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                  液體流量標準裝置
                    液體流量標準裝置
                    液體流量標準裝置用于液體流量儀表的檢測和標定。液體流量標準裝置按計量器具分類,分 為質量法(稱重法)、容積法、體積管法和標準表法四種,本液體流量標準裝置設計采用靜 態質量法和標準表法,每條檢定管線上配有0.2級標準表作為“質量法”檢定時的瞬時流量 指示,同時又可作為檢定裝置“標準表法”的標準器。本套裝置可對質量流量計、速度式流 量計、容積式流量計、電磁流量計、渦街流量計、超聲波流量計進行標定。
                    整套裝置的控制以上位工業計算機和下位自動化控制系統為核心,工業計算機完成數據的設 置、處理、存儲等功能;自動化控制系統完成數據采集與控制功能;氣動調節閥和變頻調速 器為控制執行器,同時配合電/氣動兩位閥完成全局控制。裝置流程實現單相介質(水或油 )的質量法和標準表法地面流量計檢定。
                    裝置具備一級標準(質量法)對二級標準(標準表法)使用的標準表進行自檢定功能,它是 嚴格按照相關規程進行設計制造的。它不僅能更好保證量值傳遞的準確可靠,而且省去檢定 標準表時拆裝過程的復雜勞動。
                    裝置由介質存儲池、泵組、穩流系統、標準流量計、流量調節裝置、校準表臺位、稱重裝置 、配套管路、計量與自動控制系統等組成。流程總體達到計量準確、自動化程度高、性能穩 定、故障率低、使用壽命長、易維護等性能。
                    裝置的控制系統是其中的一個重要組成部分。主要用來進行裝置上各種設備儀表和傳感器如 標準流量計、溫度傳感器、壓力傳感器、電子天平等和被檢地面流量計輸出信號的采集處理 ;完成裝置上各種設備儀表如流量開關閥、流量調節閥、泵等的控制運行;完成符合國家標 準和規程的儀表檢定自動控制過程,檢定結束后自動生成并打印儀表檢定報告和證書。
                    
                    1 設計依據
                    本裝置設計根據國家計量檢定規程和實際應用。
                    JJG 164-2000 《液體流量標準裝置檢定規程》;
                    JJG 643-1994 《標準表法流量標準裝置檢定規程》;
                    JJG 1033-2007 《電磁流量計檢定規程》;
                    JJG 1029-2007 《渦街流量計檢定規程》;
                    JJG 1030-2007 《超聲波流量計檢定規程》;
                    JJG 198-1994 《速度式流量計檢定規程》;
                    JJG 897-1995 《質量流量計檢定規程》;
                    JJG667-1997 《液體容積式流量計檢定規程》。
                    2 裝置功能
                    裝置能采用質量法和標準表法對質量流量計、速度式流量計、容積式流量計進行標定。
                    裝置具備一級標準(質量法)對二級標準(標準表法)使用的標準表進行在線標校功能。
                    整個標定過程,除拆裝被檢儀表及對被檢儀表進行調校外,其他主要操作均由計算機自動控制。
                    計算機軟件具備以下功能:①通過鍵盤設定檢定流量點及其他檢定參數后,控制系統能自動調節介質流量,并能長時間 穩定工作在給定的流量值上;②根據流量大小,系統自動選擇合適的標準表、稱等,并切換到相應的流程支路;③能將流程當前工作狀態用圖形、表格、曲線形式進行動態顯示;④可實現數據自動存儲、自動查詢、自動打印檢定結果和檢定證書等功能;⑤可自動進行單點、三點、五點及多點的自動檢定;⑥流量誤差顯示與修整。
                    3 裝置主要技術指標
                    流量范圍:Qmax≥1 000m3/h。
                    檢定方法:靜態質量法、標準表法。
                    靜態質量法裝置的不確定度:優于0.02%(k=2)。
                    標準表法裝置的不確定度:優于0.2%(k=2)。
                    檢表口徑:DN300、250、200、150、100、80、50、40、25、20、15口徑(DN300管線可 擴展檢定DN350、DN400口徑流量計)。
                    被檢流量計種類:質量流量計、速度式流量計、容積式流量計、電磁流量計、渦街流量計、 超聲波流量計等。
                    被檢流量計信號:脈沖信號、4~20mA、1~5VDC。
                    檢定介質:清潔自來水/油。
                    裝置的流量穩定度:優于0.2%。
                    裝置的最大工作壓力不超過0.6MPa。
                    工作方式:自動或半自動。
                    4 裝置組成
                    裝置以控制系統為核心,和其他相關的各子系統配合工作。
                    控制系統:實現系統控制及數據采集處理等,其包括檢定軟件、檢定柜、控制柜、微機 系統、打印機等。
                    介質源系統:完成介質存儲、供給及穩壓等,包括水泵、止回閥、球閥、穩壓罐、消氣 過濾器及配套管線等。
                    二級液體流量標準系統:以標準表為標準的標準表法液體流量標準系統,其主要包括流 量調節閥、標準表、開關閥等。
                    一級液體流量標準系統:以電子秤為標準的靜態質量法液體流量標準系統,其主要包括 電子秤、換向器等。
                    回液系統:采用靜態質量法檢定時,完成實驗介質的回流,其主要包括回液池、回流泵 等。
                    檢定臺位:根據實際需要,可配置DN15至DN300不同的檢定臺位,其中各檢定臺位包括相應的 氣動夾表器,工作臺,被檢表前后直管段,管線配有高精度的絕壓變送器和溫度變送器。
                    動力氣源系統:為氣動設備提供動力氣源,其主要包括壓縮氣泵(空壓機)、貯氣罐、 氣動三聯件、連接管線、法蘭、閥門等。
                    變頻控制系統:用于控制介質供給泵,采用一拖多變頻器即實現泵電機的軟啟動又能實現泵 流量調節。
                    5 工作原理
                    5.1 采用標準表法進行流量計檢定
                    標準表法是以標準流量計為標準與被檢流量計串 聯起來進行流量計量比較,從而確定被檢流量計的準確度。開始工作前,首先設定流量點和 相應的檢定時間(系統可根據用戶輸入的被檢表參數自動設定或由用戶自主設定),然后啟 動檢定過程,系統根據各流量點大小自動選擇標準表,并通過控制開關閥切換到相應的支路 ,使流體在檢定系統中循環,系統將設定流量與標準流量計瞬時計量值進行PID運算,并將P ID輸出值作用于調節閥進行流量調節控制,當流量達到設定的流量點并穩定后,啟動檢定, 在設定的檢定時間內,標準流量計與被檢流量計同步累積計量,當達到預定的檢定時間時, 同時停止計量,系統依此完成所設定的各流量點檢定后,自動保存檢定記錄,并打印規定格 式的檢定記錄報表和證書。
                    系統工作流程原理如圖1如下:
                     
