CN107063404B - 一种深冷液位测量器具的标定方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种深冷液位测量器具的标定方法，利用被测液位计的测量量程及其自重，依据公式一：M_总=M₁+M₂+S*ρ*h*K计算各个标定点位的总质量；通过选定的液位标定点标定，液位计显示值稳定后将其带入计算公式一，得到该液位计标定精度下的总质量；对比高精度电子秤的质量示值，判定该标定点（包含高精度电子秤最大允许误差）液位计精度；以此类推，完成其余标定点的标定工作；整个标定过程操作简便，使得测量器具在深冷环境下也能直观、可靠的检定液位计的一定范围的测量精度。

Description

一种深冷液位测量器具的标定方法

技术领域

本发明涉及一种液位测量器具的标定方法，特别是一种深冷液位测量器具的标定方法。

背景技术

在液位测量技术领域，测量器具的测量精度决定了液位值的准确度，对于企业的生产制造具有重要的意义，因此，在测量工作之前，对于测量器具的精度标定环节至关重要。

现有技术中，液位计的标定通常通过采用液位计水箱检定装置来检定其示值误差，水箱检定装置由于装置本身存在的误差性，其对液位计的标定精度不够高，且水箱检定装置不能够直观体现深冷环境下液位计的液位示值误差，对深冷环境下液位计的标定不能发挥实质作用。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种深冷液位测量器具的标定方法，通过改变液氮在标定装置中的不同液位高度，对测量器具进行精度标定，整个标定过程操作简便，精确性高，在深冷环境下也能直观、可靠的检定液位计在一定范围（包含高精度电子秤最大允许误差）下的测量精度，保证了测量器具的测量精度。

本发明采用的技术方案如下：

本发明的一种深冷液位测量器具的标定方法，该方法包括以下步骤：

步骤1、将标定装置置于高精度电子秤上，并将被测液位计装入该标定装置内；

步骤2、计算标定装置的内部空间体积，并做好相应记录；计算液位计在装置内部的空间位置及其体积，并做好相应记录；

步骤3、结合步骤2中标定装置的内部空间体积与液氮密度值，依据公式一：M_总=M₁+M₂+S*ρ*h*K，计算出不同液位高度下的总质量M_总；所述不同的液位高度即为各个标定点位/标定精度位；其中，M₁：装置质量，M₂：液位计质量，S：装置内液氮水平截面积，ρ：液氮密度，h：液位高度，K：液位计精度；

步骤4、根据公式一计算被标定液位计在任一液位高度下的M_总；

步骤5、向标定装置内注入液氮，高精度电子秤示值达到步骤4中计算所得的M_总后，停止液氮注入；

步骤6、等待步骤5中注入的液氮在标定装置内趋于平稳后，清除装置上可能出现的霜/水，开始标定测量；

步骤7、记录标定装置内液位计的液位读数示值，带入计算公式一计算出M_总；将计算出的M_总与此时高精度电子秤的质量读数示值进行比较，判定测量点标定精度，并做好记录，至此第一点位测量完成；

步骤8、改变标定装置内液氮的量，同时清除标定装置上的霜/水，待标定装置内的液氮平稳后，记录此时标定装置内液位计的液位读数示值，带入计算公式一计算M_总，同时记录高精度电子秤的质量读数示值，对比两组数据并做好记录，至此第二点位测量完成；

步骤9、重复步骤8的测量方法，完成多个点位的测量记录；

步骤10、根据步骤9完成的所有测量点的测量对比数据，判定液位计在液氮工况下标识的精度与实际精度，并出具报告。

通过采用上述标定方法，利用液氮在该标定装置中的其质量和高度的变化，将每个点位对应液氮的质量和高度的值测出，并通过公式一计算出M_总，与此时相应点位在高精度电子秤上测得的M_总进行比较，并做好相应记录，这样第一个标定点位即测量完成；利用同样的原理，将标定装置中液氮的量进行改变，然后读取改变后对应点位的液氮质量和高度的值，并通过公式一计算出又一M_总的值，并又与此时高精度电子秤上测得的M_总进行比较，并做好相应记录，第二个标定点位测量完成；重复同样的标定动作，测量出若干标定点位后，进行相关数据的对比，判断出液位计的测量精度，便能实现了在深冷环境下对测量器具的标定；整个标定过程操作简便，使得测量器具在深冷环境下也能直观、可靠的检定液位计的测量精度。

本发明的深冷液位测量器具的标定方法，步骤5中，注入的液氮量为被标定液位计的最大量程下的容量。

进一步地，步骤8中，液氮容量的改变以放出一定液氮量的方式来实现。

通过将第一测量点位设置为最大容量点，从而使得测量点位由最高位向最低位测量，这不仅减少了标定过程中标定装置的霜/水附着面积处理，还能保证放液后，液氮液面的快速稳定，从而快速进去下一个标定点位的测量，保证测量过程的稳定进行，提高了标定效率；氮量的改变可以通过增加液氮量也可以通过放出液氮量来实现，本发明采用放液方式来改变液氮的量，使得操作便捷的同时也避免了液氮增加过程中的迸溅现象发生，从而影响测量精确性。

