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常規體積管和小體積管的比較

瀏覽次數: 日期:2015-12-01

  1. 概述

  常規體積管系指單向或雙向球式體積管,國內型號LJG型。

  小體積管系指活塞式體積管。

  美國的小體積管大約是在20世紀80年代末引進到我國,生產廠是Smith;Brooks;Waugh;calibron等。開封儀表廠在九十年代初也生產過小體積管。

  開封儀表廠作為一個流量檢定裝置生產廠,對這兩種型式體積管性能不便于妄加評論,以免誤導用戶。現將德國的一家流量檢定裝置生產廠BOPP公司對兩種體積管性能比較介紹如下。

  2. 球式體積管和小體積管的性能對比

  2. 1球式體積管

  a. 優點

  · 高度的可靠性。

  · 操作簡便。

  · 可用于檢定低脈沖分辨率的流量計,只要求流量計在檢測開關之間流量計輸出10000個脈沖。

  · 在一個流量點上檢定次數少。

  · 對被檢液體中固體微粒反應不敏感。

  · 維護費用低。

  · 置換器—彈性球更換方便。

  · 重復性好,優于0.02%。

  · 使用四個檢測開關,可以減少檢定次數。

  b. 缺點

  · 占地面積大。

  · 單向型附有液壓系統。

  2.2小體積管

  a. 優點

  · 占地面積小。

  · 檢定時間短,一次運行中最短檢定時間0.5秒。

  · 計量缸采用無電鍍鎳,抗蝕能力強。

  b. 缺點

  · 標準體積小,(現有的產品中最大的標準容積為300升)不適用檢定低脈沖分辨率的流量計。

  · 檢定運行次數多,這樣就抵消了檢定時間短的優點,按美國產品樣本介紹,對一個流量點通常要檢定15次。

  · 滑動密封處的密封件與運動件的相對速度達1.5m/s,因此密封件易損,更換困難。

  · 對被檢液體中的固體微粒反應敏感,容易造成計量缸中活塞密封件的損壞。

  · 維修費用高。

  · 采用脈沖插入法,會導致重復性降低。

  · 采用脈沖插入法時,必須要知道流量計輸出脈沖周期的標準偏差бt ,按國標GB/T17286.3的規定,在一次檢定中采集的脈沖數N,按下式求得 N=500(бt)2

  根據N和流量計系數K,確定標準容積,бt應由流量計生產廠結出。但流量計生產廠通常給不出,這樣就造成對小體積規格的確定帶來了困難。

  附注:英國IP標準對這個問題作如下規定:

  如果一個流量點檢定15次不合格,可以增加30次,如果30次仍不合格。結論為:該流量計不適宜用小體積管進行檢定。(而沒說流量計不合格)

  2.3關于脈沖間隔的標準偏差бt

  當選用活塞式小體積管,首先要得知流量計輸出脈沖的時間間隔的標準偏差бt,最初ISO7278/3(BS6886)規定如下:

  脈沖間隔的標準偏差 一個單行程中收集的最少脈沖

  бt(%) N

  0.5 --------------100

  1.0-------------- 500

  2.5-------------- 2500

  5.0 --------------10000

  10.0------------- 40000

  15.0 -------------90000

  現在ISO7278-3—1988,已被我國采用

  N=500(бt)2

  按英IP標準介紹,優質的渦輪бt為±1%,而采用齒輪傳遞脈沖發生器бt高達±10%。

  附錄A,這是美國小體積標準編制組的試驗,圖中的脈沖不規則度與бt不同,不規則度=(最大周期—最小周期)/ 2平均周期

  A1—渦輪流量計,發訊器無調節器

  A2,A3,A4—有齒輪調節器的發訊器

  3.用小體積管和常規體積管檢定流量計的對比

  大約是在1993年,為了修訂我國體積管檢定規程JJG209規程的主要起草人謝紀績等,在北京燕山石化廠作了一次試驗

  被檢流量計:DN100腰輪流量計,日本東機工產品

  體積管:

  a. SVP150,美國Smith產品,標準容積V=57L

  b. 球式體積管DN150,國產,標準容積V=728L

  c. 球式體積管DN250,國產,標準容積V=2750L

  被測介質:柴油

  被測介質粘度:2.5CP

  檢定流量:46.4m3/h

  體積管 SVP150 DN150 DN250

  儀表常數 10.0155 9.98053 10.0063

  脈沖數 570.62 7280 27521

  標準偏差Sk 0.0151 0.00234 0.000058

  重復性δk 0.39% 0.051% 0.0013%

  檢定次數 30 12 12

  由此可見,小體積管檢定不合格,流量計不一定不合格,只是指明該流量計采用容積只有57L的小體積管是不合適。

  試驗記錄見附錄B,由于資料保管不當用DN250體積管檢定紀錄丟失。

  4.關于科力奧里質量流量計的檢定

  在理論上,液體的質量等于液體密度和液體體積的乘積。由于體積管的容積精度能達到0.05%,新技術促使高精度的在線密度計的成功。因此用體積管和在線密度檢定質量流量計在理論上是可行的。因此我國的質量流量檢定規程JJG897—95中也給出了這種檢定方法。

  M=ρtVt=ρ20V20-------------------------------(1)

  式中:M—液體質量

  ρt——液體在溫度t時密度

  Vt—液體在溫度t時體積

  ρ20—液體在參比條件下密度,由密度給出

  V20—液體在參比條件下的體積,由體積管給出

  參比條件—20℃,101.325Kpa

  如果我們認為液體是不可壓縮的

  ρt=ρ20—a(t-20)= ρ20[1-a/ρ20·(t-20)= ρ20ν------------(2)

  ν=1-a/ρ20·(t-20)--------------------------------------------------(3)

  式中:a---密度的溫度修正系數,按國家專業標準查

  ν—密度的溫度補償系數

  目前進口的密度計參比條件是溫度為60℉(15.55℃),密度由ρ15。5轉換為ρ20,這項工作只能通過試驗解決,液體是可以被壓縮,這又涉及到壓力的修正,這些技術細節JJG897-95沒有給出,也不可能給出,因此用體積管與在線密度計對質量流量計進行在線檢定不是理論問題,而是通過實踐,累積經驗,制定出操作性好的規程。

  在國際上,油品貿易是按體積量進行結算的,油品的體積量計算規范已經非常成熟。采用容積式流量計和體積管組成流量檢定系統,已被各國廣泛采用。而采用質量流量計方法,國外目前還是處在研究開發中,沒有成熟公認的檢定規范,在JJG-897規程中,對科力奧時質量流量計的檢定方法,只是一般指導性原則,而缺乏操作性,國內還沒有用質量流量計作為貿易交接的先例。因此從可靠性、對比性方面著想,油品交接,仍沿用GB9109.1~5標準,就不發生貿易爭端。

  質量流量計的離線檢定,通常中采用秤重法,國外法國廣泛采用了這種方法。國內齊魯石化有科力奧里流量計380臺,為了檢定這些流量計,自建了一套秤重檢定裝置。

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