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      加油機(jī)自動檢定裝置液位計校準(zhǔn)的必要性的探討

      加油機(jī)自動檢定裝置液位計校準(zhǔn)的必要性的探討

      時間:2023-11-24 11:01:36

       摘 要: 加油機(jī)檢定過程中,液面高度測量是關(guān)鍵,而液位計作為液面高度的自動測量裝置則需進(jìn)行校準(zhǔn)。本文針對液位計校準(zhǔn)的必要性進(jìn)行實驗分析。實驗表明: 液位計必須進(jìn)行校準(zhǔn),否則有可能造成加油機(jī)自動檢定裝置的較大讀數(shù)誤差,無法滿足檢定要求。同時提出校準(zhǔn)方法,并驗證其有效性。3eT壓力變送器_差壓變送器_液位變送器_溫度變送器

       
      引言
      加油機(jī)自動檢定裝置主要由標(biāo)準(zhǔn)金屬量器、液位計、溫度傳感器以及操作控制系統(tǒng)等組成[1]。其中,標(biāo)準(zhǔn)金屬量器一般由計量頸、液位管、計量頸標(biāo)尺、上錐體、圓筒體、下錐體等組成[2]。它是在加油機(jī)定量加油模式下,對油槍出口處的溫度、量器中油溫和液位等參數(shù)的自動測量、補償和計算。與傳統(tǒng)的加油機(jī)檢定裝置相比,更加高效、便捷捷,因此,被越來越多的計量檢定機(jī)構(gòu)選擇使用。液位計作為自動測量裝置,取代人眼讀數(shù),可自動獲取量器內(nèi)液面高度,其測量的液位高度直接關(guān)系檢定裝置準(zhǔn)確與否。但加油機(jī)自動檢定裝置在進(jìn)行量值溯源時,上級單位往往只對標(biāo)準(zhǔn)金屬量器及溫度傳感器進(jìn)行校準(zhǔn),忽略了液位計的校準(zhǔn)。某計量檢測機(jī)構(gòu)出具的檢定證書如圖 1 所示。
      某計量檢測機(jī)構(gòu)出具的檢定證書
      本文通過實驗,對液位計是否需要校準(zhǔn)進(jìn)行論證,并提出一種對液位計進(jìn)行校準(zhǔn)并修正的方法。
       
      1、體積計算[3 - 4]
      檢定過程中,shou先使用液位計測得液面距離零位值的高度,再根據(jù)計量頸的分度容積,將高度值轉(zhuǎn)化為體積值,根據(jù)油槍口處油溫和量器內(nèi)的油溫,進(jìn)行溫度修正,得到實際體積。
       
      ( 1) 標(biāo)準(zhǔn)金屬量器的容積
      VB = ( h實 - h標(biāo)) S + V標(biāo) ( 1)
      式中: VB———量器在 20℃下的標(biāo)準(zhǔn)容積,L;
      V標(biāo)———量器在 20℃下的標(biāo)稱容積,L;
      h實———計量頸的實測高度,mm;
      h標(biāo)———計量頸的實測高度,mm;
      S———分度容積,即計量頸每毫米高度對應(yīng)的體積,mL /mm。
       
      ( 2) 標(biāo)準(zhǔn)金屬量器在檢定溫度tJ的實際體積VBt
      VBt = VB 1 + βY tJ - t ( ) B + βB tB ( )[ ] - 20 ( 2)
      式中: VBt———量器在tJ下給出的實際體積,L;
      VB———量器在 20℃下的標(biāo)準(zhǔn)容積,L;
      βY、βB———檢定介質(zhì)和量器材質(zhì)的體膨脹系數(shù),℃ -1( 汽油 12 × 10 -4℃ -1; 輕柴油 9 × 10 -4℃ -1; 不銹鋼50 ×10 -4℃ -1; 碳鋼33 ×10 -4℃ -1) ;
      tJ、tB———加油機(jī)內(nèi)流量測量變換器輸出的油溫( 由槍口處油溫代替) 和量器內(nèi)的油溫,℃。
       
