CN112212947A - 一种用于超声波液位计现场校准的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于超声波液位计现场校准的装置，包括超声波液位计发射部分和超声波反射部分；超声波发射部分包括底板A、固定单元包括发射板，固定单元包括发射板垂直安装在底板A上，直角架固定底板A与固定单元包括发射板，底板A下端安装可调节支撑足A，在底板A上还安装有水平仪A，相互配合对底板调平；超声波液位计固定法兰盘通过螺柱A、蝶形螺母安装在固定单元包括发射板的中部，且在螺柱A上套有强力弹簧，待校准超声波液位计安装在超声波液位计固定法兰盘上；红外线测距仪A、红外线测距仪B安装在发射板顶部，而红外线测距仪C安装在发射板底部。
Description
技术领域
本发明属于校准领域，具体涉及一种用于超声波液位计现场校准的装置。
背景技术
超声波液位计作为一种非接触式液体测量仪器，在工业系统中得到了广泛的应用，是工艺水位、水量监控的重要设备，对于工业系统安全、经济、有效运行有着举足轻重的作用。在一些工业系统(尤其是水处理、石油、化工、制药等)中，由于工作环境条件较为恶劣(在污水、腐蚀性液体、低温潮湿、高温暴晒等环境下工作)，导致超声波液位计故障率较高，检修校验工作也因此变得繁重。
随着国内工业系统中超声波液位计应用的日益广泛，成熟的检定校准装置也随之出现，按其类别主要分为以下两种：1、与标准仪表配套采用水箱式的检测装置进行检测检定，这也是目前液位计检定应用最广的检定校准装置；2、模拟液位装置(超声波反射板)，改变超声波液位计与反射板的相对距离，将其测量结果与标准距离进行比对，实现对超声波液位计的检定校准。
上述超声波液位计标准检定装置对工作环境要求极为苛刻，其检定必须在实验室中进行。为了实现对超声波液位计的现场维护校准，随时了解超声波液位计正常运行情况，提高超声波液位计的测量准确度和维护保养质量，我们设计了一种用于现场校准超声波液位计的装置。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种超声波液位计的现场校准装置，能够完成超声波液位计在工艺现场的校准工作，从而保证超声波液位计液位测量的准确度。
本发明的技术方案如下：一种用于超声波液位计现场校准的装置，包括超声波液位计发射部分和超声波反射部分；
超声波发射部分包括底板A、固定单元包括发射板，固定单元包括发射板垂直安装在底板A上，直角架固定底板A与固定单元包括发射板，底板A下端安装可调节支撑足A，在底板A上还安装有水平仪A，相互配合对底板调平；
超声波液位计固定法兰盘通过螺柱A、蝶形螺母安装在固定单元包括发射板的中部，且在螺柱A上套有强力弹簧，待校准超声波液位计安装在超声波液位计固定法兰盘上；
红外线测距仪A、红外线测距仪B安装在发射板顶部，而红外线测距仪C31 安装在发射板底部；
超声波反射部分包括底板B、反射板，底板B垂直安装在反射板上，底板B 下底面安装滑轮、可调节支撑足B；底板B上安装水平仪B；
支撑架安装在底板B上，且支撑架连接反射板，螺柱B螺母B啮合，螺柱B 连接手轮，且在螺柱B与反射板的连接处有光滑钢球。
所述固定单元包括发射板通过角钢与螺钉A垂直安装在底板A上。
红外线测距仪A、红外线测距仪B通过条铁、螺钉B及U形槽A安装在发射板顶部。
底板B通过三角固定铁板、螺钉C、螺钉D、垂直安装在反射板上。
支撑架通过螺钉C安装在底板B上，且支撑架通过螺柱B、螺母B、螺钉E、开孔铁片连接反射板。
通过转动手轮调节反射板与支撑架之间相对距离。
一种超声波液位计现场校准方法，包括以下步骤：
S1：待校准超声波液位计固定安装；
S1.1：找一块平坦的地面放置校准装置，并使反射板与发射板平行；
