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影响液体涡轮流量计体积管检定结果的因素分析

液体涡轮流量计体积管流量装置(以下简称体积管)是一种流量标定标准装置。它能对流量计实行密闭的实液在线或离线检定。目前,大多数采用在线检定,在线检定与计量工况一致,这就消除了因黏度、温度、压力不同给流量计带来的不良影响。流量计不需要进行系数换算,从而提高了流量计量精度。它主要用于检定能输出脉冲信号的容积式或速度式流量计的计量特性(基本误差、重复性),广泛应用于石油、石化、炼油、港口、商业贸易等部门。
目前在我国石油、石化企业使用的体积管大致有以下4种:国外进口的活塞式体积管(主要是活动式)、球式双向体积管(分固定式和活动式),国内单球无阀体积管(固定式)、双向体积管(活动式)。
体积管的检定周期为3年,且两次检定的标准体积的复线性小于±0.05%。所以我们在检定时要尽量地找到影响体积管检定结果的因素并消除,检定出体积管的准确容积值,确保量值溯源和传递的准确可靠。从而保证交接流量计检定结果的准确性,做到准确、可靠、公平、公证,对交接计量双方负责。
1、影响体积管检定结果的因素分析
1.1 体积管检定流程
可以看出,转向器和检测开关的响应灵敏度也会影响检定结果,但是转向器和检测开关调试好后其响应灵敏度就已经确定,每一次响应的时间都是一个定值,不会影响到检定的结果和重复性。
1.2 体积管的检定结果计算
体积管的检定结果计算公式如下:
式中βs,βp—标准量器材质、体积管材质的体膨胀系数,1/℃;
βw—水的体膨胀系数,1/℃。
公式中虽然对二等金属量器材质、体积管材质、水等由于温度变化而引起的体积变化都做了相应修正,在理论上讲可以把检定结果修正到标况(1个标准大气压下,20℃)体积,完全不受温度变化而影响检定结果。然而,在实际检定中却不尽然,这些修正系数本身就是通过大量实验得出的,与真值之间也存在相应差值,在计算中不能完全修正到标况下的体积,也就是不能完全消除检定过程中因温度变化而对检定结果的影响,因此不同温度的计算结果存在一定的差值。
二等金属量器材质、体积管材质的温度膨胀系数是设备生产公司给定的值,不受温度变化而改变,对计算体积管检定结果的重复性不产生影响,而水的体积膨胀系数是随温度变化而变化的,它将成为影响体积管重复性的主要因素,进而导致体积管检定结果的重复性不合格,即超过±0.02%。我们在检定工作中做了大量的实验和研究,经分析得出温度是影响体积管检定结果主要因素之一。特别是对标准体积小于1000L的体积管的检定尤为明显。
既然无法通过计算完全修正消除温度变化对体积管检定结果的影响,就应该在实际的工作中采取相应的方法,保证检定时系统温度相对稳定,减小因温度变化而带来的影响。我们在实际工作中总结出,在体积管的检定过程中可以通过下列方法,使温度对其检定结果的影响降到最小程度。
第一,在体积管正式检定前,要对整个检定系统进行循环,力求检定系统达到温度平衡,在循环的过程中为了整个系统温度尽快平衡,应投入置换器使整个体积管内的水一起进行循环,一般要循环2~3遍后整个系统的温度才能达到平衡。
第二,因为体积管的检定最终结果是在标况下的体积值,所以一般应选择气温与20℃比较接近、且外界气温变化小的春秋季节检定体积管为最好。
如果现场条件不允许,应选择一天中温度变化相应小的时段来检定。比如在炎热的夏季,体积小于1000L,特别是标准体积小于500L的体积管,更应在外界温度对检定结果影响最小时段完成检定工作,应选择在阴天,或是在晚上10点以后至早晨9点以前检定最为合适。
第三,在体积管检定过程中,可以通过一边向水池中加自来水来控制整个检定系统温度,一边进行体积管检定的方法来实现检定。加水的速度根据现场系统温度的变化量来决定,只要能保证系统温度相对稳定在一个范围值即可。