CN100439891C - 一种差压测量装置的检定方法及专用设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种对差压测量装置(包括差压变送器、差压开关)进行检定的方法及专用设备。技术方案是：①给定静压压强P和差压ΔP，计算应变体积ΔV和与高、低压容室(2、3)连通的差压微调装置中活塞(5、6)的行程ΔH；②依据计算出的行程控ΔH制活塞进行移动，从而改变高、低压容室内气体的体积，使高、低压容室产生实际差压ΔP′，ΔP′由活塞的实际行程ΔH′确定；③当ΔH＝ΔH′，ΔP＝ΔP′时，被检定的差压测量装置(1)动作，一次检定结束。本发明具有构思巧妙、连续检定、智能化控制等特点，它不仅符合JJG882-2004《压力变送器》的实施标准，而且实现测量的连续性与智能化，可以满足任意的静压值P和差压值ΔP的要求。该校验系统可使差压装置在工况中准确的测量流量，由于进行了温度补偿，对使用环境温度没有特殊要求。

Description

一种差压测量装置的检定方法及专用设备

所属技术领域：

本发明涉及一种计量检定的方法及专用设备，特别是对差压测量装置(包括差压变送器、差压开关)进行检定方法及专用设备。

背景技术：

差压测量装置主要包括差压变送器和差压开关，可以精确地测量液位和流量，广泛应用于石油、化工、纺织、电力、食品、造纸、药业等工业领；尤其是在流量测量系统中采用节流装置测量差压的方法，是流量测量的主要手段之一。对差压测量装置的检定应遵循国家计量监督检验检疫总局2004年6月4日发布的“中华人民共和国国家计量检定规程JJG882-2004《压力变送器》”检定规程，对差压变送器的检定采用的方法是从高低压力室同时充满工作压力，然后单独从高压室给定一个微压力。采用的主要设备是高静压差压活塞式压力计，高静压差压活塞式压力计由压力发生器、测量活塞(包括静、差压专用砝码)、平衡活塞(包括静压砝码)、压力输出控制管路和底座五部分组成。上述检定方法和设备存在的问题是：①采用高静压差压活塞式压力计来完成差压变送器的逐点检定，因其差压是由砝码给定的，无法实现连续检定，局限性较大；②高静压差压活塞式压力计虽然在一定程度上消除了静压影响，但是由于设计限制，静压压强的测量上限目前不能超过6MPa，而且用增减砝码的方法来改变压强也很难实现测量的连续性与智能化。

发明内容：

本发明目的是提供一种差压测量装置的检定方法及专用设备，实现高静压微差压的连续检定和智能化，可以方便的对差压变送器和差压开关进行检定，解决背景技术中存在的上述问题。

本发明目的是通过如下技术方案实现的

差压测量装置的检定方法：①对差压测量装置进行校验以前给定静压压强P和差压ΔP，然后在需要检定的差压测量装置的高压端和低压端通过高压容室和低压容室同时施加静压压强P，根据给定的差压值ΔP计算应变体积ΔV和与高压容室和低压容室分别连通的差压微调装置中活塞的行程ΔH；②高压容室和低压容室的差压微调装置中两个活塞杆通过杠杆机构连接在一起，依据计算出的行程ΔH控制活塞进行移动，从而改变高压容室和低压容室内气体的体积，以达到改变压强的目的，使高压容室和低压容室产生实际差压ΔP′，ΔP′由活塞的实际行程ΔH′确定；③当ΔH＝ΔH′，也就是ΔP＝ΔP′时，被检定的差压测量装置动作，一次检定结束。

如果活塞的行程ΔH＝ΔH′，也就是微差压ΔP＝ΔP′，被检定的差压测量装置动作，完成一次检定；如果ΔP＝ΔP′时，被检定的差压测量装置不动作，或者ΔP≠ΔP′时，被检定的差压测量装置动作，则说明差压测量装置仍需要调校；对被检定的差压测量装置进行人工调节，再次校验，直到ΔH＝ΔH′，ΔP＝ΔP′时，被检定的差压测量装置动作，一次检定结束。

