CN105333927B - 一种液位计检定装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液位计检定装置及方法，本发明所提供的液位计检定装置，包括：检定桶、液位计升降机构、光学测量系统；所述检定桶内液面高度保持不变；所述液位计通过夹具安装于液位计升降机构，所述液位计升降机构通过夹具带动液位计垂直于检定桶内液面上、下运动；所述光学测量系统测量夹具的运动距离。本发明可以提高液位计检定的精度，并且简单易于实现。

Description

一种液位计检定装置及方法

技术领域

本发明涉及测量领域，特别涉及一种液位计检定装置及方法。

背景技术

目前，国内液位计检定工作依据JJG 971-2002《液位计》检定规程，使用水箱检定装置完成。量程小于2m的液位计安装在检定用水箱上，通过调节检定用水箱的水位至各个检定点，读取上下行程中各检定点水箱的水位示值来实现。量程大于2m的液位计，还需用模拟液位的检定方法进行全量程检定，这种模拟转换的形式会增加测量结果的不确定度。而液位计种类繁多，模拟方法复杂，需使用的测量设备多，对应的送检、保管、维护以及保养工作繁琐，且检定/校准液位计过程中，水箱水位增加或减少缓慢，不便于进行动态校准。

针对现有检定/校准方法的不足，本发明提供了一种低温液位计检定/校准方法。本研究提出的低温液位计检定/校准方法为液位计的检定/校准工作开辟了新的思路，将液位计的测量结果创新的溯源至国家长度基准，同时可实现动态校准。

发明内容

本发明解决的问题是，因为液位变化不容易控制，所以现有液位计检定结果不够精确；为解决所述问题，本发明提供一种液位计检定装置及方法。

本发明所提供的液位计检定装置包括：检定桶、液位计升降机构、光学测量系统；所述检定桶内液面高度保持不变；所述液位计通过夹具安装于液位计升降机构，所述液位计升降机构通过夹具带动液位计垂直于检定桶内液面上、下运动；所述光学测量系统测量夹具的运动距离。

进一步，所述光学测量系统包括安装于夹具，并且与夹具同步运动的第一反射镜；固定在液位计升降机构上的光组；固定在液位计升降机构上的双频激光干涉仪；所述双频激光干涉仪发射激光光束，所述激光光束经光组中的分光镜分光后，一路经光组中的第二反射镜反射到所述双频激光干涉仪，另一路经由第一反射镜反射到所述双频激光干涉仪；两路反射光在所述双频激光干涉仪处发生干涉；通过两次测量间，干涉条纹数量的变化，计算两次测量间夹具的运动距离。

进一步，所述检定桶包括内桶和外桶；所述内桶置于外桶里；内桶的进水口和外桶的出水口之间通过水管连接，所述水管上装有泵；内桶始终处于满溢状态。

进一步，所述检定桶内的液体为液氮。

本发明所提供的液位计检定方法，包括：

步骤一、调整夹具的位置，使液位计的零点与检定桶的液面齐平；

步骤二、调节液位计升降机构的夹具，带动液位计向下运动到各检定点，并读取液位计在各个检定点的读数，计算光学测量系统测量到的夹具在各个检定点相对初始位置的距离；

步骤三、调节液位计升降机构的夹具，带动液位计向上运动到各检定点，并读取液位计在各个检定点的读数，计算光学测量系统测量到的夹具在各个检定点相对初始位置的距离；

步骤四，根据公式⊿₁＝H _d-H _w1 计算液位计上行程的示值误差；⊿₂=H _d-H _w2计算液位计下行程的示值误差；⊿₁为液位计向上运动到某一检定点时的示值误差，⊿₂为液位计向下运动到某一检定点时的示值误差，⊿₁和⊿₂单位为cm或mm；H _w1为液位计向上运动到某一检定点时，夹具相对于初始位置的距离；H _w2为液位计向下运动到某一检定点时，夹具相对于初始位置的距离，H _w1和H _w2单位为cm或mm；H _d为液位计示值，单位为cm或mm。

本发明的优点包括：

该方法既可稳定时检定/校准传感器静态特性，又可快速运动过程中检定/校准传感器动态特性。升降定位部分通过双频激光干涉仪进行检定，而双频激光干涉仪则经省级以上计量院检定，从而将液位计的测量结果溯源至国家长度基准，需送检的设备少，简少了维护、保养工作的同时，提高的检测校率。

附图说明

图1为本发明所提供的液位计检定装置的结构示意图。

具体实施方式

下文中，结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明所提供的液位计检定装置包括：检定桶、液位计升降机构8、光学测量系统；所述检定桶内液面高度保持不变；所述液位计6通过夹具7安装于液位计升降机构8，所述液位计升降机构8通过夹具7带动液位计6垂直于检定桶内液面上、下运动；所述光学测量系统测量夹具7的运动距离。

