基于标准表法的汽车油罐车检定系统

　　汽车油罐车是一种轻质油料的运载工具,也是一种工作中的计量器具。其容积计量的准确程度直接影响到油料运输的安全和油罐车贸易结算[1, 2]。汽车油罐车的检定采用实液标定的方法[3]。中华人民共和国计量检定规程JJG 133—2005《汽车油罐车容量》(以下简称规程)中推荐容积比较法和流量计法。现在广泛使用容积比较法所使用的标准器(标准金属量器、石油专用丁字尺、测深钢卷尺)比较简单,技术含量不高,使汽车油罐车计量检定过程耗时费力,检定人员工作劳动强度大、效率低。因此,我们采用标准流量计法研制出一套新型的检定设备,采用计算机自动控制,可自动采集相关数据,并进行数据处理后,得出罐体容积表。

　　1　检定系统结构

　　标准表法汽车油罐车容积检定装置由标准电磁流量计、配套管路、缓冲器、电磁阀、流量调节阀、换向器、温度传感器(2个)、压力传感器、液位传感器(2个)、数据采集卡、计算机、数据处理软件、数据传输线、泵等部分组成。总体流程图见图1所示。

　　(1)电磁流量计根据法拉第电磁感应定律测量流体流速[3],配合管路尺寸实现流体体积的测量的,用于测量加注到油罐车内的液体体积并转换成脉冲输出。该流量计经过校准后定点使用,在校准过的流量点工作,测量重复性为0·04%。

　　(2)流量调节阀采用电动球阀实现,通过测量球阀内部的位置反馈,控制球阀的开度,实现球阀位置伺服控制。其作用是将流量调节到流量计检定流量,保证测量准确度。

　　(3)缓冲器是用封闭的金属罐两侧焊接管路,加装法兰后构成。缓冲器内部被压缩的空气构成了一个空气垫处于罐体顶部空间,其作用是对进口处的液体波动起到缓冲作用,降低入口处流体波动对流量计计量准确的影响。

　　(4)差压式液位计的作用是测量油罐车内部液位的高度[4]。每次向油罐车内注入相应体积的液体,等待3min稳定以后,采集液位值。在罐体对称位置上布置两个液位传感器,计算取二者的平均值,以抵消因油罐车偏离水平位置造成的测量误差。

　　(5)温度传感器采用铂电阻式温度计,其作用是分别采集标准流量计处和油罐车内的液体温度,将加注的液体体积换算到20℃的标准温度时对应的体积。

　　(6)数据采集卡用于测量各个传感器输出的电流电压信号,通过换算得到相应的物理量。数据处理软件用于处理数据采集卡采集到的各被测量数据,并得出检定结果。

　　2　工作原理

　　2·1　检定操作

　　汽车油罐车容积检定装置主要工作流程及工作原理如下:检定设备数据采集系统具有测量流量计的输出频率的功能,根据所测的频率配合流量计的仪表系数可计算出当前的瞬时流量。调节流量调节阀获得所需的流量,待流量稳定后即可开始检定。启动换向器将水注入汽车油罐车,换向的同时,流量计脉冲信号由数据采集卡的计数器进行脉冲计数。在流量计的流量范围及工作温度、压力范围内,流量变送器发出的脉冲数与通过流量计的流体体积成正比,其比值即为标定得到的仪表系数K。即