高精度法蘭式液位變送器儀表檢定裝置的設(shè)計(jì)

摘 要 設(shè)計(jì)的高精度法蘭式液位變送器儀表檢定裝置主要用于對(duì)在線液(油)體流量計(jì)的檢定和核查，是實(shí)驗(yàn)室檢定裝置的外延，解決了無(wú)法拆卸儀表的檢定工作。適用于有關(guān)計(jì)量檢定部門(mén)、企業(yè)計(jì)量檢定站、石油、化工等檢定系統(tǒng)作為流量傳遞標(biāo)準(zhǔn)、檢測(cè)、標(biāo)定、校準(zhǔn)的計(jì)量設(shè)備。

0 引言

法蘭式液位變送器計(jì)量系統(tǒng)主要用于成品油的貿(mào)易計(jì)量，按照工作原理，主要分為容積法和質(zhì)量法兩種計(jì)量方式［1］ 。法蘭式液位變送器計(jì)量系統(tǒng)準(zhǔn)確與否，直接影響成品油進(jìn)出庫(kù)計(jì)量的準(zhǔn)確性，法蘭式液位變送器計(jì)量系統(tǒng)檢定裝置可以檢測(cè)法蘭式液位變送器計(jì)量系統(tǒng)的準(zhǔn)確度 ［2］ 。

目前用于法蘭式液位變送器計(jì)量系統(tǒng)的檢定裝置普遍采用標(biāo)準(zhǔn)表法和體積管法兩種方式。標(biāo)準(zhǔn)表法檢定裝置是以標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)作為標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量器具的液體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置，體積管法檢定裝置是以標(biāo)準(zhǔn)體積管作為標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量器具的液體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置。這兩種方式的檢定裝置的不確定度均為 0. 5%(k =2)，精度低，存在無(wú)法滿足檢定高精度流量計(jì)的問(wèn)題。另外，體積管法檢定裝置因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)體積管的流量范圍和外形尺寸的限制，無(wú)法滿足現(xiàn)場(chǎng)檢定時(shí)的在線實(shí)時(shí)測(cè)量需求［3］ 。

1 整體設(shè)計(jì)思路

裝置設(shè)計(jì)為靜態(tài)質(zhì)量法和靜態(tài)容積法合為一體的檢定方式，這種設(shè)計(jì)提供了一套快速、準(zhǔn)確、安全、高效的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù) ［4］ 。其中，靜態(tài)質(zhì)量法以e =1/6000 高精度電子秤作為標(biāo)準(zhǔn)器，采用 3t 高精度平臺(tái)秤，即#大稱(chēng)量 3000kg;靜態(tài)容積法以二等標(biāo)準(zhǔn)金屬量器作為標(biāo)準(zhǔn)器，標(biāo)準(zhǔn)金屬量器設(shè)計(jì)容量為 3000L，#大允許誤差為 ± 0. 025% ［5］ ，能夠完成準(zhǔn)確度不高于 0. 2% 的被檢流量計(jì)的在線檢定工作，滿足#大流量 120m 3 /h 的檢定要求 ［6］ 。本裝置主要應(yīng)用于在線檢定 ［7］ ，因此整套裝置是安裝在車(chē)體上的。裝置由以下幾部分構(gòu)成［8］:電子秤、標(biāo)準(zhǔn)金屬量器、換向器、儲(chǔ)油箱以及動(dòng)力源，將其成撬安裝在卡車(chē)上，電子秤固定于撬體上，電子秤承載標(biāo)準(zhǔn)金屬量器。標(biāo)準(zhǔn)金屬量器的進(jìn)液口通過(guò)換向器及連接部件接被檢流量計(jì)，標(biāo)準(zhǔn)金屬量器的出液口接儲(chǔ)油箱;動(dòng)力源包括氣動(dòng)和電動(dòng)兩部分，其中氣動(dòng)部分連接換向器，電動(dòng)部分引自檢定現(xiàn)場(chǎng)的電源［9］ 。

2 技術(shù)設(shè)計(jì)方案

2. 1 離秤機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

在電子秤與標(biāo)準(zhǔn)金屬量器之間設(shè)計(jì)離秤機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)安裝于撬體上并有液壓站，液壓站油缸的四個(gè)活塞桿頂接在標(biāo)準(zhǔn)金屬量器上，使標(biāo)準(zhǔn)金屬量器脫離電子秤，便于減小運(yùn)輸過(guò)程對(duì)電子秤的影響，保護(hù)電子秤的檢定精度 ［10］ 。