本发明中“根据给定的差压值ΔP计算应变体积ΔV，确定与高压容室和低压容室连通的差压微调装置中活塞行程ΔH”可以通过本领域公知的方程(范德瓦耳斯方程)、以及相关的知识计算得出，是本领域普通技术人员公知的内容。

本发明的差压测量装置的检定方法可以称为体积计量法，即通过调整差压微调装置活塞的移动，从而改变高压容室和低压容室内气体的体积，以达到改变压强的目的，使高压容室和低压容室产生微差压。差压微调装置的活塞杆通过杠杆机构连接在一起，杠杆的支点在两个差压微调装置之间，在杠杆的一端施加作用力，差压微调装置的活塞移动，可以实现对差压测量装置连续范围上的任意一点进行检定；由于杠杆的作用，在进行检定时，活塞的实际行程是计算行程的二分之一，该控制过程可以通过计算机来控制实现。

体积计量法与背景技术活塞式压力计中通过加砝码来使活塞移动的方法相比，体积法中活塞的移动可以根据设定值ΔP任意移动，同时，可以根据给定静压压强P和差压ΔP等数值和压力信号、温度信号、差压测量装置的动作状态等信息，通过计算机对全过程进行智能化控制，调整活塞的移动，采集整个检定系统的工作状况；可以根据需要检定的对象不同，选择检定的相应参数，控制活塞移动；可以自动计算误差并判定是否合格，打印制表等，上述计算机程序的编制是本领域公知的内容。体积计量法具有连续性以及智能化的特点。

差压测量装置的检定设备组成包括造压装置、高压容室、低压容室和差压微调装置，造压装置通过管路与高压容室连通，连通管路中设有隔绝阀；高压容室通过管路与低压容室连通，该连通管路上设有平衡阀；高压容室、低压容室分别与差压微调装置连通，两个差压微调装置的调节端为杠杆机构连接，高压容室和低压容室上分别设有与被检定差压测量装置的连接端。

造压装置包括造压泵和储液槽，造压泵一端与储液槽连通，另一端与高压容室连通，连接管路上设有隔绝阀；高、低压容室上还设有压力传感器和温度传感器。

上述所说的差压微调装置组成包括活塞、连杆、支点、调整装置，两个活塞杆通过连杆构成的杠杆机构连接，杠杆的支点在两个活塞的中间，杠杆机构的一端连接调整装置；该调整装置的结构是公知的，例如：步进电机、液压机构、齿轮传动机构等等，用外力可以连续不间断的调整杠杆上下移动，从而带动杠杆支点两端的活塞移动，改变与活塞连接的高压容室、低压容室内气体的体积，达到调整压强的目的。

由于静压值P不同，被压缩气体的体积相差很大，采用多组不同内径的活塞满足微差压调整的精度，例如，采用三组不同内径的活塞并联构成活塞组。

为了防止活塞泄漏，保障检定设备的正常进行，活塞的承压端与高低压容室连通，高低压容室内与活塞承压端的连通部分充盈液体，与被检定差压测量装置联接端的连通部分充盈等于静压值的气体；活塞的承压端也充盈液体，活塞的大气端与杠杆机构连接。

采用本发明，将被检定的差压测量装置与高压容室和低压容室上设置的联接端连通，校验系统在对差压测量装置进行校验以前给定了静压压强P和差压ΔP。系统启动后，平衡阀开启，隔绝阀开启，泄压阀关闭，造压泵启动，当高低压容室的压强达到静压压强P时，关闭隔绝阀同时停止造压泵。关闭平衡阀等待活塞移动。根据给定的差压值ΔP计算应变体积ΔV，确定活塞行程ΔH。通过计算机控制调整装置对杠杆机构施加动力，根据计算行程ΔH确定活塞的实际行程ΔH′，杠杆动作，活塞开始移动。使高压容室和低压容室产生微差压ΔP′。直到ΔH＝ΔH′，即ΔP＝ΔP′时，差压微调装置停止，此点校验结束。

