双向型球式体积管检测开关变动不影响其体积值的探讨

　　1　问题的提出

　　体积管是一种结构简单、性能可靠、准确度高、操作方便的流量计检定(校准)标准装置,广泛应用于我国的石油贸易计量。而检测开关是体积管基准管段位置的标志,并以此确定其标准体积。因此,检测开关对确保体积管标准体积值的准确和稳定十分重要。对此, JJG209-94《体积管检定规程》中要求体积管的检定周期为3年[1],并且还规定,在检定周期内,凡封记破坏,其原检定结果无效。这就意味着对检测开关检修时,应对体积管重新检定,以确定其体积。事实上,由于检测开关本身的问题,或油品中夹带杂质的影响,很难保证检测开关始终处于完好状态。而一旦检测开关出了毛病,就要对体积管进行清洗、检定,给各单位对体积管的管理和使用带来很多困难。要找出一种办法倘若检测开关出了问题,只要对原先的开关加以检修,不需对体积管重新进行检定,而又能保证体积管的标准体积值不受影响。根据双向型体积管的工作原理,及其具有的对称性和补偿性的特性,能很好地解决这一难题:即在检定周期内,对双向型球式体积管的检测开关检修变动后,不会影响其体积值,不需要对体积管重新进行检定。

　　2　双向型球式体积管的工作原理及特性

　　JJG209-94体积管检定规程对双向型球式体积管体积值作了如下规定:位移球在体积管内作往、返运行,并且以位移球在两个检测开关之间往、返运行所置换出的流体体积之和作为体积管体积(见图1)。一套理想的双向型球式体积管应具有下述特点:

　　(1)基准管段内径要求

　　基准管段内径一致,且椭圆度为零;

　　(2)触点要求

　　检测开关处与位移球的触点的椭圆度为零;

　　(3)同心度要求

　　位移球为一理想球体,不与基准管段内径接触的橡胶球前后部分,其任一截面圆中心与基准管内径中心线重合,且对称,大小相等;

　　(4)位移球要求

　　位移球的过盈量符合检定规程的要求(即球的直径比体积管内径大2%~4%),介质推动位移球运动时无漏失。可见,在理想情形下,位移球在两检测开关之间往、返运行所置换出的正、反方向的流体体积应相等,即:

　　(假定:位移器由D1向D2运动为正向,反之为反向。)我们把这种特性称为双向型体积管的对称性。事实上体积管、位移器、检测开关不可能是理想状态,因而实际运行中,V正不可能等于V反。所以规程规定体积管的容积值应等于正、反向体积管容积值之和,即:

　　式中　V正为位移器正向运动时置换出两个检测开关之间的介质体积,即体积管的正向容积值;V反为位移器反向运动时置换出两个检测开关之间的介质体积,即体积管的反向容积值;Vps为JJG209-94体积管检定规程中规定的实测双向球式体积管体积值。