不同等原因產生了附加誤差,但平均誤差的總體趨勢與實驗室校準的數據吻合。而且在線校準的誤差是對被校流量計實際工況下計量性能真實反映,為保證流量儀表工作狀態下的計量正確率,可以根據在線校準結果在線調試流量計的相關參數進--步降低流量計的示值誤差,可以說校準結果更能幫助企業提高流量計的正確率,更好地把握流量計工作狀態。
  通過對兩次校準流量計的重復性誤差比較發現,3臺流量計實驗室校準與在線校準多次測量的重復性誤差相近(在線只在流量計常用流量點下校準,而實驗室按照規程在五個不同流量點下校準),說明在線校準的重復性誤差與實驗室校準沒有多大的區別,在一定條件下兩種校準方法可以互補。
3.結束語
  綜上所述,通過對便攜式油流量計校準裝置的實際應用,相關參數達到預期的設計目標,其便攜性和移動性也符合設計要求,通過各種轉接口,實現不同口徑油流量計的現場校準目的。這套裝置也存在測量范圍、自重偏大等不足之處,還有進一步改進的空間。同時,這套裝置投入費用不高,適合地市級計量機構的發展需求,現場與實驗室的數據分析也為國內研究油流量計現場校準方法提供新的方向。

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