根据需要检定的对象进行选择控制参数，设定相应的计算机程序，实现智能化检定。检定差压开关，其检定的动作值是连续范围上的一点，根据给定的差压值ΔP计算应变体积ΔV，确定与高压容室和低压容室连通的差压微调装置中活塞行程ΔH，控制相应的调整装置驱动活塞移动，完成对差压开关的检定；对于差压变送器是在0--ΔP范围内分段检定，通过给定的参数值，计算机自动确定各个分段检定的参数，自动完成对差压变送器的检定。

本发明具有构思巧妙、连续检定、智能化控制等特点，可以广泛应用于对差压测量装置的检定，包括差压变送器和差压开关；用体积计量的方法实现高静压微差压计量智能化是改进差压测量装置校验系统的新方法，它不仅符合JJG882-2004《压力变送器》的实施标准，而且弥补了高静压差压活塞式压力计的不足，实现测量的连续性与智能化，可以满足任意的静压值P和差压值ΔP的要求。该校验系统可使差压装置在工况中准确的测量流量，由于进行了温度补偿，对使用环境温度没有特殊要求。

附图说明：

附图为本发明实施例结构示意图。

图中：差压测量装置1、高压容室2、低压容室3、静压压力传感器4、移动活塞5和6、调整装置7、储液槽8、平衡阀9、泄压阀10、隔绝阀11、造压泵12、支点13、温度传感器14。

具体实施方式：

以下在结合附图和具体应用实施例对本发明作进一步详细的说明。

本实施例是对差压开关进行检定。

差压测量装置的检定设备组成包括造压装置、高压容室2、低压容室3和差压微调装置，压力传感器、温度传感器、计算机设备、支架、箱体等，造压装置包括造压泵12和储液槽8，造压泵12一端与储液槽8连通，另一端与高压容室2连通，连接管路中设有隔绝阀11；高压容室2通过管路与低压容室3连通，该连接管路上设有平衡阀9；高压容室、低压容室分别与差压微调装置连通，差压微调装置组成包括活塞、连杆、支点、调整装置，活塞5和6的连杆通过杠杆机构连接，杠杆的支点13在两个差压微调装置中间，杠杆机构的一端连接调整装置7，该调整装置的结构是公知的步进电机结构，可以任意调整杠杆移动，从而带动杠杆支点两端的活塞上下移动，改变与活塞连通的高压容室、低压容室内气体的体积，产生差压，达到调整压强的目的。高、低压容室上还设有静压压力传感器4和温度传感器14；高压容室和低压容室上分别设有被检定差压测量装置的联接端，两个联接端与被检测的差压测量装置(差压开关)1连通。

活塞的承压端与高低压容室连通，高低压容室内与活塞承压端的连通部分充盈静压液体，与被检定差压测量装置联接端的连通部分充盈静压气体；活塞的大气端与杠杆机构连接。高压容室2内充盈液体的部分与储液槽8通过管路连接，在高压容室2与储液槽8之间还设有泄压阀10。

将被检定的差压测量装置(差压开关)1与高压容室和低压容室上设置的联接端连通，校验系统在对差压测量装置进行校验以前给定静压压强P和差压ΔP。系统启动后，平衡阀9开启，隔绝阀11开启，泄压阀10关闭，造压泵12启动，当高低压容室2和3的压强达到静压压强P时，关闭隔绝阀11同时停止造压泵12。关闭平衡阀9等待活塞5和6移动。根据给定的差压值ΔP计算应变体积ΔV，确定活塞行程ΔH。通过计算机控制调整装置对杠杆机构施加动力，根据计算行程ΔH确定活塞实际行程ΔH′，杠杆动作，活塞开始移动。高压容室和低压容室产生实际差压ΔP′，ΔP′由活塞实际行程ΔH′确定；如果活塞的行程ΔH＝ΔH′，也就是微差压ΔP＝ΔP′，被检定的差压测量装置动作，完成一次检定；如果ΔP＝ΔP′时，被检定的差压测量装置不动作，或者ΔP≠ΔP′时，被检定的差压测量装置动作，则说明差压测量装置仍需要调校；进行人工调节，再次校验，直到ΔH＝ΔH′，ΔP＝ΔP′时，被检定的差压测量装置动作。最后打开隔绝阀11，平衡阀9和泻压阀10，结束校验。