一种用于本发明的深冷液位测量器具的标定方法的标定装置，它包括标定筒和放液机构；所述标定管包括标定管和隔热管；所述放液机构与标定管连接。

进一步地，所述标定管位于隔热管内；所述标定管通过绝热支撑垫悬置在隔热管内，从而使得标定管的管壁外侧与发热管内壁形成间隙层；所述间隙层为绝热层。

更进一步地，所述绝热层为真空绝热层；所述隔热管上设有真空抽气孔，用于标定装置抽真空用。

由于采用上述结构，标定装置在真空隔热管的隔热作用下整体助于真空环境的保护，有效的减少传热量，降低结霜概率，保证了液氮液面的变化的精度，从而保证了标定装置的标定精度。

本发明的标定装置，所述放液机构包括出液管和放液阀；所述出液管与标定管连接，出液管上设有放液阀。

进一步地，所述标定管上设有进液口和出液口；所述出液管与出液口连接，并伸出隔热管外。

通过采用上述结构，标定管内的液氮通过放液阀的开合实现液氮经出液管排出液氮量，标定装置下的高精度电子秤同时记录放出液氮的质量，便于液氮质量变化的控制。

本发明的标定装置，所述标定管位于隔热管的中心位置，标定管底部通过绝热支撑垫与隔热管底部连接；所述标定管侧壁还通过绝热支撑杆与隔热管的侧壁连接。

由于采用上述结构，标定管在绝热支撑垫和绝热支撑杆的作用下，悬置在隔热管管内，使得标定管全部置于真空环境下，保证了其受到真空隔热保护的均匀性，益于标定的完成。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明的标定方法简便，操作便捷，标定精度高；

2、通过采用真空隔热保护整个标定过程，大大降低了标定过程中可能出现的液氮结霜/水的概率，使得液位计读数示指可靠，标定结果精准；

3、通过采用本发明的标定方法，能实现测量器具在深冷环境也能直观、可靠的检定其测量精度；

4、本发明的标定装置，结构简单，操作稳定性好，标定精度高。

附图说明

图1是用于本发明深冷液位测量器具标定方法的标定装置的结构简图；

图中标记：1-标定管，2-隔热管，3-真空绝热层，4-绝热支撑垫，5-出液管，6-放液阀，7-绝热支撑杆，8-液氮，9-液位计，10-高精度电子秤。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作详细的说明。

为了使发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

一种深冷液位测量器具的标定方法，该方法包括以下步骤：

步骤1、将标定装置置于高精度电子秤上，并将被测液位计装入该标定装置内；

步骤2、计算标定装置的内部空间体积，并做好相应记录；计算液位计在装置内部的空间位置及其体积，并做好相应记录；

步骤3、结合步骤2中标定装置的内部空间体积与液氮密度值，依据公式一：

M_总=M₁+M₂+S*ρ*h*K（满量程时，为了计算真实高度时的总质量，计算时不使用K系数），计算出不同液位高度下的总质量M_总；所述不同的液位高度即为各个标定点位/标定精度位；其中，M₁：装置质量，M₂：液位计质量，S：装置内液氮水平截面积，ρ：液氮密度，h：液位高度，K：液位计精度；

步骤4、根据公式一计算被标定液位计在任一液位高度下的M_总，为便于点位的测量，该液位高度尽量设定被标定液位计的较大量程下的液位高度；

步骤5、向标定装置内注入液氮，高精度电子秤示值达到步骤4中计算所得的M_总后，停止液氮注入；

步骤6、等待步骤5中注入的液氮在标定装置内趋于平稳后，清除装置上可能出现的霜/水，开始标定测量；

步骤7、记录标定装置内液位计的液位读数示值，带入计算公式一计算出M_总；将计算出的M_总与此时高精度电子秤的质量读数示值进行比较，判定测量点（包含高精度电子秤最大允许误差的）标定精度，并做好记录，至此第一点位测量完成；由于高精度电子秤能直观的得出M_总的值，因此在本方案中以M_总作为对比值来进行测量器具的精度判定，但除此以外，还可以通过公式一进行计算，将精度系数K值或者装置质量M₁或者液位计质量M₂等相关计算数据作为对比值来进行精度的判定，本方案不做限定，凡与本方案操作原理所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

步骤8、改变标定装置内液氮的量，同时清除标定装置上的霜/水，待标定装置内的液氮平稳后，记录此时标定装置内液位计的液位读数示值，带入计算公式一计算M_总，同时记录高精度电子秤的质量读数示值，对比两组数据并做好记录，至此第二点位测量完成；改变标定装置内液氮的量可以通过减少或者增加或者增减结合的方式来实现，本方案不做限定，为使操作便捷，本方案将液位点由高位向低位进行液位计的点位标定。

