CN103439050A - 一种校验真空的液柱式简易测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种校验真空的液柱式简易测量装置，包括被校变送器、被校变动器连接阀门、空气隔离阀、泵出口阀、水泵、测量桶、管道底部放水阀A、管道底部放水阀B、管道、称重罐、称重罐底部放水阀；被校变送器通过被校变动器连接阀门与管道入口连接；管道另一端连接称重罐，通过管道底部放水阀B控制两者通断，称重罐底部通过放水阀连接测量桶，测量桶与管道连接，通过管道底部放水阀A控制通断；测量桶另一端连接水泵，水泵连接泵出口阀，泵出口阀连接空气隔离阀，空气隔离阀与管道入口连接，本发明实现了真空变送器的连续校验，满足变送器测量量程，测量精确、有效地减少误差。

Description

一种校验真空的液柱式简易测量装置

技术领域

本发明涉及一种校验真空的液柱式简易测量装置。

背景技术

真空变送器广泛应用在诸多工业领域，目前，根据校验规程JJG882-2004，真空校验疏空极限为大气压力的90％，以标准大气压力为准计算，能够校验的最小绝对压力为10.133kPa；但是，电厂汽轮机排汽压力设计为5kPa左右，因此，电厂真空变送器在经常使用的量程不能得到校验；冬季与夏季的大气环境温度不同，大气压力变化相差接近4kPa，这也给校验带来误差。如果校验不精确，真空变送器测量的数据就会失真，尤其是以海水为冷却介质的电厂，冬季常出现变送器测量失真的问题，一方面影响了运行判断，进而影响汽轮机末级叶片的安全运行；另一方面影响了汽轮机最佳真空的判断，进而影响电厂运行调整、机组经济性。

发明内容

本发明的目的是为解决上述问题，提供校验真空的液柱式简易测量装置，该测量装置根据托里拆利实验原理产生高度真空，以满足需测真空较高的问题，调整进入装置的空气量以产生连续的绝对压力，进而实现真空变送器的连续校验，满足仪表校验的需要。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案。

一种校验真空的液柱式简易测量装置，包括被校变送器、被校变动器连接阀门、空气隔离阀、泵出口阀、水泵、测量桶、管道底部放水阀A、管道底部放水阀B、管道、称重罐、称重罐底部放水阀；被校变送器通过被校变动器连接阀门与管道入口连接；管道另一端连接称重罐，通过管道底部放水阀B控制两者通断，称重罐底部通过放水阀连接测量桶，测量桶与管道连接，通过管道底部放水阀A控制通断；测量桶另一端连接水泵，水泵连接泵出口阀，泵出口阀连接管道入口连接，空气隔离阀连接在管道顶端。

管道长度范围为：10-15m，采用圆钢材质。

本发明的使用步骤为：

步骤(1)：安装被校变送器，开启被校变送器连接阀门，开启空气隔离阀、泵出口阀、管道底部放水阀A，关闭管道放水阀B；检查测量桶水的温度、水位刻度，开启水泵，使水在校验装置中循环，以达到整个校验装置受热膨胀均匀；停止水泵，复查测量桶水的温度、水位刻度，确保测量装置严密。

步骤(2)：关闭管道放水阀A，开启水泵，向系统注水，直到空气隔离阀有水溢出，关闭空气隔离阀，关闭泵出口阀，停止水泵运行。

步骤(3)：开启管道放水阀B，计量放出水的质量m₀，实测水温t℃，查取对应的蒸汽绝对压力p₀，查取水的密度ρ，计算体积，除去管道横截面积，折合成水柱高度H₀，管道长度为h，计算管道内水柱高度(h-H₀)，实测管道底部到称重罐水位距离H₁，大气压力为p₀+ρg(h-H₀+H₁)，此时管道上方充满t℃的饱和水蒸汽，p₀即为校验变送器的初始极限压力。

步骤(4)：开启空气隔离阀，放入空气，计量进入称重罐的水质量，折算成水柱高度，计算管道内水柱高度，计算形成的压力，根据已知大气压力减去管道内水柱形成的压力，计算变送器所对应的绝对压力。

按照该使用步骤依次校验其余校验点。

本发明的有益效果是：实现了真空变送器的连续校验，满足变送器测量量程，测量精确、有效地减少误差。

附图说明

图1为本发明的校验计算表格；

图2为本发明的结构图。

其中，1、被校变送器连接阀门；2、被校变送器；3、空气隔离阀；4、泵出口阀；5、水泵；6、测量桶；7、管道底部放水阀A；8、管道；9、称重罐；10、管道底部放水阀B；11、称重罐底部放水阀；

计算公式(1)：

g=9.78049*(1+0.0052884*((sinθ)^2-0.0000059*(sin(2θ))^2)-0.00000286*H_L；

计算公式(2)：

ρa=3.48*pb／(273+t)*(1-0.378*d*ps)／pb。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

如图2所示，一种校验真空的液柱式简易测量装置，包括被校变送器2、被校变送器连接阀门1、空气隔离阀3、泵出口阀4、水泵5、测量桶6、管道底部放水阀A7、管道底部放水阀B10、管道8、称重罐9、称重罐底部放水阀11；被校变送器2通过被校变动器连接阀门1与管道8入口连接；管道8另一端连接称重罐9，通过管道底部放水阀B10控制两者通断，管道8两端封头，用于产生真空和水柱；用于测量管道内水质量的称重罐9底部通过放水阀11连接测量桶6，测量桶6与管道8连接，通过管道底部放水阀A7控制通断；测量桶6另一端连接水泵5，其作用是从测量桶向管道内供水，以形成循环，每一个循环校验一台仪器；水泵5连接泵出口阀4，泵出口阀4连接空气隔离阀3，空气隔离阀3与管道8入口连接。