S1.2：将待校准超声波液位计固定在法兰盘上，并将超声波液位计固定法兰盘连接固定在发射板上，并通过水平仪A，使待校准超声波液位计端面与发射板外侧平面重合；
S1.3：分别调节超声波发射部分的可调节支撑足A和超声波反射部分的可调节支撑足B，并通过水平仪A与水平仪B调整平衡；
S1.4：打开红外线测距仪A、红外线测距仪B、红外线测距仪C，通过手轮调节，使得三个红外线测距仪示数一致，并确保发射板与反射板平行；
S2：开始校准；
在待校准超声波液位计量程范围内均匀选取5个液位值校准点，改变发射板与反射板之间距离，记录每个液位值校准点待校准超声波液位计输出信号对应液位值；
S3：结果对比；
在待校准超声波液位计选取的每个液位值校准点，输出信号对应液位值与发射板与反射板相对距离作差即为超声波液位计测量偏差值；
△H＝Hr-Hs
式中：△H为待校准超声波液位计测量偏差值，Hr为待校准超声波液位计输出信号对应液位值，Hs为发射板与反射板相对距离；
比较待校准超声波液位计测量偏差值△H与其测量最大允许偏差值△Hmax：
①若︱△H︱≤△Hmax，超声波液位计状态良好，无需检修调整；
②若︱△H︱＞△Hmax，超声波液位计故障，需要检修调整。
还包括S4：调整液位计；
参照其说明书，使用故障超声波液位计的调整模块，直接用键钮或通过磁笔操作键钮对其零点、满量程及K值参数进行调整。
所述S3中，输出4-20mA信号对应液位值与发射板与反射板相对距离作差即为超声波液位计测量偏差值。
本发明的显著效果在于：
(1)本发明专利的效果在于，专利所述超声波液位计现场校准装置使用时，将被校准超声波液位计从相关工艺流程中拆卸后，直接在现场进行校准，校准工作完成之后超声波液位计即可安装运行，避免了以下工作环节：
①在拆除被校准超声波液位计后，为了保证系统正常运转必须安装备用超声波液位计；
②将被校准超声波液位计运输到标准实验室进行检定/校准；
③超声波液位计检定完成后，运输回工艺现场。
(2)降低了安全风险。该专利所述超声波液位计现场校准装置使用后，避免了备用超声波液位计的安装和拆卸过程，减少了安全隐患，有效地降低了安全风险。
(3)经济效益显著。该专利所述超声波液位计现场校准装置使用后，有效地节省了超声波液位计的校准工作时间和运输时间，降低了人工成本和运输成本，提高了校准工作效率。
(4)实用效果明显。专利所述超声波液位计现场校准装置，在保证校准精度的前提下，解决了在现场对超声波液位计校准难题。
附图说明
图1为本发明所述的用于超声波液位计现场校准的装置超声波液位计发射部分示意图；
图2为本发明所述的用于超声波液位计现场校准的装置超声波反射部分示意图；
图中：：1底板A；2发射板；3角钢；4螺钉A；5直角架；6可调节支撑足A；7、 U形槽；8条铁；9螺钉B；10红外线测距仪A；11超声波液位计固定法兰盘； 12螺柱A；13强力弹簧；14蝶形螺母；15水平仪A；16底板B；17支撑架；18 螺钉C；19、三角固定铁板；20螺钉D；21手轮；22螺柱B；23螺母B；24反射板；25光滑钢球；26开孔铁片；27螺钉E；28滑轮；29可调节支撑足B；30红外线测距仪B；31红外线测距仪C；32水平仪B
具体实施方式
一种用于超声波液位计现场校准的装置，包括超声波液位计发射部分和超声波反射部分。
超声波发射部分包括底板A1、固定单元包括发射板2，固定单元包括发射板2通过角钢3与螺钉A4垂直安装在底板A1上，直角架5固定底板A1与固定单元包括发射板2，底板A1下端安装可调节支撑足A6，在底板A1上还安装有水平仪A15，相互配合对底板1调平；
超声波液位计固定法兰盘11通过螺柱A12、蝶形螺母14安装在固定单元包括发射板2的中部，且在螺柱A12上套有强力弹簧13，不同型号的液位计安装相应内螺纹直径的超声波液位计固定法兰盘11上；