差压变送器检定与差压开关的检定程序大致相同，不同之处是差压开关只检定一点ΔP及回差，而差压变送器需把0-ΔP差压范围分段检定，一般采用分成五段进行检定的方法。

Claims (8)

1、一种差压测量装置的检定方法，其特征在于：

①高压容室(2)、低压容室(3)内与被检定差压测量装置(1)连接端的连通部分充盈静压气体，对差压测量装置进行校验以前给定静压压强P和差压ΔP，然后在需要检定的差压测量装置的高压端和低压端通过高压容室和低压容室同时施加静压压强P，通过范德瓦耳斯方程，根据给定的差压值ΔP计算应变体积ΔV和与高压容室和低压容室连通的差压微调装置中活塞的行程ΔH；

②高压容室和低压容室的两个差压微调装置中活塞杆通过杠杆机构连接在一起，依据计算出的行程ΔH控制活塞进行移动，从而改变高压容室和低压容室内气体的体积，以达到改变压强的目的，使高压容室和低压容室产生实际差压ΔP′，ΔP′由活塞的实际行程ΔH′确定；

③当ΔH＝ΔH′，ΔP＝ΔP′时，被检定的差压测量装置动作，一次检定结束。

2、根据权利要求1所述之差压测量装置的检定方法，其特征在于所说的差压微调装置的活塞杆通过杠杆机构连接在一起，杠杆的支点在两个活塞之间，在杠杆的一端施加作用力，活塞移动，可以实现对差压测量装置连续范围上的任意一点进行检定。

3、根据权利要求2所述之一种差压测量装置的检定方法，其特征在于根据给定静压压强P和差压ΔP数值和压力信号、温度信号、差压测量装置的动作状态信息，通过计算机对全过程进行智能化控制。

4、根据权利要求2所述之一种差压测量装置的检定方法，其特征在于进行检定时，活塞的实际行程是计算行程的二分之一，该控制过程通过计算机来控制实现。

5、一种差压测量装置的检定专用设备，其特征在于组成包括造压装置、高压容室(2)、低压容室(3)和差压微调装置，造压装置包括造压泵(12)和储液槽(8)，造压泵一端与储液槽连通，另一端与高压容室(2)连通，连通管路上设有隔绝阀(11)，高压容室(2)通过管路与低压容室(3)连通，该连通管路上设有平衡阀(9)；高压容室、低压容室分别与差压微调装置连通，两个差压微调装置的调节端为杠杆机构连接，高压容室和低压容室上分别设有被检定差压测量装置(1)的连接端，高压容室(2)、低压容室(3)内与被检定差压测量装置(1)连接端的连通部分充盈静压气体。

6、根据权利要求5所述之差压测量装置的检定专用设备，其特征在于所说的差压微调装置组成包括活塞、连杆、支点、调整装置，两个活塞杆通过连杆构成杠杆机构连接，杠杆的支点(13)在两个活塞(5、6)的中间，杠杆机构的一端连接调整装置(7)。

7、根据权利要求5或6所述之差压测量装置的检定专用设备，其特征在于两个活塞(5、6)的承压端分别与高压容室(2)、低压容室(3)连通，两个活塞(5、6)的大气端与杠杆机构连接。

8、根据权利要求5所述之差压测量装置的检定专用设备，其特征在于所说高压容室(2)内充盈静压液体的部分与储液槽(8)通过管路连通，在高压容室(2)与储液槽(8)之间还设有泄压阀(10)。

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