CN109916477A - 一种超声液位计现场校准装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种超声液位计现场校准装置及方法，包括平衡底座、滑轨控制器和上位机系统，所述平衡底座外圈上设有调平螺栓，平衡底座上端设有固定支架，固定支架下端设有固定支架紧固件，固定支架上端外侧设有样品支撑板，样品支撑板上下两端设有调平螺母，样品支撑板上端左侧设有被测超声液位计，被测超声液位计左右两端设有超声液位计紧固件，被测超声液位计右端设有激光测距仪，激光测距仪左右两端设有激光测距仪紧固件，被测超声液位计和激光测距仪下端设有照射孔，激光测距仪右端设有开在样品支撑板内的放置孔，放置孔内设有游标卡尺，游标卡尺下端设有反射板，反射板左端设有移动滑轨的滑台端，反射板上端设有位于被测超声液位计正下方的反射槽。

Description

一种超声液位计现场校准装置及方法

技术领域

本发明涉及液位计校准、检定领域，尤其涉及一种超声液位计现场校准装置及方法。

背景技术

液位计是工业过程测量和控制系统中用于指示和控制液位的仪表，凭借对特定计量参数的测量，液位计广泛应用于石油化工，工业过程控制，医学制药，食品加工等领域。超声液位计依据反射式原理，利用超声波发射和接收的时间差来计算传感器到被测液体表面的距离。由于采用非接触的测量，被测介质几乎不受限制，安装维护方便，超声波液位应用广泛。

2008年OMIL-R085国际建议第一次明确提出液位计可作为计量器具用于储罐的液位测量，但对液位计的校准，尚未建立完整的用于液位仪表校准的液位标准装置。目前，已有国内专利实现了液位计的自动检测，但均采用离线方式，即拆下后运送至检定部门检定校准，国内测量范围为(0~2)m的液位计均依据JJG 971-2002《液位计检定规程》使用水箱检定装置完成检定工作，完毕后装车拉回现场，重新安装使用，但由于标准装置不能模拟现场工况，介质种类、温度、压力、流量范围等工况的差异不可避免会导致现场使用时产生一定偏差。

发明内容

本发明要解决上述现有技术存在的问题，提供一种超声液位计现场校准装置及方法，通过滑轨控制器控制反射板的上下移动来模拟水位的上升下降，使用时只要将被测的超声液位计固定在样品支撑板上，即可进行超声液位计的校准，保证被检超声液位计量值传递的准确性、溯源性，且结构简单实用、携带方便、运行可靠。

本发明解决其技术问题采用的技术方案：这种超声液位计现场校准装置，包括平衡底座、滑轨控制器和上位机系统，所述平衡底座外圈上设有若干个调平螺栓，所述平衡底座上端设有若干个均匀分布的固定支架，固定支架下端外侧设有位于平衡底座上端的固定支架紧固件，所述固定支架上端外侧设有样品支撑板，所述样品支撑板上下两端设有螺纹连接在所述固定支架外侧的调平螺母，所述样品支撑板上端左侧设有被测超声液位计，所述被测超声液位计左右两端设有超声液位计紧固件，所述被测超声液位计右端设有激光测距仪，所述激光测距仪左右两端设有激光测距仪紧固件，所述被测超声液位计和所述激光测距仪下端设有开在所述样品支撑板上的照射孔，所述激光测距仪右端设有开在所述样品支撑板内的放置孔，放置孔内滑动连接有游标卡尺，所述样品支撑板下端设有反射板，所述反射板左端固定连接有移动滑轨的滑台端，所述移动滑轨固定连接在所述平衡底座上端，所述放射板上端设有水平板，所述游标卡尺下端抵住所述水平板上端平面，所述水平板四周设有调节螺栓，所述调节螺栓穿过所述放射板，所述调节螺栓下端外侧设有位于所述放射板下端的固定螺母，所述调节螺栓中端外侧设有位于所述水平板与放射板之间的紧固弹簧，所述水平板上端左侧固定连接有位于被测超声液位计正下方的反射槽，所述水平板内侧中心位置设有与水平板上端平面平齐的水平气泡仪，设有调节螺栓好紧固弹簧，使得该装置可以长时间的使用，不会因为放射板长时间水平放置使用出现弯曲而失去测量精度。

