CN113049066B - 一种液位计检定校准装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及仪表检定技术领域，具体公开了一种液位计检定校准装置，在对液位计进行检定校准时，关闭回水电磁阀，打开进水电磁阀，启动潜水泵从储水箱中取水，水经进水管分别进入直管多量程被检液位计容器、标准液位计容器、管状测量筒及可倾倒被检液位计容器内，通过控制进水电磁阀，以调节各容器的液位；将容器液位对准被检液位计的各校准点，再读取标准液位计对应的输出值，进行比较。本发明利用连通器中液体水平液面高度相等的原理，设计了一种液位计检定校准装置，可实现对电容液位计、浮筒液位计、浮球液位计、反射式液位计、压力式液位计的校准。

Description

一种液位计检定校准装置

技术领域

本发明属于仪表检定技术领域，具体涉及一种液位计检定校准装置。

背景技术

液位计是工业过程测量和控制系统中用以指示和控制液位的仪表，各种工作原理不同的液位计大量应用在生产及科研中。

目前对液位计的检定校准主要采用准确度相等的被检液位计进行现场比对，该方法的准确度不能满足计量检定校准及量值传递的校准要求，大量液位计被迫外送检定校准，而在核燃料元件制造过程中使用的接触放射性污染的液位计无法外送检定，对生产及科研的质量控制存在一定风险。

因此，亟需设计一种液位计检定校准装置以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种液位计检定校准装置，能够对核燃料元件制造过程中使用的液位计进行检定校准。

本发明的技术方案如下：

一种液位计检定校准装置，包括储水箱、直管多量程被检液位计容器、玻璃管液位指示器、标准液位计、标准液位计容器、管状测量筒、进水电磁阀、回水电磁阀、潜水泵、被检液位计、进水管A段、回水管；

所述的储水箱为长方体结构，容积大小满足检定校准液位计的实际用水量；

所述的直管多量程被检液位计容器由两个不锈钢金属管和下部水箱A组成，通过支脚安装在储水箱的上盖；

在所述的直管多量程被检液位计容器内部安装有被检液位计，用于测量并显示直管多量程被检液位计容器内部的液位值；

所述的标准液位计容器和管状测量筒均为不锈钢金属管结构；

所述的标准液位计容器和管状测量筒下部连通设有水箱B，通过支脚安装在储水箱的上盖；

在所述标准液位计容器的内部设有标准液位计，用于测量并显示标准液位计容器的内部液位值；

所述的管状测量筒与玻璃管液位指示器通过软管连通，玻璃管液位指示器用于测量并显示管状测量筒的内部液位值，并可与标准液位计容器的内部液位测量值作比较，实现对标准液位计的标定；

所述水箱A的底部通过进水管A段与水箱B连通，在进水管A段上引出一路支管与储水箱连通；

所述的水箱B通过回水管与储水箱连通；

在所述水箱A与支管之间的进水管A段上设有进水电磁阀A，在支管与水箱B之间的进水管A段上设有进水电磁阀B，在支管上设有潜水泵；

在所述的回水管上设有回水电磁阀；

分别通过控制进水电磁阀A、进水电磁阀B和回水电磁阀来控制水的流入和流出。

还包括在储水箱的上盖上安装有旋转轴承座，可倾倒被检液位计容器固定设于旋转轴承座上，可绕旋转轴承座在0～90°范围内旋转并保持水平倾倒；

所述的水箱B通过进水管B段与可倾倒被检液位计容器连通，在所述的进水管B段上设有进水电磁阀C。

在所述的旋转轴承座上安装有可伸缩限位器，且可伸缩限位器的指示表可伸缩测头朝向可倾倒被检液位计容器。

当所述的可倾倒被检液位计容器翻转至水平位置时，可方便地在容器内安装测量范围更大的被检液位计，避免出现因实验室房顶高度的限制无法直接安装的问题；

被检液位计安装好后，向竖直方向翻转被检液位计容器，当接近竖直位置时，被检液位计容器的侧壁与可伸缩限位器的指示表可伸缩测头紧密接触，当可伸缩限位器的指示表显示最大值时，表明被检液位计容器处于与水平面垂直的最佳位置，对液位的检定校准示值影响最小。

