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简述基于质量流量计的检定装置设计与研制

介绍一套质量流量计检定设备。文中对该设备的全体规划构成,检定办法及作业原理等进行了具体介绍。该设备检定规模为1~3000kg,体系不确定度到达万分之三,契合国家规范要求。

要害词:质量流量计;规范设备;检定;规划

Application and Research of Device about Tested Mass Flowmeter

ZHU Yuhua1, LIU Jingfeng2, LI Xiaochun2

1.Engineering College, Shenyang University of Technologye,

Li aoyang 111003, China;

2.Fushun Petroleum Factory, Fushun 113004, China)

Key words: mass flowmeter; standard device; test; design

1智能质量流量计规范设备的全体规划

依据质量流量计检测规模规划的技术指标为:

  (1)设备的准确度:对于DN25(15) 50(40) 100(80)试验段优于±0.05%。

  (2)各试验段流量流速:最高流速到达7m/s,每试验段的流量规模度为1∶20。

  (3)称量时刻:在按静态质量法原理作业时,称量容量容积的规划应确保在各试验段的最大流量时,称量时刻不小于40s;为削减在最小流量下的称量时刻,称量容器可在50%最大称量下运用,此刻电子称量体系仍能确保最高精度。

  (4)称量容量容积:为确保40s的称量时刻,各容量容积别离为TK1 500m3、TK2 3000m3。

设备首要有流源体系、秤量体系、称量容器、换向设备、质量流量计等首要设备组成。

2.1流源体系

流源体系由水泵、水池、真空罐、过滤除气器、阀门管件及变频调速电力操控等组成,本设备首要用于标定科里奥利式质量流量计,选用变频调速稳压法及流量调理结合式,以发生安稳的流源。因为工业管道中,介质流速一般在1~5m/s之间,并且质量流量计流转才能大,规模宽(一般可达10∶1,乃至可达30∶1),因而选取7m/s为管道最大流速,以习惯检定质量流量计的要求。水池容积挑选为12m×4.5m×1.8m=97.2m2。水池全长12m,回水顺水各占两端,中心有隔墙规划。因为该设备建设地址地形较洼,地下水位高,因而从防水,防潮出发,把3台机泵设置在地面上,并规划了3个不锈钢真空罐,确保了水泵正常作业。一起在流体进入检定道路前,加过滤除气器,使流体在接连的过程中,坚持水质清洁和除掉流体中的气体。

2.2秤量体系(电子秤)

电子秤是检定设备的要害设备,其灵敏度、精确度、重复性、可靠性决议规范设备的精度。咱们选用德国进口(全体)梅特勒托利多多量程、万分之二精度的电子秤,作为流量检定的规范用具。

2.3称量容器

共有2台不同容积的称量容器:一台500m3:另一台3000m3,均选用不锈钢制作,并装备气动球阀,气/电变换选用软衔接,容器平稳的设备在电子秤台上。

2.4换向设备

换向设备由换向器、行程开关和电磁阀组成。它用来改动液流的流向,使流体流向称量容器或流向旁路。该设备经过与之联合的行程开关反应一个信号进行切换,一起操控计数器和核算机使其开端或中止计量,所以换向设备是整个规范设备中影响精度最直接最要害部件之一,其正反行程差直接导致体系差错。咱们挑选了丹东通博电器公司出产的电动换向器。切换动作完结后,在横向过程中流体不外溅和溢出,也不对管道内流体的活动发生影响。换向设备单向行程时刻小于200ms,正反行程时刻差小于20ms。

2.5质量流量计

三套台位别离衔接了美国罗斯蒙特公司出产的千分之二精度的质量流量计。设备质量流量计的首要作用是:在检定流量时,在线检定介质的密度、温度、流量瞬时值、累积值,完结流量或定量操控,一起对检定流量在线批改和补偿。?

