流量检定计量网络系统的研究

　　0　前言

　　目前标定流量计的方法主要有标准表法、标准容器法和标准体积管法,其中只有管道式标准体积管能在输油过程中不需要中断液流,而能更精确地在实际条件下进行标定。但由管道式标准体积管的结构和原理可知,它具有体积大、标定时间长、球体容易磨损而发生泄漏和压力损失也比较大等缺点。因此,在新建流量检定站时,以引进美国布鲁克斯(BROOKS)公司的两套克服了管道式标准体积管缺点的BCP小体积活塞式体积管(管径分别为203·2mm BCP(8")和609·6mm BCP (24"))为基础,配合计算机网络和组态软件,组成了两套独立的流量检定计量网络系统。可以分别用BCP和标准表检定流量仪表,具有自动温度补偿、压力补偿、自动生成检定数据报表等功能,并可以用BCP随时对标准表进行校检,提高了检定系统的自动化水平与可靠性。

　　1　BCP的工作原理及结构特点

　　1·1　工作原理

　　BCP的工作原理是:活塞在缸体内运动,用两个高分辨率的光电开关检测活塞在缸体内运动的距离,以确定排出缸体的液体体积,如图1所示。

　　BCP之所以容积小、流量大,而且能保证检定流量仪表的准确度,其重要的检测手段之一是采用了一种双重精密计时法的脉冲插值法来提高小体积缸体下的测量准确度,如图2所示。

　　双重精密计时法的脉冲插值法使用一个高频(1MHz)主振荡器,时间递增精确(0·01ms)。这个主振荡器的振荡信号作为两个计时器T1、T2输入端的标准时间信号。当活塞移动到第一个光电检测开关时,计时器T1起动,开始计时; T1起动后,流量仪表的下一个脉冲上升沿触发计时器T2计时,流量脉冲计数器Nm计数。当活塞移动到第二个光电检测开关时,计时器T1停止计时; T1停止以后随之而来的流量计下一个脉冲上升沿停止计时器T2,同时流量脉冲计数器Nm停止计数,将计时器T1所计时间t1和计时器T2所计时间t2的比值用以精确计算流量仪表的仪表系数:

　　式中: K为仪表系数; nm为流量脉冲计数器Nm计的脉冲数; V为BCP的两个光电检测开关之间的标准体积。

　　1·2　BCP的结构特点

　　BCP的结构是把一个带有提升阀的活塞组合与光电开关及液压-气压活塞推动系统结合在一起,如图3所示。

　　不锈钢活塞由活塞轴承环支持,确保活塞平衡并与缸体内壁完全密封接触。活塞的密封采用双层空心环密封,缸体内采用磨光及电镀处理,增加它的光滑性和耐磨性。由活塞、活塞轴承环和提升阀组成活塞组合,在任何时候都与缸体壁充分接触,这样可以延长密封寿命。提升阀O形密封圈适用于任何化学液体,气动弹簧压力系统用来推动活塞前进,关闭提升阀,而且气动弹簧压力系统可以控制活塞组合移动的速度与液体流动的速度相同,使活塞上受到液体的压差降到最小。在标定冲程之后,由一个内置的液压系统打开提升阀,并使活塞组合复位,准备下一次标定。