继续参考图1，光学测量系统已在测量领域取得了较好的应用。本发明的实施例所采用的光学测量系统包括：包括安装于夹具7，并且与夹具7同步运动的第一反射镜7；固定在液位计升降机构8上的光组9；固定在液位计升降机构8上的双频激光干涉仪11；所述双频激光干涉仪11发射激光光束，所述激光光束经光组10中的分光镜分光后，一路经光组中的第二反射镜反射到所述双频激光干涉仪11，另一路经由第一反射镜9反射到所述双频激光干涉仪11；两路反射光在所述双频激光干涉仪11处发生干涉；通过两次测量间，干涉条纹数量的变化，计算两次测量间第一反射镜的运动距离。在夹具带动液位计沿垂直方向运动的过程中，光学测量系统中只有第一反射镜在运动，并且第一反射镜在垂直方向上的运动距离与夹具在垂直方向的运动距离相同；所以可以通过两次测量间第一反射镜运动的距离得到夹具的运动距离，进而得到液位计的运动距离。

将光学测量系统得到的液位计的运动距离，与两次测量间，液位计在检定桶液面处的读数差作比较，即可实现对液位计的检定。

为了确保在测量过程中，检定桶的结构如图1所示，包括内桶4和外桶5；所述内桶4置于外桶5里；内桶4的进水口1和外桶5的出水口2之间通过水管连接，所述水管上装有泵3；水泵3从外桶出水口2处引水从内桶进水口1进入内桶，使内桶始终处于满溢状态。

在所述检定桶内的液体为液氮时，本发明所提供的液位计检定装置实现了低温测量；常温测量时，检定桶内的液体可以选择水，或者其它常温下的液体。

本发明所提供的液位计检定方法，包括：

步骤一、调整夹具的位置，使液位计的零点与检定桶的液面齐平；

步骤二、调节液位计升降机构的夹具，带动液位计向下运动到各检定点，并读取液位计在各个检定点的读数，计算光学测量系统测量到的夹具在各个检定点相对初始位置的距离；

步骤三、调节液位计升降机构的夹具，带动液位计向上运动到各检定点，并读取液位计在各个检定点的读数，计算光学测量系统测量到的夹具在各个检定点相对初始位置的距离；

步骤四，根据公式⊿₁＝H _d-H _w1 计算液位计上行程的示值误差；⊿₂=H _d-H _w2计算液位计下行程的示值误差；⊿₁为液位计向上运动到某一检定点时的示值误差，⊿₂为液位计向下运动到某一检定点时的示值误差，⊿₁和⊿₂单位为cm或mm；H _w1为液位计向上运动到某一检定点时，夹具相对于初始位置的距离；H _w2为液位计向下运动到某一检定点时，夹具相对于初始位置的距离，H _w1和H _w2单位为cm或mm；H _d为液位计示值，单位为cm或mm。

测量过程中，液位计的行程需在量程范围内，并且可以多次测量取平均值，以提高各个检定点的检定精度。

本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (4)

1.液位计检定装置，其特征在于，包括：检定桶、液位计升降机构、光学测量系统；所述检定桶内液面高度保持不变；所述液位计通过夹具安装于液位计升降机构，所述液位计升降机构通过夹具带动液位计垂直于检定桶内液面上、下运动；所述光学测量系统测量夹具的运动距离；

所述光学测量系统包括安装于夹具，并且与夹具同步运动的第一反射镜；固定在液位计升降机构上的光组；固定在液位计升降机构上的双频激光干涉仪；所述双频激光干涉仪发射激光光束，所述激光光束经光组中的分光镜分光后，一路经光组中的第二反射镜反射到所述双频激光干涉仪，另一路经由第一反射镜反射到所述双频激光干涉仪；两路反射光在所述双频激光干涉仪处发生干涉；通过两次测量间，干涉条纹数量的变化，计算两次测量间夹具的运动距离。

2.依据权利要求1所述的液位计检定装置，其特征在于，所述检定桶包括内桶和外桶；所述内桶置于外桶里；内桶的进水口和外桶的出水口之间通过水管连接，所述水管上装有泵；内桶始终处于满溢状态。

3.依据权利要求1所述的液位计检定装置，其特征在于，所述检定桶内的液体为液氮。

4.利用权利要求1至3中任意一项权利要求所提供的液位计检定装置的检定方法，其特征在于，包括：

步骤一、调整夹具的位置，使液位计的零点与检定桶的液面齐平；

步骤二、调节液位计升降机构的夹具，带动液位计向下运动到各检定点，并读取液位计在各个检定点的读数，计算光学测量系统测量到的夹具在各个检定点相对初始位置的距离；

步骤三、调节液位计升降机构的夹具，带动液位计向上运动到各检定点，并读取液位计在各个检定点的读数，计算光学测量系统测量到的夹具在各个检定点相对初始位置的距离；

步骤四，根据公式⊿₁＝H _d-H _w1 计算液位计上行程的示值误差；⊿₂=H _d-H _w2计算液位计下行程的示值误差；⊿₁为液位计向上运动到某一检定点时的示值误差，⊿₂为液位计向下运动到某一检定点时的示值误差，⊿₁和⊿₂单位为cm或mm；H _w1为液位计向上运动到某一检定点时，夹具相对于初始位置的距离；H _w2为液位计向下运动到某一检定点时，夹具相对于初始位置的距离，H _w1和H _w2单位为cm或mm；H _d为液位计示值，单位为cm或mm。