所述的标准液位计采用磁编码液位计，准确度优于0.05％，测量范围为0～2000mm，可满足计量检定校准要求。

所述的标准液位计具有配套数据接口及扩展接口，可作为检定校准液位计的计量标准。

所述直管多量程被检液位计容器的不锈钢金属管公称直径为DN80mm～DN200mm，高度为200mm～2000mm。

所述的标准液位计容器和管状测量筒直径为DN80mm～DN200mm，高度为2000mm～2500mm。

在对液位计进行检定校准之前，需要先标定标准液位计；

关闭回水电磁阀，打开进水电磁阀A、进水电磁阀B，启动潜水泵从储水箱中取水，水经进水管A段进入标准液位计容器和管状测量筒；

将玻璃管液位指示器零位与标准液位计零位对准，标定零位；然后将玻璃管液位指示器上限值与标准液位计上限值对准，标定满量程；

标定完毕后，打开回水电磁阀，水靠自身重力通过回水管自流回储水箱。

在对液位计进行检定校准时，首先将被检液位计安装在对应的直管多量程被检液位计容器或可倾倒被检液位计容器中，要求被检液位计与水平面垂直，偏差不大于1°，并连接好各端子导线；

关闭回水电磁阀，打开进水电磁阀A、进水电磁阀B、进水电磁阀C，启动潜水泵从储水箱中取水，水经进水管A段和进水管B段分别进入直管多量程被检液位计容器、标准液位计容器、管状测量筒及可倾倒被检液位计容器内，通过控制进水电磁阀A、进水电磁阀B、进水电磁阀C，以调节各容器的液位；

将容器液位对准被检液位计的各校准点，再读取标准液位计对应的输出值，进行比较；

检定/校准完毕后，打开回水电磁阀，水靠自身重力通过回水管自流回储水箱。

本发明的显著效果在于：

(1)本发明利用连通器中液体水平液面高度相等的原理，设计了一种液位计检定校准装置，可实现对电容液位计、浮筒液位计、浮球液位计、反射式液位计、压力式液位计的校准。

(2)本发明装置，实现了液位计的检定校准，经评价及验证证明可满足国家及国防计量量值传递要求，已应用于重水堆、压水堆、高温气冷堆等燃料元件制造过程中液位计的检定校准。本发明装置的研究及应用，使液位计得到有效控制，避免了因计量器具的失控，造成产品的质量风险，保证了科研生产的顺利进行，同时节约了外送检定/校准费用。

(3)本发明装置为今后其它计量检定校准装置和方法的研究提供了技术参考，可推广到国内同行业液位、物位计量方面的检定/校准，且本发明液位计检定校准装置的建立，在同行业处于领先水平。

附图说明

图1为本发明装置示意图。

图中：1.储水箱；2.直管多量程被检液位计容器；3.玻璃管液位指示器；4.标准液位计；5.标准液位计容器；6.管状测量筒；7.可倾倒被检液位计容器；8.可伸缩限位器；9.进水电磁阀A；10.回水电磁阀；11.潜水泵；12.被检液位计；13.进水管A段；14.进水管B段；15.回水管；16.旋转轴承座。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1所示的一种液位计检定校准装置，包括储水箱1、直管多量程被检液位计容器2、玻璃管液位指示器3、标准液位计4、标准液位计容器5、管状测量筒6、可倾倒被检液位计容器7、可伸缩限位器8、进水电磁阀、回水电磁阀10、潜水泵11、被检液位计12、进水管A段13、进水管B段14、回水管15、旋转轴承座16。