为了进一步完善，所述超声液位计紧固件和所述激光测距仪紧固件包括夹紧部，所述夹紧部下端左侧固定连接有固定部，所述超声液位计紧固件和所述激光测距仪紧固件下端中心位置设有开在样品支撑板上的移动槽，所述固定部上端设有穿过固定部和移动槽的固定螺栓，所述固定螺栓下端外侧设有螺纹连接在样品支撑板下端的固定螺母，方便超声液位计和激光测距仪的拿取和安放。

进一步完善，游标卡尺上端左右两侧设有限位部，用于控制游标卡尺的量程。

进一步完善，反射板下端设有与移动滑轨的滑台连接的反射板紧固件，所述移动滑轨下端外侧设有固定连接在平衡底座上的滑轨紧固件，使得该装置更加的稳固，使用寿命更长。

进一步完善，滑轨控制器通过第一数据线传输线分别与移动滑轨以及上位机系统连接，提高数据传输和分析的效率。

进一步完善，上位机系统通过第二数据传输线与激光测距仪电性连接便于信号的快速接收，提高数据分析的效率。

一种超声液位计现场校准方法，包括以下步骤：1）根据被测超声液位计的量程范围，设定若干个校准点，手动操作滑轨控制器或者操作上位机系统，依次调整反射板的高度；2）将每个校准点的超声液位计示值录入上位机系统，采用激光测距仪校准，则激光测距仪数据通过数据线自动传输至上位机系统，采用游标卡尺校准，则将游标卡尺示值手动录入至上位机系统；3）上位机系统计算出示值误差结果，并给出不确定度，打印报表，激光测距仪校准时，反射板的移动均由计算机控制，示值误差、不确定度及示值重复性均由上位机自动计算生成，自动化程度高、结果准确可靠，可快捷地实现超声液位计现场校准。

本发明有益的效果是：本发明在激光测距仪校准时，反射板的移动均由计算机控制，示值误差、不确定度及示值重复性均由上位机自动计算生成，自动化程度高、结果准确可靠，可快捷地实现超声液位计现场校准；游标卡尺作为辅助校准，保证了在现场条件不允许使用激光测距仪校准时，也可顺利开展校准工作；调平螺栓、调平螺母及反射槽，确保了平衡底座、样品支撑板和超声波反射面的平行，提高了校准装置整体的精度。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的俯视图；

图3为图2中A部分的放大图；

图4为图1中D部分的放大图；

图5为水平板和放射板的俯视图；

图6为超声液位计紧固件和、激光测距仪紧固件的结构示意图；

图7为图1中B部分的放大图；

图8为图1中C部分的放大图。

附图标记说明：1、样品支撑板，2、超声液位计紧固件，3、被测超声液位计，4、激光测距仪紧固件，5、激光测距仪，6、游标卡尺，7、调平螺母，8、反射槽，9、反射板，10、反射板紧固件，11、平衡底座，12、第一数据传输线，13、滑轨控制器，14、上位机系统，15、调平螺栓，16、固定支架紧固件，17、滑轨紧固件，18、固定支架，19、移动滑轨，20、照射孔，21、放置孔，22、夹紧部，23、固定部，24、移动槽，25、固定螺栓，26、固定螺母，27、限位部，28、第二数据传输线,29、水平板，30、调节螺栓，31、固定螺母，32、紧固弹簧，33、水平气泡仪。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