                    圖1 系統工作流程原理圖
                    5.2 采用靜態質量法進行流量計檢定
                    靜態質量法是以電子秤為標準,在相同的設定時 間間隔內,以液體流過被檢流量計的質量或由設定時間計算出通過被檢流量計的質量流量與 電子秤稱量比較,從而確定被檢流量計的準確度。開始工作前,首先設定流量點和相應的檢 定時間(系統可根據用戶輸入的被檢表參數自動設定或由用戶自主設定),然后啟動檢定過程 ,系統根據各流量點大小和檢定時間自動選擇相應的流程支路和電子秤,將所選擇的秤清零 ,并使換向器處于排空狀態,使流體在檢定系統中循環;系統將設定流量與標準流量計瞬時 計量值進行PID運算,并將PID輸出值作用于調節閥進行流量調節控制;當流量達到設定的流 量點并穩定后,啟動檢定,使換向器處于工作狀態,在設定的檢定時間內,被檢流量計與電 子秤同步累積計量,當達到預定的檢定時間時,使換向器處于排空狀態,同時被檢流量計停 止計量,待數據保存后,將秤重容器內液體排空,并將秤清零;系統依此完成所設定的各流 量點檢定后,自動保存檢定記錄,并打印規定格式的檢定記錄報表和證書。
                    系統工作流程原理如圖2所示:
                     
