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液體容積式流量計檢定數據采集與處理系統的制作方法

文章出處:人氣:0发表时间:2019-11-12 9:51:34

本實用新型涉及一種流量計現場檢定數據采集與處理系統,屬于流量計現場檢定技術領域。

背景技術:

液體容積式流量計現場檢定常用的方法是容積法(容器爲開放式結構);質量流量計現場檢定常用的方法是容積法與密度計配套,用容積法計量通過流量計的標准器處體積值,並使用標准密度計測得介質密度值,然後按照公式計算標准器測得的質量,這是一種間接測量方法。

現有流量計現場檢定方法所使用的檢定裝置中,首先測量容器內液體體積V(目測讀液位),再將水銀溫度計放入溫度計保溫盒等待熱平衡,過半分鍾之後再測量容器內液體溫度ts,此時因爲環境溫度與液體溫度的不一致,液體溫度

ts可能是緩慢變化的,因而引起液體體積V的改變,造成容器內液體實際體積Vs的測量不准確(先放入保溫盒測量液體溫度ts,會造成液體體積V變化)。液體取樣後,使用玻璃溫度計測量樣品溫度,玻璃密度計測量樣品密度,測量

先後不同産生的溫度變化,也會引起液體密度的輕微改變,造成樣品的樣品密度測量不准確。

在現有測量方法中,密度是通過一系列測量與兩次查詢(《石油計量表GB/T1885-1998專用》)得到的,測量步驟繁瑣,引入的不確定度來源多。由于石油99网站具有較強的揮發性,在石油99网站注入和流出標准金屬量器的過程中均存在

油氣揮發外溢,損耗率在不同環境下可達0.05%~0.10%(參見GB11085-89《散裝液體石油99网站損耗》),影響測量結果的准確度,現有測量方法沒有考慮此因素的影響。

技術實現要素:

本實用新型的目的在于克服現有技術的不足,並提供一種流量計現場檢定數據采集與處理系統,采用標准金屬量器作爲容積計量的標准器,對原來配置的標准金屬量器進行改造,在標准金屬量器的計量頸內安裝高精度磁致伸縮液位傳感器,用于測量計量頸處的液位高度(代替遊標卡尺的功能),從而得出一定容積值,通過在線溫度傳感器的測量與修正,這樣就形成了被檢流量計與標准金屬量器中體積的對應關系,引入在線密度檢測,計算出被檢流量計的相對誤差。

實現本實用新型目的所采用的技術方案爲,一種流量計現場檢定數據采集與處理系統,至少包括標准金屬量器,還

包括控制器、數據采集單元、磁致伸縮液位傳感器、溫度傳感器、密度傳感器和壓力傳感器,磁致伸縮液位傳感器

安裝于標准金屬量器的計量頸處,密度傳感器安裝于標准金屬量器上,壓力傳感器安裝于標准金屬量器內部幾何中心處,磁致伸縮液位傳感器、溫度傳感器、密度傳感器和壓力傳感器均通過數據采集單元連接控制器。

還包括溢流報警器,溢流報警器安裝于標准金屬量器上,溢流報警器與控制器電性連接。

所述數據采集單元包括數據采集模塊、串口卡和分布式I/O模塊,數據采集模塊和分布式I/O模塊均通過串口卡與控

制器信息交互,磁致伸縮液位傳感器、溫度傳感器、密度傳感器、壓力傳感器和溢流報警器均連接至數據采集模塊。

還包括精度等級不大于0.1的高精度質量流量計,高精度質量流量計安裝于標准金屬量器的出口處,高精度質量流量計通過數據采集單元連接控制器。

所述溫度傳感器包括2個以上分度值0.1℃、測量範圍-10℃~50℃的熱電偶溫度計,各熱電偶熱電偶溫度計分別安裝于標准金屬量器以及被檢定流量計上。

所述控制器爲計算機,計算機上連接有打印機。

所述標准金屬量器的不確定度不大于0.025%(k=2)。

所述磁致伸縮液位傳感器的分辨率≤0.1mm、非線性度≤0.05%FS,密度傳感器的精度等級不大于0.05。由上述技術方案可知,本實用新型提供的流量計現場檢定數據采集與處理系統,檢定對象可爲質量流量計或容積式流量計,采用標准金屬量器作爲計量的標准器,對原來配置的標准金屬量器進行改造,在標准金屬量器的計量頸內安裝高精度磁致伸縮液位傳感器,用于測量計量頸處的液位高度(代替遊標卡尺的功能),從而得出一定容積值,在標准金屬量器內部幾何中心處安裝壓力傳感器,可測量標准金屬量器內部壓力,通過多個熱電偶在線檢測流量計內液體溫度和標准金屬量器內的液體溫度,對體積檢測值進行修正,增加密度傳感器,直接測量標准金屬量器內的液體密度,減少《石油計量表GB/T1885-1998》系統誤差;控制器將采集到的數據進行計算,自動計算出誤差、重複性,得出檢定結果,檢定數據直接存儲于控制器中。