所述的储水箱1为长方体结构，容积大小满足检定校准液位计的实际用水量，同时储水箱1的上盖可作为直管多量程被检液位计容器2、玻璃管液位指示器3、标准液位计容器5、管状测量筒6、可倾倒被检液位计容器7、旋转轴承座16的支撑座，可减少50％设备占地面积。

所述的直管多量程被检液位计容器2由两个不锈钢金属管和下部水箱A组成，通过支脚安装在储水箱1的上盖。所述的不锈钢金属管公称直径为DN80mm～DN200mm，高度为200mm～2000mm。

在所述的直管多量程被检液位计容器2内部安装有被检液位计12，用于测量并显示直管多量程被检液位计容器2内部的液位值。

所述的标准液位计容器5和管状测量筒6均为不锈钢金属管结构，直径为DN80mm～DN200mm，高度为2000mm～2500mm。所述的标准液位计容器5和管状测量筒6下部连通设有水箱B，通过支脚安装在储水箱1的上盖。

在所述标准液位计容器5的内部设有标准液位计4，用于测量并显示标准液位计容器5的内部液位值。

所述的管状测量筒6与玻璃管液位指示器3通过软管连通，玻璃管液位指示器3用于测量并显示管状测量筒6的内部液位值，并可与标准液位计容器5的内部液位测量值作比较，实现对标准液位计4的标定。

所述的标准液位计4采用磁编码液位计，准确度优于0.05％，测量范围为0～2000mm，可满足计量检定校准要求，同时具有配套数据接口及扩展接口，可作为检定校准液位计的计量标准。

所述的可倾倒被检液位计容器7固定设于旋转轴承座16上，可绕旋转轴承座16在0～90°范围内旋转并保持水平倾倒。所述的旋转轴承座16安装在储水箱1的上盖，在旋转轴承座16上安装有可伸缩限位器8，且可伸缩限位器8的指示表可伸缩测头朝向可倾倒被检液位计容器7。

当所述的可倾倒被检液位计容器7翻转至水平位置时，可方便地在容器内安装测量范围在1500mm～2000mm的被检液位计12，避免出现因实验室房顶高度的限制无法直接安装的问题；被检液位计12安装好后，向竖直方向翻转被检液位计容器7，当接近竖直位置时，被检液位计容器7的侧壁与可伸缩限位器8的指示表可伸缩测头紧密接触，当可伸缩限位器8的指示表显示最大值时，表明被检液位计容器7处于与水平面垂直的最佳位置，对液位的检定校准示值影响最小，可保证与水平面垂直度在0.01mm以内，从而保证可倾倒被检液位计容器7内液位准确度小于0.1mm。

所述水箱A的底部通过进水管A段13与水箱B连通，在进水管A段13上引出一路支管与储水箱1连通。所述的水箱B通过进水管B段14与可倾倒被检液位计容器7连通，同时水箱B通过回水管15与储水箱1连通。

在所述水箱A与支管之间的进水管A段13上设有进水电磁阀A9，在支管与水箱B之间的进水管A段13上设有进水电磁阀B，在支管上设有潜水泵11。在所述的进水管B段14上设有进水电磁阀C，在回水管15上设有回水电磁阀10。分别通过控制进水电磁阀A9、进水电磁阀B、进水电磁阀C和回水电磁阀10来控制水的流入和流出。

液位计动态检定/校准过程：

步骤1：标定标准液位计4

关闭回水电磁阀10，打开进水电磁阀A9、进水电磁阀B，启动潜水泵11从储水箱1中取水，水经进水管A段13进入标准液位计容器5和管状测量筒6；

标定零位，将玻璃管液位指示器3零位与标准液位计4零位对准，进行标定；

标定满量程，将玻璃管液位指示器3上限值与标准液位计4上限值对准，进行标定；

标定完毕后，打开回水电磁阀10，水靠自身重力通过回水管15自流回储水箱1。

步骤2：对液位计进行检定/校准

首先将被检液位计12安装在对应的直管多量程被检液位计容器2或可倾倒被检液位计容器7中，要求被检液位计12与水平面垂直，偏差不大于1°，并连接好各端子导线；

关闭回水电磁阀10，打开进水电磁阀A9、进水电磁阀B、进水电磁阀C，启动潜水泵11从储水箱1中取水，水经进水管A段13和进水管B段14分别进入直管多量程被检液位计容器2、标准液位计容器5、管状测量筒6及可倾倒被检液位计容器7内，通过控制进水电磁阀A9、进水电磁阀B、进水电磁阀C，调节各容器的液位；通常将液位对准被检液位计12的各校准点，再读取标准液位计4对应的输出值，进行比较。