参照附图1-8：本实施例中一种超声液位计现场校准装置，包括平衡底座11、滑轨控制器13和上位机系统14，所述平衡底座11外圈上设有若干个调平螺栓15，所述平衡底座11上端设有若干个均匀分布的固定支架18，固定支架18下端外侧设有位于平衡底座11上端的固定支架紧固件16，所述固定支架18上端外侧设有样品支撑板1，所述样品支撑板1上下两端设有螺纹连接在所述固定支架18外侧的调平螺母7，所述样品支撑板1上端左侧设有被测超声液位计3，所述被测超声液位计3左右两端设有超声液位计紧固件2，所述被测超声液位计3右端设有激光测距仪5，所述激光测距仪5左右两端设有激光测距仪紧固件4，所述被测超声液位计3和所述激光测距仪5下端设有开在所述样品支撑板1上的照射孔20，所述激光测距仪5右端设有开在所述样品支撑板1内的放置孔21，放置孔21内滑动连接有游标卡尺6，所述样品支撑板1下端设有反射板9，所述反射板9左端固定连接有移动滑轨19的滑台端，所述移动滑轨19固定连接在所述平衡底座11上端，所述放射板9上端设有水平板29，所述游标卡尺6下端抵住所述水平板29上端平面，所述水平板29四周设有调节螺栓30，所述调节螺栓30穿过所述放射板9，所述调节螺栓30下端外侧设有位于所述放射板9下端的固定螺母31，所述调节螺栓30中端外侧设有位于所述水平板29与放射板9之间的紧固弹簧32，所述水平板29上端左侧固定连接有位于被测超声液位计3正下方的反射槽8，所述水平板29内侧中心位置设有与水平板29上端平面平齐的水平气泡仪33，所述超声液位计紧固件2和所述激光测距仪紧固件4包括夹紧部22，所述夹紧部22下端左侧固定连接有固定部23，所述超声液位计紧固件2和所述激光测距仪紧固件4下端中心位置设有开在样品支撑板1上的移动槽24，所述固定部23上端设有穿过固定部23和移动槽24的固定螺栓25，所述固定螺栓25下端外侧设有螺纹连接在样品支撑板1下端的固定螺母26，所述游标卡尺6上端左右两侧设有限位部27，所述反射板9下端设有与移动滑轨19的滑台连接的反射板紧固件10，所述移动滑轨19下端外侧设有固定连接在平衡底座11上的滑轨紧固件17，所述滑轨控制器13通过第一数据线传输线12分别与移动滑轨19以及上位机系统14连接，所述上位机系统14通过第二数据传输线28与激光测距仪5电性连接。

一种超声液位计现场校准方法，包括以下步骤：1根据被测超声液位计3的量程范围，设定若干个校准点，手动操作滑轨控制器13或者操作上位机系统14，依次调整反射板9的高度；2将每个校准点的超声液位计示值录入上位机系统14，采用激光测距仪5校准，则激光测距仪5数据通过数据线自动传输至上位机系统14，采用游标卡尺6校准，则将游标卡尺6示值手动录入至上位机系统14；3上位机系统14计算出示值误差结果，并给出不确定度，打印报表。

结合图1给出以下实施例。

实施例

本实施例为一种超声液位计现场校准装置及方法，如图1所示，本发明主体一种超声液位计现场校准装置包括：被测超声液位计3、校准用激光测距仪5分别通过超声液位计紧固件2、激光测距仪紧固件4固定在样品支撑板1上；移动滑轨19通过滑轨紧固件17固定在平衡底座11上；反射板9上配有反射槽8，反射板9通过反射板紧固件10固定在移动滑轨19的滑块上；样品支撑板1和平衡底座11通过固定支架18连接。上位机系统14连接激光测距仪5和滑轨控制器13，上位机系统14发送指令给滑轨控制器13控制移动滑轨19的运行，激光测距仪5可将测量值实时传输至上位机系统14。

测试前，结合调节调平螺栓15，和调平螺母7，确保样品支撑板1和平衡底座11保持水平；调节反射槽8位置，确保其在被测超声液位计3下端的照射孔20正下方；通过调节螺栓30和观察水平气泡仪33来调节水平板29的水平；通过上位机系统14控制移动滑轨19将反射板9移至零位，将被测超声液位计3和激光测距仪5数值清零。

一种超声液位计现场校准方法，如图1所示：

第1步：对系统进行初始化，在上位机系统14内录入基本信息，包括客户名称、型号、编号、测量范围、环境参数等；

第2步：超声液位计3和激光测距仪5数值清零，开始校准；

第3步：若采用激光测距仪校准，输入第一个校准点数值，确定反射板9移动方向，上位机系统14发送指令至滑轨控制器13，驱动移动滑轨19运行，激光测距仪5数据实时传输至上位机系统14，数值等于校准点数值时，上位机系统14发送停止指令，反射板9停止移动；若采用游标卡尺6校准，手动控制滑轨控制器13，驱动移动滑轨19运行直至达到校准点。

第4步：若采用激光测距仪5校准，因激光测距仪5测试数据已自动录入至上位机系统14，只需手动录入被测超声液位计3示值；若采用游标卡尺6校准，手动录入被测超声液位计3及游标卡尺6示值至上位机系统14。

