李盛

摘 要：介紹了一種流量計(jì)檢定裝置及其檢定方法。在現(xiàn)有流量計(jì)容積法檢定中，因?yàn)橐后w溫度與罐體溫度、環(huán)境溫度不一致，需要不斷溫度修正，而且使用標(biāo)準(zhǔn)金屬器皿作為體積標(biāo)準(zhǔn)器，因熱脹冷縮等因素受環(huán)境溫度影響測量誤差大。而采用質(zhì)量法流量計(jì)檢定中，因?yàn)樾枰芏扔?jì)，而密度計(jì)在實(shí)際測量過程中因受溫度變化、環(huán)境變化及密度計(jì)準(zhǔn)確度等級因素導(dǎo)致測量密度不準(zhǔn)確誤差大，測量步驟繁瑣。新型流量計(jì)檢定裝置方法采用密度換算方法與目前采用的方式相比，不需要溫度修正、不需要密度計(jì)，采用現(xiàn)有技術(shù)條件能大幅提高測量準(zhǔn)確度。

關(guān)鍵詞：流量計(jì)檢定裝置 稱重法 新型

中圖分類號：TH814 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）01（c）-0093-02

液體容積式流量計(jì)現(xiàn)場檢定常用方法是容積法（容器開放式結(jié)構(gòu)）；質(zhì)量流量計(jì)檢定常用方法是容積法與質(zhì)量法。（1）容積法是使用標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量罐，計(jì)量通過流量計(jì)的液體體積值和液體流過流量計(jì)的時(shí)間從而得出流量值；（2）質(zhì)量法需要與密度計(jì)配套使用，并使用標(biāo)準(zhǔn)密度計(jì)測得流過流量計(jì)介質(zhì)密度值和液體流過流量計(jì)的時(shí)間，再根據(jù)密度公式間接測量流過流量計(jì)介質(zhì)體積，從而得出流量值。

1 發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服目前現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種新的流量計(jì)檢定裝置及采用該裝置的檢定方法，采用該方法檢定流量計(jì)，不需要標(biāo)準(zhǔn)金屬器、不需要任何溫度修正，測量時(shí)全程密封環(huán)境，而且模擬實(shí)際流量計(jì)使用過程管道壓力，測量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，全程自動檢定，使用方便。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的所采用的技術(shù)方案是：一種流量計(jì)檢定裝置，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為含有體積管Ⅰ、體積管Ⅱ、工作活塞Ⅰ、工作活塞Ⅱ、同步電機(jī)Ⅰ、同步電機(jī)Ⅱ、壓力傳感器Ⅰ、壓力傳感器Ⅱ、光電傳感器Ⅰ、光電傳感器Ⅱ、排放電磁閥、水平傳感器、儲液罐、空氣電磁閥、空氣壓縮機(jī)、浮力限位器、可移動電機(jī)、拉力載荷傳感器、稱重傳感器、標(biāo)準(zhǔn)金屬球體、數(shù)據(jù)采集單元、分布式IO模塊、計(jì)算機(jī)、串口卡、打印機(jī)，其中，所述的體積管Ⅰ、體積管Ⅱ與被檢流量計(jì)管徑尺寸相同，在體積管Ⅰ、體積管Ⅱ的兩端分別設(shè)有法蘭Ⅰ、法蘭Ⅱ，工作活塞Ⅰ及工作活塞Ⅱ分別設(shè)置于體積管Ⅰ、體積管Ⅱ內(nèi)，同步電機(jī)Ⅰ、同步電機(jī)Ⅱ分別通過連桿Ⅰ及連桿Ⅱ與工作活塞Ⅰ、工作活塞Ⅱ相連，保證工作活塞Ⅰ、工作活塞Ⅱ同步運(yùn)行，壓力傳感器Ⅰ、光電傳感器Ⅰ、光電傳感器Ⅱ設(shè)置于體積管Ⅰ的外壁上，在體積管Ⅰ的外壁上還設(shè)有加液孔，在體積管Ⅱ上設(shè)有排液孔，排液孔通過液體排放管與排放電磁閥相連，排放電磁閥與儲液罐相連，壓力傳感器Ⅱ設(shè)置于儲液罐頂部，儲液罐上部設(shè)有通氣孔，通氣孔通過空氣管與空氣電磁閥相連，空氣電磁閥則通過空氣管與空氣壓縮機(jī)相連，浮力限位器設(shè)置于儲液罐內(nèi)，儲液罐底部設(shè)有若干個(gè)稱重傳感器，水平傳感器設(shè)置于儲液罐側(cè)面，儲液罐內(nèi)設(shè)有電機(jī)滑道，電機(jī)滑道內(nèi)設(shè)置可上下移動的可移動電機(jī)，可移動電機(jī)通過連桿Ⅲ與拉力載荷傳感器、浮力限位器相連，拉力載荷傳感器通過細(xì)線與標(biāo)準(zhǔn)球體相連。