操控体系为上、下位机两层结构。上位机选用PC兼容机(具有全装备,包含台湾研华工控机、彩显、24行打印机),完结运算、制表等功用。下位机为专用PLC(可编程操控器)配有手操面板、操控柜(CLJX-4型数据收集操控柜)等,首要用于将检定管线的流量、温度、压力信号接入,并经过接口与微机进行通讯和数据交换,完结各种操控功用。下位机、称重设备、规范时基与上位机之间均选用RS-485进行通讯。操控体系硬件组成如图1所示。

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由研华工控机、可编程操控器(RS?485接口,A/D变换)、高安稳时基、手操盘(操作指示面板)、继电器及接线柜、电子秤(梅特勒托力多高精度,多体系工业用电子秤)、电控柜(富士公司变频调速器及手操体系)及机泵(格兰富士公司高安稳机泵)组成。

3.2软件功用及环境

以WINDOWS98为主程序软件开发渠道,具有操控、运算、动态画面、自确诊、通讯、主动制作曲线及制表功用。人机界面友爱,美观,操作便利。

 

 

4.1检定办法

设备以二套电子秤为首要规范设备,选用静态称量法,称检测时刻内经换向器流入称量容器内的液体量,检定流量计

4.2作业原理

  (1)检定前预备:将被检流量计设备在相应的台位上,用工业风做气密试验。在无渗漏的情况下,翻开入口阀、出口阀,然后开泵。使液流经除气过滤器,被检流量计,参照流量计,换向器流入旁路,流回水池,使规范设备处于循环状况。流量的巨细用遥控板操控变频调速器,到达操控规范设备的循环流量。一般使流量在检定上限运转10min,以扫除体系中的气体,使流量、温度、压力安稳。

  (2)开端检定:在上述循环过程中,运用变频调速器调理流量使其安稳在检定点上进行循环。在称量显示器上设置予称点,计数器清零。发动守时器,经过电磁阀,使换向器将流入旁路的流体敏捷切向称量罐。同步行程开关操控计数器和称量显示器开端记载被检流量计经过的流量(脉冲数)。由守时器使电磁阀操控换向器换向,将流体敏捷切向旁路。同步行程开关操控称量显示器和计数器中止计数。称量显示器的称量值与计数器的脉冲值进行比较,就可以核算出被检流量计的准确度。经过守时器操控电器变换开关使底球阀动作敞开,放净里边的液体,再封闭排液底球阀,为下次检定作好预备。

5.1首要设备的差错

称量设备由电子秤和与其配套的显示器和称量容器组成。电子秤按规格用规范砝码进行检定,其称量差错小于0.02%。为了减小计时差错,称量容器要尽可能大,对最大预期流量检测时差不小于40s,选用柔性管路衔接和电气衔接,防止在容器上构成附加力。经换向器流向检测容器的流体应尽可能削减流体的冲击力。检测设备中空气浮力构成的差错用空气浮力批改系数ξ进行批改,ξ=ρs(1/ρ-1/ρp)×100%,其间ρs为空气密度0.00129g/cm3,ρp为规范砝码密度(g/cm3),ρ为介质密度(g/cm3)。

换向器设备由换向器和行程开关组成。该设备在换向过程中,用来启停计数器,使信号传递时刻尽可能小。用实测的办法确定换向设备的功能,把流量安稳在一固定数值上,在必定间隔时刻内进行不少于10次的流量检测。然后取几种不同的间隔时刻,重复检测。依据实测所获得的数据核算出换向器差错。本设备换向最大系数差错为0.025%,随机差错为0.035%。

质量流量计由传感器、变送器和流量数显/积算器组成,用于厂家进行流量和密度校准,并将校准系数输入到变送器,使流量的精度在读数的0.2%之内。

计时器选用上海电表厂出产的PPlla通用频率计,准确度为4.2×10-6,随机差错为0.02%。

质量流量计可以直接在线检测液体的温度和密度。温度和密度检测的精度别离为0.5%、0.04%。

5.2设备安稳性

设备安稳性按管道台位别离检定。将流量安稳性在称量设备最大量限循环10min。接连进行几回(n≥10次)检测,检测后核算出上限流量的安稳性差错。

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其间M?i为第i次检测的质量流量,M为Mi的平均值,ta为按tx散布概率为95%的置信度核算。

将流量调至称量设备的下定量,由标定程序核算出下定量及下限的安稳性δm下。经实践测验三个检定台位的安稳性优于0.05%。

5.3设备总差错(总不确定度)

依据ISOS168,用方和根法将悉数差错合成。

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其间:δ—规范设备体系差错,δvmax—检定点 中最大极限相对差错,δm—电子秤极限相对差错,δρ—密度计极限相对差错,δt1—守时器相对差错,δt2—浮力构成的差错,δt3—换向设备随 机相对差错,δt4—换向器体系差错。

经实践检定二台电子秤三个台位,每台的总差错都优于0.05%。

 


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