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高精度法兰式液位变送器仪表检定装置的设计

作时间:2019-10-08  来源:  作者:
   
摘 要 设计的高精度法兰式液位变送器仪表检定装置主要用于对在线液(油)体流量计的检定和核查,是实验室检定装置的外延,解决了无法拆卸仪表的检定工作。适用于有关计量检定部门、企业计量检定站、石油、化工等检定系统作为流量传递标准、检测、标定、校准的计量设备。
0 引言
法兰式液位变送器计量系统主要用于成品油的贸易计量,按照工作原理,主要分为容积法和质量法两种计量方式[1] 。法兰式液位变送器计量系统准确与否,直接影响成品油进出库计量的准确性,法兰式液位变送器计量系统检定装置可以检测法兰式液位变送器计量系统的准确度 [2] 。
目前用于法兰式液位变送器计量系统的检定装置普遍采用标准表法和体积管法两种方式。标准表法检定装置是以标准流量计作为标准计量器具的液体流量标准装置,体积管法检定装置是以标准体积管作为标准计量器具的液体流量标准装置。这两种方式的检定装置的不确定度均为 0. 5%(k =2),精度低,存在无法满足检定高精度流量计的问题。另外,体积管法检定装置因为标准体积管的流量范围和外形尺寸的限制,无法满足现场检定时的在线实时测量需求[3] 。
1 整体设计思路
装置设计为静态质量法和静态容积法合为一体的检定方式,这种设计提供了一套快速、准确、安全、高效的现场检测技术 [4] 。其中,静态质量法以e =1/6000 高精度电子秤作为标准器,采用 3t 高精度平台秤,即非常大称量 3000kg;静态容积法以二等标准金属量器作为标准器,标准金属量器设计容量为 3000L,非常大允许误差为 ± 0. 025% [5] ,能够完成准确度不高于 0. 2% 的被检流量计的在线检定工作,满足非常大流量 120m 3 /h 的检定要求 [6] 。本装置主要应用于在线检定 [7] ,因此整套装置是安装在车体上的。装置由以下几部分构成[8]:电子秤、标准金属量器、换向器、储油箱以及动力源,将其成撬安装在卡车上,电子秤固定于撬体上,电子秤承载标准金属量器。标准金属量器的进液口通过换向器及连接部件接被检流量计,标准金属量器的出液口接储油箱;动力源包括气动和电动两部分,其中气动部分连接换向器,电动部分引自检定现场的电源[9] 。
2 技术设计方案
2. 1 离秤机构设计
在电子秤与标准金属量器之间设计离秤机构,该机构安装于撬体上并有液压站,液压站油缸的四个活塞杆顶接在标准金属量器上,使标准金属量器脱离电子秤,便于减小运输过程对电子秤的影响,保护电子秤的检定精度 [10] 。
2. 2 标准金属量器设计
标准金属量器由计量颈、液位管、计量颈标尺、上锥体、圆筒体、下锥体、排放阀、支架和调平部件等组成,配有电动调节球阀、温度变送器、压力变送器、超量限保护和液位自动读数装置,其中电动调节球阀有 2 个,分别安装在标准金属量器的进液管和排液管。标准金属量器可采用上进液或下进液方式[11] 。考虑到标准金属量器的使用属于开放式流程,测试介质在检测过程中会不同程度地产生各种气泡和流量波动,从而导致出现测量误差和检定时间延迟,因此设计一套用于稳定标准量器内流动波动的系统[12] 。在标准金属量器内部加装两组可防止液体喷溅的稳流板,每组十字交叉,两组分为上、下两个梯度,上、下两个梯度的两组稳流板在标准金属量器的轴向上等分圆周,并在上稳流板的交叉位置上端部加装消气板,稳压板和消气板结合,具有消气稳压功能,用来消除量器内液体因流量波动产生的气泡和线流,控制量器内液流的流量波动,平稳流体,使检定管线的液体完全满足单相恒定流的要求,计量更加准确可靠。另外,在采用下进液方式的进液管路上加装导沫管,导沫管焊接于量器内与进液管路的连接处,可非常大限度减少液体产生泡沫的现象。
2. 3 其它部分设计
换向器采用气动闭式换向器,活塞推动式结构,使用稳定,符合装置对换向器的要求。进液管路的接口处安装油管快速接头。进出液口采用电动阀门(防爆),性能稳定。储油箱设计容量为3m 3 ,满足标准量器排液量的需求。
2. 4 流程设计
用该装置检定流量计时,测试介质通过的流程设计如图 1 所示。通过以上设计方案设计的装置结构图如图 2 所示。
20191008091551.jpg
3 结束语
本文设计的装置主要用来对在线流量计进行检定和校准,是实验室检定装置的外延。整套装置设计结构布局合理、技术先进、自动化程度高,且具有较高的性价比,可解决在线无法拆卸液20191008091604.jpg(油)体流量计的检定工作,而且在运输行驶中不发生震动,保证量器长期安全精确的计量,精度比以往用其它检定方法检定的数据提高了 10 倍,可实现高精度的容积式流量计、速度式流量计及其它各种流量计的在线检定,适用于用流量计量传、检测、标定、校准等有关计量部门和油田、炼油、化工等行业。
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