數(shù)據(jù)采集單元分別與壓力傳感器Ⅰ、壓力傳感器Ⅱ、光電傳感器Ⅰ、光電傳感器Ⅱ、水平傳感器、拉力載荷傳感器、稱重傳感器、串口卡相連，用于采集壓力傳感器Ⅰ、壓力傳感器Ⅱ、光電傳感器Ⅰ、光電傳感器Ⅱ、水平傳感器、拉力載荷傳感器、稱重傳感器信號。

分布式IO模塊分別與同步電機(jī)Ⅰ、同步電機(jī)Ⅱ、排放電磁閥、空氣電磁閥、浮力限位器、可移動電機(jī)、空氣壓縮機(jī)、串口卡相連，用于輸出同步電機(jī)Ⅰ、同步電機(jī)Ⅱ、排放電磁閥、空氣電磁閥、浮力限位器、可移動電機(jī)、空氣壓縮機(jī)信號。

計(jì)算機(jī)與串口卡及打印機(jī)相連，用于現(xiàn)場打印數(shù)據(jù)。本發(fā)明所述的光電傳感器Ⅰ、光電傳感器Ⅱ、拉力載荷傳感器、稱重傳感器的準(zhǔn)確度等級最好達(dá)到0.01%。

2 檢定方法

一種利用上述流量計(jì)檢定裝置檢定流量計(jì)的方法，其特征是按下列步驟進(jìn)行的：（1）通過法蘭Ⅰ、法蘭Ⅱ?qū)⒈粰z流量計(jì)分別安裝于體積管Ⅰ、體積管Ⅱ的兩端；（2）在加液孔注入與實(shí)際通過流量計(jì)液體相同的液體，并封閉加液孔；（3）調(diào)整體積管Ⅰ、體積管Ⅱ及被檢流量計(jì)至水平狀態(tài)；（4）調(diào)整體積管Ⅰ及體積管Ⅱ內(nèi)的工作活塞Ⅰ、工作活塞Ⅱ位置，使體積管Ⅱ內(nèi)的工作活塞Ⅱ抵近被檢流量計(jì)；（5）調(diào)整工作活塞Ⅰ位置，使體積管Ⅰ內(nèi)的液體壓力恒定，達(dá)到與實(shí)際管道壓力相符；（6）將被檢流量計(jì)數(shù)據(jù)清零；（7）將光電傳感器Ⅰ時(shí)間信號清零、光電傳感器Ⅱ的位置信號清零；（8）通過計(jì)算機(jī)啟動同步電機(jī)Ⅰ、同步電機(jī)Ⅱ，同時(shí)觸發(fā)光電傳感器Ⅰ開始計(jì)時(shí)，保持體積管Ⅰ內(nèi)液體壓力恒定，當(dāng)移動工作活塞Ⅰ至抵近被檢流量計(jì)時(shí)，觸發(fā)光電傳感器Ⅱ，光電傳感器Ⅰ計(jì)時(shí)結(jié)束，從數(shù)據(jù)采集單元讀出光電傳感器Ⅰ時(shí)間t，該時(shí)間t為恒定壓力下，液體流過被檢流量計(jì)的時(shí)間；（9）讀出被檢流量計(jì)儀表示值Q1；（10）打開排放電磁閥，將流過被檢流量計(jì)到達(dá)體積管Ⅱ內(nèi)的液體排放入儲液罐內(nèi)，關(guān)閉排放電磁閥并切斷液體排放管的連接；（11）在儲液罐內(nèi)測量流過被檢流量計(jì)液體的體積，測量方法如下。