步骤9、重复步骤8的测量方法，完成多个点位的测量记录；

步骤10、根据步骤9完成的所有测量点的测量对比数据，判定液位计在液氮工况下标识的精度与实际精度，并出具报告。

实施例2

如图1所示，一种用于实施例1的深冷液位测量器具的标定方法的标定装置，它包括标定筒和放液机构；标定筒包括标定管1和隔热管2；放液机构与标定管1连接；标定管1位于隔热管2内；标定管1通过绝热支撑垫4悬置在隔热管2内，从而使得标定管1的管壁外侧与发热管内壁形成间隙层；间隙层为绝热层；绝热层为真空绝热层3；隔热管2上设有真空抽气孔，用于标定装置抽真空用；放液机构包括出液管5和放液阀6；出液管5与标定管1连接，出液管5上设有放液阀6；标定管1上设有进液口和出液口；出液管5与出液口连接，并伸出隔热管2外；标定管1位于隔热管2的中心位置，标定管1底部通过绝热支撑垫4与隔热管2底部连接；标定管1侧壁还通过绝热支撑杆7与隔热管2的侧壁连接；使用时将整个标定装置放置在高精度电子秤10，标定管1内部放图液位计9并注入液氮8，通过出液管5不断放出既定质量的液氮8，同时液位计9读取液氮8在标定管1内的变化高度，测得的若干数据与测定前通过实际计算的相应数据比较，即可得出测量器具的测量精度，标定完成。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (4)

1.一种深冷液位测量器具的标定方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤1、将标定装置置于高精度电子秤上，并将被测液位计装入该标定装置内；

步骤2、计算标定装置的内部空间体积，并做好相应记录；计算液位计在装置内部的空间位置及其体积，并做好相应记录；

步骤3、结合步骤2中标定装置的内部空间体积与液氮密度值，依据公式一：

M_总＝M₁+M₂+S*ρ*h*K，计算出不同液位高度下的总质量M_总；所述不同的液位高度即为各个标定点位/标定精度位；其中，M₁：装置质量，M₂：液位计质量，S：装置内液氮水平截面积，ρ：液氮密度，h：液位高度，K：液位计精度；

步骤4、根据公式一计算被标定液位计在任一液位高度下的M_总；

步骤5、向标定装置内注入液氮，高精度电子秤示值达到步骤4中计算所得的M_总后，停止液氮注入；

步骤6、等待步骤5中注入的液氮在标定装置内趋于平稳后，清除装置上可能出现的霜/水，开始标定测量；

步骤7、记录标定装置内液位计的液位读数示值，带入计算公式一计算出M_总；将计算出的M_总与此时高精度电子秤的质量读数示值进行比较，判定测量点的标定精度，并做好记录，至此第一点位测量完成；

步骤8、改变标定装置内液氮的量，同时清除标定装置上的霜/水，待标定装置内的液氮平稳后，记录此时标定装置内液位计的液位读数示值，带入计算公式一计算M_总，同时记录高精度电子秤的质量读数示值，对比两组数据并做好记录，至此第二点位测量完成；

步骤9、重复步骤8的测量方法，完成多个点位的测量记录；

步骤10、根据步骤9完成的所有测量点的测量对比数据，判定液位计在液氮工况下标识的精度与实际精度，并出具报告。

2.根据权利要求1所述的深冷液位测量器具的标定方法，其特征在于：步骤5中，注入的液氮量为被标定液位计的最大量程下的容量。

3.根据权利要求1所述的深冷液位测量器具的标定方法，其特征在于：步骤8中，液氮容量的改变以放出一定液氮量的方式来实现。

4.一种用于权利要求1或2或3所述的深冷液位测量器具的标定方法的标定装置，其特征在于：它包括标定筒和放液机构；所述标定筒包括标定管(1)和隔热管(2)；所述放液机构与标定管(1)连接；

所述标定管(1)位于隔热管(2)内；所述标定管(1)通过绝热支撑垫(4)悬置在隔热管(2)内，从而使得标定管(1)的管壁外侧与发热管内壁形成间隙层；所述间隙层为绝热层；

所述绝热层为真空绝热层(3)；所述隔热管(2)上设有真空抽气孔，用于标定装置抽真空用；

所述放液机构包括出液管(5)和放液阀(6)；所述出液管(5)与标定管(1)连接，出液管(5)上设有放液阀(6)；

所述标定管(1)上设有进液口和出液口；所述出液管(5)与出液口连接，并伸出隔热管(2)外；

所述标定管(1)位于隔热管(2)的中心位置，标定管(1)底部通过绝热支撑垫(4)与隔热管(2)底部连接；所述标定管(1)侧壁还通过绝热支撑杆(7)与隔热管(2)的侧壁连接。

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