例如，具体液位检定/校准过程：由零位开始逐渐升高容器液位到被检液位计12指示的各校准点，直至上限，通常检5个点；然后逐渐降低液位到被检液位计12指示的各检定/校准点，直至下限；期间分别读取上下行程中各检定/校准点对应的标准液位计4的输出值，并进行比较，完成检定/校准。

步骤3：检定/校准完毕

检定/校准完毕后，打开回水电磁阀10，水靠自身重力通过回水管15自流回储水箱1。

实施例

建成后的液位计检定/校准装置经测量不确定度验证、重复性、稳定性验证，结论满足量值传递要求和国防计量标准考核要求，技术指标和性能为如下：

测量范围：0～2000mm；扩展不确定度：U＝1.0mm(k＝2)。

经与上级计量技术机构实验室进行对比试验，校准结论满足量值传递要求。

根据国防军工计量标准器具报告编写要求，选编号为M20005250F0的液位计作为被检定/校准对象，分别在0mm点、1000mm点和2000mm点进行检定/校准，其检定/校准结果为y，不确定度为U；然后送上级计量技术机构检定/校准该液位计，检定/校准结果为y₀，不确定度为U₀，检定/校准结果及比对结果如表1所示。

表1本发明对某被检液位计检定/校准及比对结果单位：mm

验证结果满足下式：

因此，本发明涉及的计量标准装置符合国防及国家计量要求。

Claims (9)

1.一种液位计检定校准装置，其特征在于：包括储水箱(1)、直管多量程被检液位计容器(2)、玻璃管液位指示器(3)、标准液位计(4)、标准液位计容器(5)、管状测量筒(6)、进水电磁阀、回水电磁阀(10)、潜水泵(11)、被检液位计(12)、进水管A段(13)、回水管(15)；

所述的储水箱(1)为长方体结构，容积大小满足检定校准液位计的实际用水量；

所述的直管多量程被检液位计容器(2)由两个不锈钢金属管和下部水箱A组成，通过支脚安装在储水箱(1)的上盖；

在所述的直管多量程被检液位计容器(2)内部安装有被检液位计(12)，用于测量并显示直管多量程被检液位计容器(2)内部的液位值；

所述的标准液位计容器(5)和管状测量筒(6)均为不锈钢金属管结构；

所述的标准液位计容器(5)和管状测量筒(6)下部连通设有水箱B，通过支脚安装在储水箱(1)的上盖；

在所述标准液位计容器(5)的内部设有标准液位计(4)，用于测量并显示标准液位计容器(5)的内部液位值；

所述的管状测量筒(6)与玻璃管液位指示器(3)通过软管连通，玻璃管液位指示器(3)用于测量并显示管状测量筒(6)的内部液位值，并可与标准液位计容器(5)的内部液位测量值作比较，实现对标准液位计(4)的标定；

所述水箱A的底部通过进水管A段(13)与水箱B连通，在进水管A段(13)上引出一路支管与储水箱(1)连通；

所述的水箱B通过回水管(15)与储水箱(1)连通；

在所述水箱A与支管之间的进水管A段(13)上设有进水电磁阀A(9)，在支管与水箱B之间的进水管A段(13)上设有进水电磁阀B，在支管上设有潜水泵(11)；

在所述的回水管(15)上设有回水电磁阀(10)；

分别通过控制进水电磁阀A(9)、进水电磁阀B和回水电磁阀(10)来控制水的流入和流出；

还包括在储水箱(1)的上盖上安装有旋转轴承座(16)，可倾倒被检液位计容器(7)固定设于旋转轴承座(16)上，可绕旋转轴承座(16)在0～90°范围内旋转并保持水平倾倒；