①調(diào)整安裝在儲液罐上的水平傳感器，使儲液罐處于水平狀態(tài)，將儲液罐底部稱重傳感器讀數(shù)清零，將體積管Ⅱ內(nèi)液體排放至儲液罐，待儲液罐底部的稱重傳感器數(shù)值穩(wěn)定后，在數(shù)據(jù)采集單元讀出其重量數(shù)值M，該數(shù)值是儲液罐內(nèi)被測液體實(shí)際重量。

②在儲液罐內(nèi)的拉力載荷傳感器上通過細(xì)線懸掛質(zhì)量為M1、體積為V1的實(shí)心標(biāo)準(zhǔn)金屬球，通過儲液罐內(nèi)浮力限位器調(diào)整拉力載荷傳感器的上下位置，將實(shí)心標(biāo)準(zhǔn)金屬球完全浸沒到儲液罐內(nèi)的液體中，利用安裝在儲液罐上的空氣電磁閥調(diào)整儲液罐內(nèi)壓力，使之與體積管Ⅰ的壓力相同，待拉力載荷傳感器穩(wěn)定后，從數(shù)據(jù)采集單元讀出拉力載荷傳感器的拉力示值T。

③根據(jù)實(shí)心標(biāo)準(zhǔn)金屬球的質(zhì)量M1、實(shí)心標(biāo)準(zhǔn)金屬球的體積V1、拉力載荷傳感器測到的拉力示值T、罐體內(nèi)被測液體的實(shí)際重量M，利用公式計(jì)算出罐體內(nèi)被測液體體積。

④將步驟③中計(jì)算的被測液體體積，利用拉力載荷傳感器測量實(shí)心標(biāo)準(zhǔn)金屬球重力與浮力的關(guān)系，間接測量液體密度，數(shù)據(jù)采集單元根據(jù)液體密度與液體質(zhì)量換算出被檢流量計(jì)液體的體積。

設(shè)實(shí)心標(biāo)準(zhǔn)金屬球的質(zhì)量為M1，體積為V1，將其懸掛在拉力載荷傳感器下，并將其浸沒入待測液體中，則有：

M1g-ρV1g=T （1）

式中，ρ為待測液體密度，g為重力加速度，T為拉力載荷傳感器測到的拉力示值

則罐體內(nèi)液體密度為：

ρ=（M1g-T）/V1g （2）

儲液罐內(nèi)被測液體體積為：

V=M/ρ=M/﹝（M1g-T）/V1g﹞ （3）

則流過被檢流量計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)流量為Q2=V/t；根據(jù)讀出的被檢流量計(jì)示值讀數(shù)Q1。

計(jì)算出示值誤差△=Q1-Q2。

根據(jù)誤差大小，判定被檢流量計(jì)是否合格。

3 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)

本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：

（1）采用稱重法測量流過被檢定流量計(jì)液體體積，無論溫度如何變化，被測液體重量不會發(fā)生變化，檢定結(jié)果不受溫度影響，無需考慮任何溫度的修正值。

（2）由于采用稱重法的檢定方法，因此不需要標(biāo)準(zhǔn)金屬器皿，也不會因?yàn)楣摅w意外變形而影響檢定結(jié)果，更無需考慮罐體因?yàn)闊崤蛎浺鸬墓摅w體積隨溫度變化，不需要任何溫度修正。

（3）由于沒有現(xiàn)有技術(shù)中的液位讀數(shù)裝置，可避免視線與液面不水平等因素產(chǎn)生讀數(shù)誤差或者避免電子液位裝置測量引入的測量誤差。

（4）本發(fā)明誤差影響因素少，所用的重力載荷傳感器、拉力載荷傳感器可以達(dá)到0.01%的準(zhǔn)確度等級，實(shí)心金屬球體的重量與體積測量同樣可以達(dá)到0.01%，時(shí)間測量可達(dá)到0.01%準(zhǔn)確度等級，故檢定結(jié)果的準(zhǔn)確度也可達(dá)到0.01%，所以本發(fā)明不僅能完全滿足檢定要求，而且實(shí)際測量系統(tǒng)穩(wěn)定、準(zhǔn)確度更高。

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