      2 實驗論證
      根據(jù) JJG 443 - 2015《加油機(jī)檢定規(guī)程》附錄 C中“表 C. 1 自動檢定裝置技術(shù)要求表”要求: 加油機(jī)自動檢定裝置的顯示容積值讀數(shù)誤差不能超過量器計量頸分辨力所對應(yīng)的容量值。為了確認(rèn)液位計自動采集的數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)確,對三套標(biāo)準(zhǔn)金屬量器( 材質(zhì)為不銹鋼) 已校準(zhǔn),但長期未對液位計進(jìn)行校準(zhǔn)的加油機(jī)自動檢定裝置進(jìn)行測試,編號分別為 1、2、3,選取一臺穩(wěn)定性較好的加油機(jī)作為被測對象,汽油作為檢定介質(zhì),根據(jù)檢定規(guī)程的要求,對比檢定裝置的示值和標(biāo)準(zhǔn)金屬量器的計量頸標(biāo)尺所測體積,并進(jìn)行分析,數(shù)據(jù)如表 1 所示。
      加油機(jī)自動檢定裝置試驗數(shù)據(jù)
      由表 1 可知,1 號 ~ 3 號加油機(jī)自動檢定裝置讀數(shù)誤差均超過量器計量頸分辨力所對應(yīng)的容量值,不符合 JJG 443 - 2015 要求。因此,需對加油機(jī)自動檢定裝置的液位計進(jìn)行校準(zhǔn),滿足檢定工作的需要。
       
      3、產(chǎn)生的原因
      加油機(jī)自動檢定裝置的檢定介質(zhì)為汽油、柴油等。汽油中含有少量的硫和活性硫化物( 如 H2 S、S、RSH 等) 腐蝕性物質(zhì); 柴油主要成分含有 9 ~ 18 個碳原子的鏈烷、環(huán)烷或芳烴,以及少量的羧酸、羰基化合物、腐蝕性無機(jī)物等,具有一定的腐蝕性。由于液位計需長期浸泡在汽油、柴油中工作,日積月累會產(chǎn)生較大影響,且檢定時,會受從注油口涌入的油體沖擊,很可能產(chǎn)生形變。因此,其準(zhǔn)確度無法長期保證。當(dāng)液位計所測得的液位高度不準(zhǔn)確時,即使標(biāo)準(zhǔn)金屬量器經(jīng)過了量值溯源,檢定裝置的測得的值也會失準(zhǔn)。
       
      4、校準(zhǔn)方法[5 - 6]
      使用水作為校準(zhǔn)介質(zhì),將標(biāo)準(zhǔn)金屬量器卡尺測量的#低、#高及中間液位點作為校準(zhǔn)點,進(jìn)行三次上下行程校準(zhǔn)試驗,并記錄液位計和游標(biāo)卡尺數(shù)據(jù),共 18 組,將其按先后順序排列成一維數(shù)組,可得 xk,
      yk ( k = 1 ~ 18) 。
      液位計的參比直線采用#小二乘直線,計算公式為:
      Y = a + bx ( 3)
      其中,截距 a 和斜率 b 的計算公式為:360桌面截圖20231124110637.jpg
      式中: a,b 為#小二乘直線方程的截距和斜率。
      各校準(zhǔn)點的示值誤差 Δ 的計算公式為:
      Δ = yk - ( a + b·xk ) ( 6)
      式中: xk———18 組校準(zhǔn)數(shù)據(jù)中,第 k 個校準(zhǔn)點的標(biāo)準(zhǔn)尺示值;
      yk———18 組校準(zhǔn)數(shù)據(jù)中,第 k 個校準(zhǔn)點的液位計輸出值。
       
      加油機(jī)自動檢定裝置的液位計是利用浮力原理進(jìn)行液位測量。在加油機(jī)檢定時,實際測量的液體汽油、柴油,根據(jù)浮力公式 F = ρgv排,由于被測液體跟水存在密度差異,在液位計浮球重量相同時,浮球排開液體的的體積必然不同,因此,液位計的實際值應(yīng)進(jìn)行修正,修正方法為:
      360桌面截圖20231124110701.jpg
      式中: h測———液位計的測量值,mm;
      h修———檢定時液體的實際高度,mm;
      ρ液———液位計實際測量介質(zhì)的密度,kg /m3;
      ρ水———水的密度,kg /m3。
       
      根據(jù)該方法對液位計校準(zhǔn)后,三套加油機(jī)自動檢定裝置再使用相同的方法對同一臺加油機(jī)進(jìn)行檢定,數(shù)據(jù)如表 2 所示。
      液位計校準(zhǔn)后實驗數(shù)據(jù)
      由表 2 可知,檢定裝置讀數(shù)誤差均未超過量器計量頸分辨力所對應(yīng)的容量值,滿足檢定規(guī)程要求。
       
      5、結(jié)論
      在加油機(jī)自動檢定裝置中,液位計測得的液面高度直接關(guān)系著整個檢定裝置的準(zhǔn)確與否,因此,檢定裝置進(jìn)行量值溯源時,應(yīng)對液位計進(jìn)行校準(zhǔn),從而保證整套檢定裝置的準(zhǔn)確、可靠。
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