所述的水箱B通过进水管B段(14)与可倾倒被检液位计容器(7)连通，在所述的进水管B段(14)上设有进水电磁阀C。

2.如权利要求1所述的一种液位计检定校准装置，其特征在于：在所述的旋转轴承座(16)上安装有可伸缩限位器(8)，且可伸缩限位器(8)的指示表可伸缩测头朝向可倾倒被检液位计容器(7)。

3.如权利要求2所述的一种液位计检定校准装置，其特征在于：当所述的可倾倒被检液位计容器(7)翻转至水平位置时，可方便地在容器内安装测量范围更大的被检液位计(12)，避免出现因实验室房顶高度的限制无法直接安装的问题；

被检液位计(12)安装好后，向竖直方向翻转被检液位计容器(7)，当接近竖直位置时，被检液位计容器(7)的侧壁与可伸缩限位器(8)的指示表可伸缩测头紧密接触，当可伸缩限位器(8)的指示表显示最大值时，表明被检液位计容器(7)处于与水平面垂直的最佳位置，对液位的检定校准示值影响最小。

4.如权利要求1所述的一种液位计检定校准装置，其特征在于：所述的标准液位计(4)采用磁编码液位计，准确度优于0.05％，测量范围为0～2000mm，可满足计量检定校准要求。

5.如权利要求4所述的一种液位计检定校准装置，其特征在于：所述的标准液位计(4)具有配套数据接口及扩展接口，可作为检定校准液位计的计量标准。

6.如权利要求1所述的一种液位计检定校准装置，其特征在于：所述直管多量程被检液位计容器(2)的不锈钢金属管公称直径为DN80mm～DN200mm，高度为200mm～2000mm。

7.如权利要求1所述的一种液位计检定校准装置，其特征在于：所述的标准液位计容器(5)和管状测量筒(6)直径为DN80mm～DN200mm，高度为2000mm～2500mm。

8.如权利要求1～7任一项所述的一种液位计检定校准装置，其特征在于：在对液位计进行检定校准之前，需要先标定标准液位计(4)；

关闭回水电磁阀(10)，打开进水电磁阀A(9)、进水电磁阀B，启动潜水泵(11)从储水箱(1)中取水，水经进水管A段(13)进入标准液位计容器(5)和管状测量筒(6)；

将玻璃管液位指示器(3)零位与标准液位计(4)零位对准，标定零位；然后将玻璃管液位指示器(3)上限值与标准液位计(4)上限值对准，标定满量程；

标定完毕后，打开回水电磁阀(10)，水靠自身重力通过回水管(15)自流回储水箱(1)。

9.如权利要求8所述的一种液位计检定校准装置，其特征在于：在对液位计进行检定校准时，首先将被检液位计(12)安装在对应的直管多量程被检液位计容器(2)或可倾倒被检液位计容器(7)中，要求被检液位计(12)与水平面垂直，偏差不大于1°，并连接好各端子导线；

关闭回水电磁阀(10)，打开进水电磁阀A(9)、进水电磁阀B、进水电磁阀C，启动潜水泵(11)从储水箱(1)中取水，水经进水管A段(13)和进水管B段(14)分别进入直管多量程被检液位计容器(2)、标准液位计容器(5)、管状测量筒(6)及可倾倒被检液位计容器(7)内，通过控制进水电磁阀A(9)、进水电磁阀B、进水电磁阀C，以调节各容器的液位；

将容器液位对准被检液位计(12)的各校准点，再读取标准液位计(4)对应的输出值，进行比较；

检定/校准完毕后，打开回水电磁阀(10)，水靠自身重力通过回水管(15)自流回储水箱(1)。

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