                    圖2 系統工作流程原理圖
                    6 控制系統

                    控制系統硬件包括監控操作單元(工業計算機、打印機),數據采集與控制單元(檢定控制 柜、變頻調速柜),供電單元(電源控制柜、UPS)等。
                    控制系統軟件設計基于Windows 98下VC++(或基于Windows 2000下工業組態軟件)進行開發 ,系統軟件具有友好的人機界面,運行可靠,操作簡單。
                    操作畫面的設計依據Windows風格,在每幅畫面的頂部有Windows標準菜單按鈕完成畫面切換 ,畫面包括流程操作主畫面、設備參數設置畫面、報表畫面、報警記錄畫面、圖形(數字、 趨勢曲線等)顯示畫面、數據管理畫面、檢定證書畫面等。
                    7 流量計檢定
                    每一步驟計算機都會自動出現提示對話框按其要求操作即可完成檢定操作,質量法要注意 每次要將灌內的水放凈;電子秤要清零才能進行下一次檢定。
                    檢定過程要注意各個部分工作是否正常,換向器是否受控,計量罐內注入的水不能超出設 定的范圍。如果出現異常應立即終止檢定,用鼠標點擊計算機界面上的檢定結束紅色按鈕, 按步驟推出檢定過程。
                    檢定結束后計算機自動彈出檢定結束框,點擊確認并正確填寫相關數據打印檢定報告。計算 部分根據國家相關規程算法。
                    液體流量標準裝置用于液體流量儀表的檢測和標定。液體流量標準裝置按計量器具分類,分 為質量法(稱重法)、容積法、體積管法和標準表法四種,本液體流量標準裝置設計采用靜 態質量法和標準表法,每條檢定管線上配有0.2級標準表作為“質量法”檢定時的瞬時流量 指示,同時又可作為檢定裝置“標準表法”的標準器。本套裝置可對質量流量計、速度式流 量計、容積式流量計、電磁流量計、渦街流量計、超聲波流量計進行標定。
                    整套裝置的控制以上位工業計算機和下位自動化控制系統為核心,工業計算機完成數據的設 置、處理、存儲等功能;自動化控制系統完成數據采集與控制功能;氣動調節閥和變頻調速 器為控制執行器,同時配合電/氣動兩位閥完成全局控制。裝置流程實現單相介質(水或油 )的質量法和標準表法地面流量計檢定。
                    裝置具備一級標準(質量法)對二級標準(標準表法)使用的標準表進行自檢定功能,它是 嚴格按照相關規程進行設計制造的。它不僅能更好保證量值傳遞的準確可靠,而且省去檢定 標準表時拆裝過程的復雜勞動。
                    裝置由介質存儲池、泵組、穩流系統、標準流量計、流量調節裝置、校準表臺位、稱重裝置 、配套管路、計量與自動控制系統等組成。流程總體達到計量準確、自動化程度高、性能穩 定、故障率低、使用壽命長、易維護等性能。
                    裝置的控制系統是其中的一個重要組成部分。主要用來進行裝置上各種設備儀表和傳感器如 標準流量計、溫度傳感器、壓力傳感器、電子天平等和被檢地面流量計輸出信號的采集處理 ;完成裝置上各種設備儀表如流量開關閥、流量調節閥、泵等的控制運行;完成符合國家標 準和規程的儀表檢定自動控制過程,檢定結束后自動生成并打印儀表檢定報告和證書。
                    1 設計依據
                    本裝置設計根據國家計量檢定規程和實際應用。
                    JJG 164-2000 《液體流量標準裝置檢定規程》;
                    JJG 643-1994 《標準表法流量標準裝置檢定規程》;
                    JJG 1033-2007 《電磁流量計檢定規程》;
                    JJG 1029-2007 《渦街流量計檢定規程》;
                    JJG 1030-2007 《超聲波流量計檢定規程》;
                    JJG 198-1994 《速度式流量計檢定規程》;
                    JJG 897-1995 《質量流量計檢定規程》;
                    JJG667-1997 《液體容積式流量計檢定規程》。
                    2 裝置功能
                    裝置能采用質量法和標準表法對質量流量計、速度式流量計、容積式流量計進行標定。
                    裝置具備一級標準(質量法)對二級標準(標準表法)使用的標準表進行在線標校功能。
                    整個標定過程,除拆裝被檢儀表及對被檢儀表進行調校外,其他主要操作均由計算機自動控制。
                    計算機軟件具備以下功能:①通過鍵盤設定檢定流量點及其他檢定參數后,控制系統能自動調節介質流量,并能長時間 穩定工作在給定的流量值上;②根據流量大小,系統自動選擇合適的標準表、稱等,并切換到相應的流程支路;③能將流程當前工作狀態用圖形、表格、曲線形式進行動態顯示;④可實現數據自動存儲、自動查詢、自動打印檢定結果和檢定證書等功能;⑤可自動進行單點、三點、五點及多點的自動檢定;⑥流量誤差顯示與修整。
                    3 裝置主要技術指標
                    流量范圍:Qmax≥1 000m3/h。
                    檢定方法:靜態質量法、標準表法。
                    靜態質量法裝置的不確定度:優于0.02%(k=2)。
                    標準表法裝置的不確定度:優于0.2%(k=2)。
                    檢表口徑:DN300、250、200、150、100、80、50、40、25、20、15口徑(DN300管線可 擴展檢定DN350、DN400口徑流量計)。
                    被檢流量計種類:質量流量計、速度式流量計、容積式流量計、電磁流量計、渦街流量計、 超聲波流量計等。
                    被檢流量計信號:脈沖信號、4~20mA、1~5VDC。
                    檢定介質:清潔自來水/油。
                    裝置的流量穩定度:優于0.2%。
                    裝置的最大工作壓力不超過0.6MPa。
                    工作方式:自動或半自動。
                    4 裝置組成
                    裝置以控制系統為核心,和其他相關的各子系統配合工作。
                    控制系統:實現系統控制及數據采集處理等,其包括檢定軟件、檢定柜、控制柜、微機 系統、打印機等。
                    介質源系統:完成介質存儲、供給及穩壓等,包括水泵、止回閥、球閥、穩壓罐、消氣 過濾器及配套管線等。
                    二級液體流量標準系統:以標準表為標準的標準表法液體流量標準系統,其主要包括流 量調節閥、標準表、開關閥等。
                    一級液體流量標準系統:以電子秤為標準的靜態質量法液體流量標準系統,其主要包括 電子秤、換向器等。
                    回液系統:采用靜態質量法檢定時,完成實驗介質的回流,其主要包括回液池、回流泵 等。
                    檢定臺位:根據實際需要,可配置DN15至DN300不同的檢定臺位,其中各檢定臺位包括相應的 氣動夾表器,工作臺,被檢表前后直管段,管線配有高精度的絕壓變送器和溫度變送器。
                    動力氣源系統:為氣動設備提供動力氣源,其主要包括壓縮氣泵(空壓機)、貯氣罐、 氣動三聯件、連接管線、法蘭、閥門等。
                    變頻控制系統:用于控制介質供給泵,采用一拖多變頻器即實現泵電機的軟啟動又能實現泵 流量調節。
                    5 工作原理
                    5.1 采用標準表法進行流量計檢定
                    標準表法是以標準流量計為標準與被檢流量計串 聯起來進行流量計量比較,從而確定被檢流量計的準確度。開始工作前,首先設定流量點和 相應的檢定時間(系統可根據用戶輸入的被檢表參數自動設定或由用戶自主設定),然后啟 動檢定過程,系統根據各流量點大小自動選擇標準表,并通過控制開關閥切換到相應的支路 ,使流體在檢定系統中循環,系統將設定流量與標準流量計瞬時計量值進行PID運算,并將P ID輸出值作用于調節閥進行流量調節控制,當流量達到設定的流量點并穩定后,啟動檢定, 在設定的檢定時間內,標準流量計與被檢流量計同步累積計量,當達到預定的檢定時間時, 同時停止計量,系統依此完成所設定的各流量點檢定后,自動保存檢定記錄,并打印規定格 式的檢定記錄報表和證書。
                    系統工作流程原理如圖1如下:
                     