红外线测距仪A 10、红外线测距仪B30通过条铁8、螺钉B9及U形槽A7 安装在发射板2顶部，而红外线测距仪C31安装在发射板2底部，
超声波反射部分包括底板16B、反射板24，底板B16通过三角固定铁板19、螺钉C18、螺钉D20、垂直安装在反射板24上，底板B16下底面安装滑轮28、可调节支撑足B29；底板16B上安装水平仪B32；
支撑架17通过螺钉C18安装在底板B16上，且支撑架17通过螺柱B22、螺母B23、螺钉E27、开孔铁片26连接反射板24，螺柱B22螺母B23啮合，螺柱 B22连接手轮21，且在螺柱B22与反射板24的连接处有光滑钢球25，通过转动手轮21可以调节反射板24与支撑架17之间相对距离。
一种用于超声波液位计现场校准方法，包括以下步骤：
S1：待校准超声波液位计固定安装
S1.1：找一块平坦的地面放置校准装置，并使反射板24与发射板2平行；
S1.2：将待校准超声波液位计固定在法兰盘11上，并将超声波液位计固定法兰盘11通过螺纹连接固定在发射板2上，调节蝶形螺母14，并通过水平仪 A15，使待校准超声波液位计端面与发射板2外侧平面重合；
S1.3：分别调节超声波发射部分的可调节支撑足A6和超声波反射部分的可调节支撑足B29，并通过水平仪A15与水平仪B32调整平衡；
S1.4：打开红外线测距仪A10、红外线测距仪B30、红外线测距仪C31，通过手轮21调节，使得三个红外线测距仪示数一致，并确保发射板2与反射板24 平行；
S2：开始校准
在待校准超声波液位计量程范围内均匀选取至少5个液位值校准点，改变发射板与反射板之间距离，记录每个液位值校准点待校准超声波液位计输出信号对应液位值。
S3：结果对比
在待校准超声波液位计选取的每个液位值校准点，输出4-20mA信号对应液位值(数字信号校验仪示值)与发射板2与反射板24相对距离(红外线测距仪10示值)作差即为超声波液位计测量偏差值。
△H＝Hr-Hs (1)
式中：△H为待校准超声波液位计测量偏差值，Hr为待校准超声波液位计输出信号对应液位值，Hs为发射板2与反射板24相对距离。
比较待校准超声波液位计测量偏差值△H与其测量最大允许偏差值△Hmax(待校准超声波液位计示偏差值)：
③若︱△H︱≤△Hmax，超声波液位计状态良好，无需检修调整；
④︱△H︱＞△Hmax，超声波液位计故障，需要检修调整。
S4：调整液位计
参照其说明书，使用故障超声波液位计的调整模块，直接用键钮或通过磁笔操作键钮对其零点、满量程及K值等参数进行调整，调整结束后再次进行校准，直到校准数据符合其偏差值要求方可重新投入使用。
Claims (9)
1.一种用于超声波液位计现场校准的装置，其特征在于：包括超声波液位计发射部分和超声波反射部分；
超声波发射部分包括底板A(1)、固定单元包括发射板(2)，固定单元包括发射板2垂直安装在底板A(1)上，直角架(5)固定底板A(1)与固定单元包括发射板(2)，底板A(1)下端安装可调节支撑足A(6)，在底板A(1)上还安装有水平仪A(15)，相互配合对底板(1)调平；
超声波液位计固定法兰盘(11)通过螺柱A(12)、蝶形螺母(14)安装在固定单元包括发射板(2)的中部，且在螺柱A(12)上套有强力弹簧(13)，待校准超声波液位计安装在超声波液位计固定法兰盘(11)上；
红外线测距仪A(10)、红外线测距仪B(30)安装在发射板(2)顶部，而红外线测距仪C(31)安装在发射板(2)底部；
超声波反射部分包括底板B(16)、反射板(24)，底板B(16)垂直安装在反射板(24)上，底板B(16)下底面安装滑轮(28)、可调节支撑足B(29)；底板B(16)上安装水平仪B(32)；