第5步：重复第3步，第4步，直到数据采集完毕。

第6步：上位机系统14依据试验数据计算出示值误差、不确定度及示值重复性，生成报表。

依照上述步骤，即可实现被测超声液位计3现场校准。

虽然本发明已通过参考优选的实施例进行了图示和描述，但是，本专业普通技术人员应当了解，在权利要求书的范围内，可作形式和细节上的各种各样变化。

Claims (7)

1.一种超声液位计现场校准装置，包括平衡底座（11）、滑轨控制器（13）和上位机系统（14），其特征是：所述平衡底座（11）外圈上设有若干个调平螺栓（15），所述平衡底座（11）上端设有若干个均匀分布的固定支架（18），固定支架（18）下端外侧设有位于平衡底座（11）上端的固定支架紧固件（16），所述固定支架（18）上端外侧设有样品支撑板（1），所述样品支撑板（1）上下两端设有螺纹连接在所述固定支架（18）外侧的调平螺母（7），所述样品支撑板（1）上端左侧设有被测超声液位计（3），所述被测超声液位计（3）左右两端设有超声液位计紧固件（2），所述被测超声液位计（3）右端设有激光测距仪（5），所述激光测距仪（5）左右两端设有激光测距仪紧固件（4），所述被测超声液位计（3）和所述激光测距仪（5）下端设有开在所述样品支撑板（1）上的照射孔（20），所述激光测距仪（5）右端设有开在所述样品支撑板（1）内的放置孔（21），放置孔（21）内滑动连接有游标卡尺（6），所述样品支撑板（1）下端设有反射板（9），所述反射板（9）左端固定连接有移动滑轨（19）的滑台端，所述移动滑轨（19）固定连接在所述平衡底座（11）上端，所述放射板（9）上端设有水平板（29），所述游标卡尺（6）下端抵住所述水平板（29）上端平面，所述水平板（29）四周设有调节螺栓（30），所述调节螺栓（30）穿过所述放射板（9），所述调节螺栓（30）下端外侧设有位于所述放射板（9）下端的固定螺母（31），所述调节螺栓（30）中端外侧设有位于所述水平板（29）与放射板（9）之间的紧固弹簧（32），所述水平板（29）上端左侧固定连接有位于被测超声液位计（3）正下方的反射槽（8），所述水平板（29）内侧中心位置设有与水平板（29）上端平面平齐的水平气泡仪（33）。

2.根据权利要求1所述的一种超声液位计现场校准装置，其特征是：所述超声液位计紧固件（2）和所述激光测距仪紧固件（4）包括夹紧部（22），所述夹紧部（22）下端左侧固定连接有固定部（23），所述超声液位计紧固件（2）和所述激光测距仪紧固件（4）下端中心位置设有开在样品支撑板（1）上的移动槽（24），所述固定部（23）上端设有穿过固定部（23）和移动槽（24）的固定螺栓（25），所述固定螺栓（25）下端外侧设有螺纹连接在样品支撑板（1）下端的固定螺母（26）。

3.根据权利要求1所述的一种超声液位计现场校准装置，其特征是：所述游标卡尺（6）上端左右两侧设有限位部（27）。

4.根据权利要求1所述的一种超声液位计现场校准装置，其特征是：所述反射板（9）下端设有与移动滑轨（19）的滑台连接的反射板紧固件（10），所述移动滑轨（19）下端外侧设有固定连接在平衡底座（11）上的滑轨紧固件（17）。

5.根据权利要求1所述的一种超声液位计现场校准装置，其特征是：所述滑轨控制器（13）通过第一数据线传输线（12）分别与移动滑轨（19）以及上位机系统（14）连接。

6.根据权利要求1所述的一种超声液位计现场校准装置，其特征是：所述上位机系统（14）通过第二数据传输线（28）与激光测距仪（5）电性连接。

7.一种超声液位计现场校准方法，包括以下步骤：1）根据被测超声液位计（3）的量程范围，设定若干个校准点，手动操作滑轨控制器（13）或者操作上位机系统（14），依次调整反射板（9）的高度；2）将每个校准点的超声液位计示值录入上位机系统（14），采用激光测距仪（5）校准，则激光测距仪（5）数据通过数据线自动传输至上位机系统（14），采用游标卡尺（6）校准，则将游标卡尺（6）示值手动录入至上位机系统（14）；3）上位机系统（14）计算出示值误差结果，并给出不确定度，打印报表。