                    圖1 系統工作流程原理圖
                    5.2 采用靜態質量法進行流量計檢定
                    靜態質量法是以電子秤為標準,在相同的設定時 間間隔內,以液體流過被檢流量計的質量或由設定時間計算出通過被檢流量計的質量流量與 電子秤稱量比較,從而確定被檢流量計的準確度。開始工作前,首先設定流量點和相應的檢 定時間(系統可根據用戶輸入的被檢表參數自動設定或由用戶自主設定),然后啟動檢定過程 ,系統根據各流量點大小和檢定時間自動選擇相應的流程支路和電子秤,將所選擇的秤清零 ,并使換向器處于排空狀態,使流體在檢定系統中循環;系統將設定流量與標準流量計瞬時 計量值進行PID運算,并將PID輸出值作用于調節閥進行流量調節控制;當流量達到設定的流 量點并穩定后,啟動檢定,使換向器處于工作狀態,在設定的檢定時間內,被檢流量計與電 子秤同步累積計量,當達到預定的檢定時間時,使換向器處于排空狀態,同時被檢流量計停 止計量,待數據保存后,將秤重容器內液體排空,并將秤清零;系統依此完成所設定的各流 量點檢定后,自動保存檢定記錄,并打印規定格式的檢定記錄報表和證書。
                    系統工作流程原理如圖2所示:
                     
                    圖2 系統工作流程原理圖
                    6 控制系統

                    控制系統硬件包括監控操作單元(工業計算機、打印機),數據采集與控制單元(檢定控制 柜、變頻調速柜),供電單元(電源控制柜、UPS)等。
                    控制系統軟件設計基于Windows 98下VC++(或基于Windows 2000下工業組態軟件)進行開發 ,系統軟件具有友好的人機界面,運行可靠,操作簡單。
                    操作畫面的設計依據Windows風格,在每幅畫面的頂部有Windows標準菜單按鈕完成畫面切換 ,畫面包括流程操作主畫面、設備參數設置畫面、報表畫面、報警記錄畫面、圖形(數字、 趨勢曲線等)顯示畫面、數據管理畫面、檢定證書畫面等。
                    7 流量計檢定
                    每一步驟計算機都會自動出現提示對話框按其要求操作即可完成檢定操作,質量法要注意 每次要將灌內的水放凈;電子秤要清零才能進行下一次檢定。
                    檢定過程要注意各個部分工作是否正常,換向器是否受控,計量罐內注入的水不能超出設 定的范圍。如果出現異常應立即終止檢定,用鼠標點擊計算機界面上的檢定結束紅色按鈕, 按步驟推出檢定過程。
                    檢定結束后計算機自動彈出檢定結束框,點擊確認并正確填寫相關數據打印檢定報告。計算 部分根據國家相關規程算法。
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