由于石油99网站具有較強的揮發性,在石油99网站注入和流出標准金屬量器的過程中均存在油氣揮發外溢,損耗率在不同環境下可達0.05%~0.10%(參見GB11085-89《散裝液體石油99网站損耗》),有鑒于此,本實用新型在標准金屬量器的出口處安裝高精度質量流量計,相比于現有容積法檢定方法中僅采用標准金屬量器,本實用新型增加高精度質量流量計,可測量檢測過程中揮發油氣的質量,進而大大提高檢定精度,檢定精度更高,精度等級可達0.2級及以下,適用于常用流速0~150m3/s的大尺寸工業用流量計,測量介質可爲水、汽油、柴油;控制器直接連接打印機,能現場打印檢定原始記錄、檢定證書、檢定標簽。

爲提高系統測量准確性,設置防溢流報警器,溢流報警器安裝于標准金屬量器上並且與控制器電性連接,如果標准金屬量器內裝入液體達到測量範圍臨界線,防溢流報警器將發出信號,控制器關閉用于液體裝載的油泵,保證裝載過程中標准金屬量器內介質液位始終控制在計量頸範圍內,能夠測量出容積。

上述器件中,標准金屬量器的不確定度不大于0.025%(k=2),高精度質量流量計的精度等級不大于0.1,磁致伸縮液位傳感器的分辨率≤0.1mm、非線性度≤0.05%FS,密度傳感器的精度等級不大于0.05,溫度傳感器爲分度值0.1℃、測量範圍-10℃~50℃的熱電偶溫度計,計量標准(檢定系統)的擴展不確定度一般應比被檢計量器具的准確度高

3到10倍,該檢定系統的檢定對象(被檢流量計)的精度等級不高于0.2級,選用如上計量標准器組成的計量標准的擴展不確定度在0.05%以內,確保測量結果的有效性。

本實用新型對現有標准金屬量器進行改進,計量頸內安裝高精度磁致伸縮液位傳感器,通過多個熱電偶在線檢測介質溫度,並且增加密度傳感器直接檢測介質密度,消除了傳統人工目測所帶來的人爲誤差,使整個操作從原來的人

工操作轉變成全自動數據采集和計算,不僅減輕了勞動強度、縮短了測量時間,還簡化了測量過程,優化了計算方法,減少了系統誤差,提高了檢測精度和測量效率。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型進行詳細具體說明,本實用新型的內容不局限于以下實施例。

本實用新型提供的流量計現場檢定數據采集與處理系統,包括控制器、數據采集單元、標准金屬量器、高精度質量流量計、磁致伸縮液位傳感器、溫度傳感器、密度傳感器(電子密度計)、壓力傳感器、溢流報警器和打印機,其中:

標准金屬量器爲二等標准金屬量器,其不確定度≤0.025%(k=2);

質高精度質量流量計,安裝于標准金屬量器的出口處,用于測量標准金屬量器揮發的油氣質量,精度等級不大于0.1;磁致伸縮液位傳感器,安裝于標准金屬量器的計量頸處,用于測量標准金屬量器的容積,分辨率≤0.1mm、非線性度≤0.05%FS、測量範圍爲500mm~3000mm;

溫度傳感器,包括3個分度值0.1℃、測量範圍-10℃~50℃的熱電偶溫度計,分別用于測量流量計內液體溫度、標准

金屬量器內的液體溫度和環境溫度;

密度傳感器,安裝于標准金屬量器上,用于測量標准金屬量器內的液體密度,精度等級不大于0.05;

壓力傳感器,安裝于標准金屬量器內部幾何中心處,用于測量標准金屬量器內部壓力;溢流報警器,安裝于標准金屬量器上,溢流報警器與控制器電性連接,當標准金屬量器內裝入液體達到安全高度,

防溢流報警器將發出信號,控制器關閉用于液體裝載的油泵和控制油路通斷的電磁閥(參見圖1,電磁閥安裝于被檢定流量計與標准金屬量器之間的管路上);

數據采集單元,用于采集磁致伸縮液位傳感器、溫度傳感器、密度傳感器、壓力傳感器、溢流報警器和高精度質量流量計的信號並傳輸至控制器,包括數據采集模塊、串口卡和分布式I/O模塊,數據采集模塊和分布式I/O模塊均通過串口卡與控制器信息交互,磁致伸縮液位傳感器、溫度傳感器、密度傳感器、壓力傳感器、溢流報警器和高精度

質量流量計均連接至數據采集模塊,油泵和電磁閥均連接至分布式I/O模塊;

控制器,选用内置控制程序与打印机驱动程序的计算机,接收数据采集单元采集的数据并对标准金属量器内的检测液体体积进行计算和修正,计算标准金属量器的实际液体体积V t或实际液体质量Q


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