2. 2 標(biāo)準(zhǔn)金屬量器設(shè)計(jì)

標(biāo)準(zhǔn)金屬量器由計(jì)量頸、液位管、計(jì)量頸標(biāo)尺、上錐體、圓筒體、下錐體、排放閥、支架和調(diào)平部件等組成，配有電動(dòng)調(diào)節(jié)球閥、溫度變送器、壓力變送器、超量限保護(hù)和液位自動(dòng)讀數(shù)裝置，其中電動(dòng)調(diào)節(jié)球閥有 2 個(gè)，分別安裝在標(biāo)準(zhǔn)金屬量器的進(jìn)液管和排液管。標(biāo)準(zhǔn)金屬量器可采用上進(jìn)液或下進(jìn)液方式［11］ 。考慮到標(biāo)準(zhǔn)金屬量器的使用屬于開(kāi)放式流程，測(cè)試介質(zhì)在檢測(cè)過(guò)程中會(huì)不同程度地產(chǎn)生各種氣泡和流量波動(dòng)，從而導(dǎo)致出現(xiàn)測(cè)量誤差和檢定時(shí)間延遲，因此設(shè)計(jì)一套用于穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)量器內(nèi)流動(dòng)波動(dòng)的系統(tǒng)［12］ 。在標(biāo)準(zhǔn)金屬量器內(nèi)部加裝兩組可防止液體噴濺的穩(wěn)流板，每組十字交叉，兩組分為上、下兩個(gè)梯度，上、下兩個(gè)梯度的兩組穩(wěn)流板在標(biāo)準(zhǔn)金屬量器的軸向上等分圓周，并在上穩(wěn)流板的交叉位置上端部加裝消氣板，穩(wěn)壓板和消氣板結(jié)合，具有消氣穩(wěn)壓功能，用來(lái)消除量器內(nèi)液體因流量波動(dòng)產(chǎn)生的氣泡和線流，控制量器內(nèi)液流的流量波動(dòng)，平穩(wěn)流體，使檢定管線的液體完全滿足單相恒定流的要求，計(jì)量更加準(zhǔn)確可靠。另外，在采用下進(jìn)液方式的進(jìn)液管路上加裝導(dǎo)沫管，導(dǎo)沫管焊接于量器內(nèi)與進(jìn)液管路的連接處，可#大限度減少液體產(chǎn)生泡沫的現(xiàn)象。

2. 3 其它部分設(shè)計(jì)

換向器采用氣動(dòng)閉式換向器，活塞推動(dòng)式結(jié)構(gòu)，使用穩(wěn)定，符合裝置對(duì)換向器的要求。進(jìn)液管路的接口處安裝油管快速接頭。進(jìn)出液口采用電動(dòng)閥門(mén)(防爆)，性能穩(wěn)定。儲(chǔ)油箱設(shè)計(jì)容量為3m 3 ，滿足標(biāo)準(zhǔn)量器排液量的需求。

2. 4 流程設(shè)計(jì)

用該裝置檢定流量計(jì)時(shí)，測(cè)試介質(zhì)通過(guò)的流程設(shè)計(jì)如圖 1 所示。通過(guò)以上設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)的裝置結(jié)構(gòu)圖如圖 2 所示。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文設(shè)計(jì)的裝置主要用來(lái)對(duì)在線流量計(jì)進(jìn)行檢定和校準(zhǔn)，是實(shí)驗(yàn)室檢定裝置的外延。整套裝置設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)布局合理、技術(shù)先金、自動(dòng)化程度高，且具有較高的性?xún)r(jià)比，可解決在線無(wú)法拆卸液(油)體流量計(jì)的檢定工作，而且在運(yùn)輸行駛中不發(fā)生震動(dòng)，保證量器長(zhǎng)期安全精que的計(jì)量，精度比以往用其它檢定方法檢定的數(shù)據(jù)提高了 10 倍，可實(shí)現(xiàn)高精度的容積式流量計(jì)、速度式流量計(jì)及其它各種流量計(jì)的在線檢定，適用于用流量計(jì)量傳、檢測(cè)、標(biāo)定、校準(zhǔn)等有關(guān)計(jì)量部門(mén)和油田、煉油、化工等行業(yè)。