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高精度法蘭式液位變送器儀表檢定裝置的設計

作時間:2019-10-08  來源:  作者:
   
摘 要 設計的高精度法蘭式液位變送器儀表檢定裝置主要用于對在線液(油)體流量計的檢定和核查,是實驗室檢定裝置的外延,解決了無法拆卸儀表的檢定工作。適用于有關計量檢定部門、企業計量檢定站、石油、化工等檢定系統作為流量傳遞標準、檢測、標定、校準的計量設備。
0 引言
法蘭式液位變送器計量系統主要用于成品油的貿易計量,按照工作原理,主要分為容積法和質量法兩種計量方式[1] 。法蘭式液位變送器計量系統準確與否,直接影響成品油進出庫計量的準確性,法蘭式液位變送器計量系統檢定裝置可以檢測法蘭式液位變送器計量系統的準確度 [2] 。
目前用于法蘭式液位變送器計量系統的檢定裝置普遍采用標準表法和體積管法兩種方式。標準表法檢定裝置是以標準流量計作為標準計量器具的液體流量標準裝置,體積管法檢定裝置是以標準體積管作為標準計量器具的液體流量標準裝置。這兩種方式的檢定裝置的不確定度均為 0. 5%(k =2),精度低,存在無法滿足檢定高精度流量計的問題。另外,體積管法檢定裝置因為標準體積管的流量范圍和外形尺寸的限制,無法滿足現場檢定時的在線實時測量需求[3] 。
1 整體設計思路
裝置設計為靜態質量法和靜態容積法合為一體的檢定方式,這種設計提供了一套快速、準確、安全、高效的現場檢測技術 [4] 。其中,靜態質量法以e =1/6000 高精度電子秤作為標準器,采用 3t 高精度平臺秤,即非常大稱量 3000kg;靜態容積法以二等標準金屬量器作為標準器,標準金屬量器設計容量為 3000L,非常大允許誤差為 ± 0. 025% [5] ,能夠完成準確度不高于 0. 2% 的被檢流量計的在線檢定工作,滿足非常大流量 120m 3 /h 的檢定要求 [6] 。本裝置主要應用于在線檢定 [7] ,因此整套裝置是安裝在車體上的。裝置由以下幾部分構成[8]:電子秤、標準金屬量器、換向器、儲油箱以及動力源,將其成撬安裝在卡車上,電子秤固定于撬體上,電子秤承載標準金屬量器。標準金屬量器的進液口通過換向器及連接部件接被檢流量計,標準金屬量器的出液口接儲油箱;動力源包括氣動和電動兩部分,其中氣動部分連接換向器,電動部分引自檢定現場的電源[9] 。
2 技術設計方案
2. 1 離秤機構設計
在電子秤與標準金屬量器之間設計離秤機構,該機構安裝于撬體上并有液壓站,液壓站油缸的四個活塞桿頂接在標準金屬量器上,使標準金屬量器脫離電子秤,便于減小運輸過程對電子秤的影響,保護電子秤的檢定精度 [10] 。
2. 2 標準金屬量器設計
標準金屬量器由計量頸、液位管、計量頸標尺、上錐體、圓筒體、下錐體、排放閥、支架和調平部件等組成,配有電動調節球閥、溫度變送器、壓力變送器、超量限保護和液位自動讀數裝置,其中電動調節球閥有 2 個,分別安裝在標準金屬量器的進液管和排液管。標準金屬量器可采用上進液或下進液方式[11] ?紤]到標準金屬量器的使用屬于開放式流程,測試介質在檢測過程中會不同程度地產生各種氣泡和流量波動,從而導致出現測量誤差和檢定時間延遲,因此設計一套用于穩定標準量器內流動波動的系統[12] 。在標準金屬量器內部加裝兩組可防止液體噴濺的穩流板,每組十字交叉,兩組分為上、下兩個梯度,上、下兩個梯度的兩組穩流板在標準金屬量器的軸向上等分圓周,并在上穩流板的交叉位置上端部加裝消氣板,穩壓板和消氣板結合,具有消氣穩壓功能,用來消除量器內液體因流量波動產生的氣泡和線流,控制量器內液流的流量波動,平穩流體,使檢定管線的液體完全滿足單相恒定流的要求,計量更加準確可靠。另外,在采用下進液方式的進液管路上加裝導沫管,導沫管焊接于量器內與進液管路的連接處,可非常大限度減少液體產生泡沫的現象。
2. 3 其它部分設計
換向器采用氣動閉式換向器,活塞推動式結構,使用穩定,符合裝置對換向器的要求。進液管路的接口處安裝油管快速接頭。進出液口采用電動閥門(防爆),性能穩定。儲油箱設計容量為3m 3 ,滿足標準量器排液量的需求。
2. 4 流程設計
用該裝置檢定流量計時,測試介質通過的流程設計如圖 1 所示。通過以上設計方案設計的裝置結構圖如圖 2 所示。
20191008091551.jpg
3 結束語
本文設計的裝置主要用來對在線流量計進行檢定和校準,是實驗室檢定裝置的外延。整套裝置設計結構布局合理、技術先進、自動化程度高,且具有較高的性價比,可解決在線無法拆卸液20191008091604.jpg(油)體流量計的檢定工作,而且在運輸行駛中不發生震動,保證量器長期安全精確的計量,精度比以往用其它檢定方法檢定的數據提高了 10 倍,可實現高精度的容積式流量計、速度式流量計及其它各種流量計的在線檢定,適用于用流量計量傳、檢測、標定、校準等有關計量部門和油田、煉油、化工等行業。
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