CN117191330A - 一种用于大型燃烧风洞的压力仪表原位校准方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于燃烧风洞试验技术领域，公开了一种用于大型燃烧风洞的压力仪表原位校准方法。本发明的用于大型燃烧风洞的压力仪表原位校准方法利用标准压力仪表、高压气源、校准管路和传压介质，与被校压力仪表共同建立工作管路，包括双表校准方法、多表同校校准方法。本发明的用于大型燃烧风洞的压力仪表原位校准方法依据大型燃烧风洞各系统不同工作管道介质、不同压力等级、以及压力仪表的工况分类，采用管道分段分级压力控制与高精度标准计量传感器比对的方法，对位于不同系统不同种类的压力仪表进行原位校准，能够确保大型燃烧风洞稳定运行和试验数据精确，有利于大型燃烧风洞运行和试验开展，促进效能发挥。

Description

一种用于大型燃烧风洞的压力仪表原位校准方法

技术领域

本发明属于燃烧风洞试验技术领域，具体涉及一种用于大型燃烧风洞的压力仪表原位校准方法。

背景技术

任何一种仪器仪表在使用过程中，因温度、湿度、压力变化及腐蚀等原因会出现老化、磨损等现象，进而导致测量数据失真。对仪器仪表进行计量校准有助于测量值的溯源，确保仪器仪表测量值的准确性。

目前，常用的压力仪表计量方法是将被校压力仪表从试验设备上拆卸下来进行离线计量，离线计量是在实验室的标准环境下进行检定或者校准，离线计量送检或者取回过程中难免存在磕碰振动等情况，检定或者校准后的压力仪表与其预期使用的有效性、准确性、精确性存在客观差距。离线计量存在的不足是压力仪表经过多次拆卸或者安装，易出现接口处螺纹滑丝、密封性差或者仪表损坏；同时，压力仪表拆卸或者安装过程还存在介质泄漏风险，可能带来中毒、燃烧、爆炸等安全隐患。

压力仪表原位校准方法在不拆卸压力仪表的前提下对被校压力仪表进行现场校准，由下至上对被校压力仪表进行量值溯源。原位校准方法可以减少压力仪表的拆卸或者安装，提高校准效率，降低设备运维安全风险，为解决离线计量存在的不足提供了思路。

传统的压力仪表原位校准方法是利用外部压力源供压，在被校压力仪表的下方加装三通或者四通直管口，通过直管口与标准校准装置联通。外部压力源按照校准要求为标准压力仪表和被校压力仪表逐级打压，标准压力仪表对被校压力仪表进行同步校准，直至校准完成。传统压力仪表原位校准方法需要外部压力源供压，适用于压力需求不高的校准系统。传统的压力仪表原位校准方法一次仅能校准一个仪表，校准效率不高。

随着大型燃烧风洞的建成和功能扩展，工作管路系统结构复杂，工作管路压力等级高，仪表数量大且含有毒、易燃易爆介质。为减少工作管路改造，当前，亟需发展一种用于大型燃烧风洞的压力仪表原位校准方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于大型燃烧风洞的压力仪表原位校准方法。本发明的用于大型燃烧风洞的压力仪表原位校准方法针对大型燃烧风洞系统规模庞大，压力仪表种类多、数量大的特点，利用大型燃烧风洞自带的压力源直接供压，以现有工作管路和工作介质作为原位校准管路和传压介质，对工作管路上的压力仪表进行原位校准。

本发明的用于大型燃烧风洞的压力仪表原位校准方法，其特点是，所述的压力仪表原位校准方法，建立的大型燃烧风洞的工作管路，使用以下仪器和设备：

标准压力仪表，用于被校压力仪表量值溯源的测量值比对，准确度等级不超过被校压力仪表最大允许误差的1/4；

高压气源，用于为原位校准供压至所需的校准压力点，采用大型燃烧风洞的高压气源，高压气源的压力范围为1.6MPa~60MPa；

校准管路，用于将标准压力仪表与被校压力仪表连通的耐压管路，采用大型燃烧风洞各系统的工作管路；

传压介质，用于填充校准管路，为标准压力仪表和被校压力仪表传导压力的工作介质，采用大型燃烧风洞的工作介质氮气；

所述的压力仪表原位校准方法，包括双表校准方法、多表同校校准方法。

进一步地，所述的双表校准方法，包括以下步骤：

S10.建立双表校准方法所需的校准管路；

双表校准方法的校准管路为校准管路Ⅰ，校准管路Ⅰ的长度大于30m，沿校准管路Ⅰ从前至后依次设置高压气源、截止阀Ⅰ、标准压力仪表Ⅰ、被校压力仪表Ⅰ、标准压力仪表Ⅰ和截止阀Ⅱ；