实施例1：长11米管道8采用国际标准圆钢，管道规格

377×6，管道截面积S=π*D²／4=3.141593*0.365²／4=0.104635m²，充满水后体积V=L*S=11*0.104635=1.150981m³。

水泵5选用微型水泵，流量100L／min，扬程15m。称重罐9最大称重量1.5吨，最小分辨率为克。测量桶6底面积1.5m²，高1米，最大测量体积1.5m³。阀门采用密封性能好的针型阀。假设有一绝压变送器量程为0-15kPa，其最常用量程为5.0kPa。

选用20℃的纯净水，作为校验介质。

步骤(1)：安装被校变送器2，开启连接阀1，开启空气隔离阀3、泵出口阀4、管道底部放水阀A7，关闭管道放水阀B10。检查测量桶水的温度、水位刻度，开启水泵5，使水在校验装置中循环，以达到整个校验装置受热膨胀均匀。停止水泵，复查测量桶水的温度、水位刻度，确保测量装置严密。

步骤(2)：关闭管道放水阀A7，记录测量桶初始水位，开启微型水泵5，向系统注水，直到空气隔离阀3有水溢出，关闭空气隔离阀3，关闭泵出口阀4，停止水泵运行。记录测量桶中水位，计算泵入管道内的水量，应大于1.150981m³，确保管道内充满水。

步骤(3)：开启管道放水阀B10，称重放出水的质量为m₀=90.058kg，实测水温t=20℃，查取对应的蒸汽绝对压力p₀=2.339kPa，查取水的密度ρ=998.207kg／m³，浮力校正系数为1-1.205／998.2068=0.998793，修正后计算体积0.090329m³，约为0.0903m³，除去管道横截面积，折合成水柱高度0.863275m，约为0.8633m。计算管道内水柱高度(11-0.863275)=10.136715m，保留小数点后四位有效数字，约为10.1367m，实测管道底部到称重罐水位距离0.09m，根据帕斯卡原理，计算大气压力p₀+ρgh=2.339+998.207*9.807*(10.136715+0.09)／1000≈102.523kPa，此时管道上方充满20℃的饱和水蒸汽，2.339kPa即为校验变送器的初始极限压力。

步骤(4)：开启空气隔离阀3，放入空气，计量进入称重罐的水质量，关闭空气隔离阀3；折算放入称重罐内的水量，折合水柱高度，计算管道内水柱高度，实测管道底部到称重罐水位距离，计算形成的压力，根据已知大气压力减去管道内水柱形成的压力，计算变送器所对应的绝对压力。校验过程见图1的表格。

步骤(5)：校验过程完成后，把称重罐内的水放入计量桶内。开始对序号1校验点进行校验过程，如此反复进行。

如图1校验计算表格所示，完成针对序号0-5的校验点的校验全过程，其中：

计算公式(1)：

g=9.78049*(1+0.0052884*((sinθ)^2-0.0000059*(sin(2θ))^2)-0.00000286*H_L；

计算公式(2)：

ρa＝3.48*pb／(273+t)*(1-0.378*d*ps)／pb。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (3)

1.一种校验真空的液柱式简易测量装置，其特征在于：包括被校变送器、被校变动器连接阀门、空气隔离阀、泵出口阀、水泵、测量桶、管道底部放水阀A、管道底部放水阀B、管道、称重罐、称重罐底部放水阀；被校变送器通过被校变动器连接阀门与管道入口连接；管道另一端连接称重罐，通过管道底部放水阀B控制两者通断，称重罐底部通过放水阀连接测量桶，测量桶与管道连接，通过管道底部放水阀A控制通断；测量桶另一端连接水泵，水泵连接泵出口阀，泵出口阀连接空气隔离阀，空气隔离阀与管道入口连接。

2.如权利要求1所述的一种校验真空的液柱式简易测量装置，其特征在于：管道长度范围为：10-15m，选用圆钢。

3.如权利要求1所述的测量装置的使用方法，其特征在于：使用步骤如下：

步骤(1)：安装被校变送器，开启被校变送器连接阀门，开启空气隔离阀、泵出口阀、管道底部放水阀A，关闭管道放水阀B；检查测量桶水的温度、水位刻度，开启水泵，使水在校验装置中循环，以达到整个校验装置受热膨胀均匀；停止水泵，复查测量桶水的温度、水位刻度，确保测量装置严密；

步骤(2)：关闭管道放水阀A，开启水泵，向系统注水，直到空气隔离阀有水溢出，关闭空气隔离阀，关闭泵出口阀，停止水泵运行；

步骤(3)：开启管道放水阀B，计量放出水的质量m₀，实测水温t℃，查取对应的蒸汽绝对压力p₀，查取水的密度ρ，计算体积，除去管道横截面积，折合成水柱高度H₀，管道长度为h，计算管道内水柱高度(h-H₀)，实测管道底部到称重罐水位距离H₁，大气压力为p₀+ρg(h-H₀+H₁)，此时管道上方充满t℃的饱和水蒸汽，p₀即为校验变送器的初始极限压力；

步骤(4)：开启空气隔离阀，放入空气，计量进入称重罐的水质量，折算成水柱高度，计算管道内水柱高度，计算形成的压力，根据已知大气压力减去管道内水柱形成的压力，计算变送器所对应的绝对压力。

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