支撑架(17)安装在底板B(16)上，且支撑架(17)连接反射板(24)，螺柱B(22)螺母B(23)啮合，螺柱B(22)连接手轮(21)，且在螺柱B(22)与反射板(24)的连接处有光滑钢球(25)。
2.根据权利要求1所述的一种用于超声波液位计现场校准的装置，其特征在于：所述固定单元包括发射板(2)通过角钢(3)与螺钉A(4)垂直安装在底板A(1)上。
3.根据权利要求1所述的一种用于超声波液位计现场校准的装置，其特征在于：红外线测距仪A(10)、红外线测距仪B(30)通过条铁(8)、螺钉B(9)及U形槽A(7)安装在发射板(2)顶部。
4.根据权利要求1所述的一种用于超声波液位计现场校准的装置，其特征在于：底板B(16)通过三角固定铁板(19)、螺钉C(18)、螺钉D(20)、垂直安装在反射板(24)上。
5.根据权利要求1所述的一种用于超声波液位计现场校准的装置，其特征在于：支撑架(17)通过螺钉C(18)安装在底板B(16)上，且支撑架(17)通过螺柱B(22)、螺母B(23)、螺钉E(27)、开孔铁片(26)连接反射板(24)。
6.根据权利要求5所述的一种用于超声波液位计现场校准的装置，其特征在于：通过转动手轮(21)调节反射板(24)与支撑架(17)之间相对距离。
7.一种应用如权利要求1所述的用于超声波液位计现场校准的装置的校准方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：待校准超声波液位计固定安装；
S1.1：找一块平坦的地面放置校准装置，并使反射板(24)与发射板(2)平行；
S1.2：将待校准超声波液位计固定在法兰盘(11)上，并将超声波液位计固定法兰盘(11)连接固定在发射板(2)上，并通过水平仪A(15)，使待校准超声波液位计端面与发射板(2)外侧平面重合；
S1.3：分别调节超声波发射部分的可调节支撑足A(6)和超声波反射部分的可调节支撑足B(29)，并通过水平仪A(15)与水平仪B(32)调整平衡；
S1.4：打开红外线测距仪A(10)、红外线测距仪B(30)、红外线测距仪C(31)，通过手轮(21)调节，使得三个红外线测距仪示数一致，并确保发射板(2)与反射板(24)平行；
S2：开始校准；
在待校准超声波液位计量程范围内均匀选取5个液位值校准点，改变发射板与反射板之间距离，记录每个液位值校准点待校准超声波液位计输出信号对应液位值；
S3：结果对比；
在待校准超声波液位计选取的每个液位值校准点，输出信号对应液位值与发射板(2)与反射板(24)相对距离作差即为超声波液位计测量偏差值；
△H＝Hr-Hs
式中：△H为待校准超声波液位计测量偏差值，Hr为待校准超声波液位计输出信号对应液位值，Hs为发射板(2)与反射板(24)相对距离；
比较待校准超声波液位计测量偏差值△H与其测量最大允许偏差值△Hmax：
①若︱△H︱≤△Hmax，超声波液位计状态良好，无需检修调整；
②若︱△H︱＞△Hmax，超声波液位计故障，需要检修调整。
8.根据权利要求7所述的一种用于超声波液位计现场校准方法，其特征在于：还包括S4：调整液位计；
参照其说明书，使用故障超声波液位计的调整模块，直接用键钮或通过磁笔操作键钮对其零点、满量程及K值参数进行调整。
9.根据权利要求7所述的一种用于超声波液位计现场校准方法，其特征在于：所述S3中，输出4-20mA信号对应液位值与发射板(2)与反射板(24)相对距离作差即为超声波液位计测量偏差值。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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