S11.填充传压介质；

打开截止阀Ⅰ和关闭截止阀Ⅱ，高压气源的氮气充入校准管路Ⅰ，待达到预先设定的压力后，关闭截止阀Ⅰ，完成传压介质填充；

S12.进行双表校准；

待两个标准压力仪表Ⅰ的测量数值差量范围为±0.2KPa时，判定校准管路Ⅰ压力稳定，进行被校压力仪表Ⅰ的校准，调整被校压力仪表Ⅰ的测量值，完成双表校准。

进一步地，所述的多表同校校准方法，包括以下步骤：

S20.建立多表同校校准方法所需的校准管路；

多表同校校准方法的校准管路为校准管路Ⅱ，校准管路Ⅱ的长度范围为5m~30m，沿校准管路Ⅱ从前至后依次设置高压气源、截止阀Ⅲ、两个或者两个以上的串联的被校压力仪表Ⅱ、标准压力仪表Ⅱ和截止阀Ⅳ；

S21.填充传压介质；

打开截止阀Ⅲ和关闭截止阀Ⅳ，高压气源的氮气充入校准管路Ⅱ，待达到预先设定的填充时间后，关闭截止阀Ⅲ，完成传压介质填充；

S22.进行多表同校校准；

通过标准压力仪表Ⅱ，同步校准两个串联的被校压力仪表Ⅱ，实现多表同校校准；

S23.进行并联管路的多表同校校准；

如果校准管路Ⅱ具有并联的校准管路Ⅲ，校准管路Ⅲ和校准管路Ⅱ共用高压气源，校准管路Ⅲ与校准管路Ⅱ相同，从前至后依次设置截止阀Ⅲ、两个串联的被校压力仪表Ⅱ、标准压力仪表Ⅱ和截止阀Ⅳ；

则同步打开校准管路Ⅱ和校准管路Ⅲ的截止阀Ⅲ，关闭截止阀Ⅳ，高压气源的氮气同步充入校准管路Ⅱ和校准管路Ⅲ，待达到预先设定的压力后，同步关闭校准管路Ⅱ和校准管路Ⅲ的截止阀Ⅲ，完成传压介质填充；

通过标准压力仪表Ⅱ，同步校准四个被校压力仪表Ⅱ，实现并联管路的多表同校校准；

如果有若干个相同结构的并联校准管路，同样采用并联管路的多表同校校准方法进行校准。

本发明的用于大型燃烧风洞的压力仪表原位校准方法具有以下特点：

1.利用大型燃烧风洞的高压气源为压力仪表进行原位校准直接供压，无需外部压力源供压；高压气源便于为大型燃烧风洞的所有工作管路供压，而且高压气源的压力等级高，适合大型燃烧风洞的压力仪表校准需要；

2.以大型燃烧风洞的现有工作管路作为原位校准管路；无需额外搭建校准支路即可连通工作管路上所有被校压力仪表，减少工作量、缩减建设周期、降低经费支出和安全风险系数；

3.以大型燃烧风洞现有的工作介质作为传压介质；针对大型燃烧风洞的工作管路较大、传压介质需求量大等特点，利用大型燃烧风洞的工作介质氮气作为传压介质，如果某些工作管路的工作介质是易燃易爆助燃气体，则需要进行氮气置换，氮气是惰性气体，能够确保原位校准的安全；

4.通过控制工作管路上阀门的开和关对工作管路进行分段和供压，将整个工作管路按照管路长度和压力等级分为多段校准管路，分段后，再对被校压力仪表进行原位校准；

5.采用双表校准方法判定长工作管路的介质稳定性，在工作管路的首、尾分别安装一个标准压力仪表，待两个标准压力仪表的示值在允许误差范围内波动后，将长工作管路中的压力视为稳定，双表校准方法能够提高校准的准确性；

6.采用多表同校校准方法，对位于同一条工作管路上相邻的多个同量程的压力仪表进行同时校准，提高校准效率。

简而言之，本发明的用于大型燃烧风洞的压力仪表原位校准方法依据大型燃烧风洞各系统不同工作管道介质、不同压力等级、以及压力仪表的工况分类，采用管道分段分级压力控制与高精度标准计量传感器比对的方法，对位于不同系统的不同种类的压力仪表进行原位校准。本发明的用于大型燃烧风洞的压力仪表原位校准方法能够确保大型燃烧风洞稳定运行和试验数据精确，有利于大型燃烧风洞运行和试验开展，促进效能发挥。

附图说明

图1为本发明的用于大型燃烧风洞的压力仪表原位校准方法中的双表校准方法的工作原理示意图；

图2为本发明的用于大型燃烧风洞的压力仪表原位校准方法中的多表同校校准方法的工作原理示意图。

图中，101.高压气源；102.校准管路Ⅰ；103.截止阀Ⅰ；104.标准压力仪表Ⅰ；105.被校压力仪表Ⅰ；106.截止阀Ⅱ；107.截止阀Ⅲ；108.被校压力仪表Ⅱ；109.标准压力仪表Ⅱ；110.截止阀Ⅳ；111.校准管路Ⅱ；112.校准管路Ⅲ。

具体实施方式

下面结合附图和实施例详细说明本发明。

实施例1：

本实施例的用于大型燃烧风洞的压力仪表原位校准方法建立的大型燃烧风洞的工作管路，使用以下仪器和设备：

标准压力仪表，用于被校压力仪表量值溯源的测量值比对，准确度等级不超过被校压力仪表最大允许误差的1/4；

高压气源（101），用于为原位校准供压至所需的校准压力点，采用大型燃烧风洞的高压气源（101），高压气源（101）的压力范围为1.6MPa~60MPa；

校准管路，用于将标准压力仪表与被校压力仪表连通的耐压管路，采用大型燃烧风洞各系统的工作管路；

传压介质，用于填充校准管路，为标准压力仪表和被校压力仪表传导压力的工作介质，采用大型燃烧风洞的工作介质氮气；

所述的压力仪表原位校准方法，包括双表校准方法、多表同校校准方法。

进一步地，所述的双表校准方法，包括以下步骤：

S10.建立双表校准方法所需的校准管路；

如图1所示，双表校准方法的校准管路为校准管路Ⅰ102，校准管路Ⅰ102的长度大于30m，沿校准管路Ⅰ102从前至后依次设置高压气源101、截止阀Ⅰ103、标准压力仪表Ⅰ104、被校压力仪表Ⅰ105、标准压力仪表Ⅰ104和截止阀Ⅱ106；

S11.填充传压介质；

打开截止阀Ⅰ103和关闭截止阀Ⅱ106，高压气源101的氮气充入校准管路Ⅰ102，待达到预先设定的压力后，关闭截止阀Ⅰ103，完成传压介质填充；

S12.进行双表校准；

待两个标准压力仪表Ⅰ104的测量数值差量范围为±0.2KPa时，判定校准管路Ⅰ102压力稳定，进行被校压力仪表Ⅰ105的校准，调整被校压力仪表Ⅰ105的测量值，完成双表校准。

进一步地，所述的多表同校校准方法，包括以下步骤：

S20.建立多表同校校准方法所需的校准管路；

如图2所示，多表同校校准方法的校准管路为校准管路Ⅱ111，校准管路Ⅱ111的长度范围为5m~30m，沿校准管路Ⅱ111从前至后依次设置高压气源101、截止阀Ⅲ107、两个或者两个以上的串联的被校压力仪表Ⅱ108、标准压力仪表Ⅱ109和截止阀Ⅳ110；

S21.填充传压介质；

打开截止阀Ⅲ107和关闭截止阀Ⅳ110，高压气源101的氮气充入校准管路Ⅱ111，待达到预先设定的填充时间后，关闭截止阀Ⅲ107，完成传压介质填充；

S22.进行多表同校校准；

通过标准压力仪表Ⅱ109，同步校准两个串联的被校压力仪表Ⅱ108，实现多表同校校准；

S23.进行并联管路的多表同校校准；

如果校准管路Ⅱ111具有并联的校准管路Ⅲ112，校准管路Ⅲ112和校准管路Ⅱ111共用高压气源101，校准管路Ⅲ112与校准管路Ⅱ111相同，从前至后依次设置截止阀Ⅲ107、两个串联的被校压力仪表Ⅱ108、标准压力仪表Ⅱ109和截止阀Ⅳ110；

则同步打开校准管路Ⅱ111和校准管路Ⅲ112的截止阀Ⅲ107，关闭截止阀Ⅳ110，高压气源101的氮气同步充入校准管路Ⅱ111和校准管路Ⅲ112，待达到预先设定的压力后，同步关闭校准管路Ⅱ111和校准管路Ⅲ112的截止阀Ⅲ107，完成传压介质填充；

通过标准压力仪表Ⅱ109，同步校准四个被校压力仪表Ⅱ108，实现并联管路的多表同校校准；

如果有若干个相同结构的并联校准管路，同样采用并联管路的多表同校校准方法进行校准。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，对于熟悉本领域的人员而言，在不脱离本发明原理的前提下，本发明公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (3)

1.一种用于大型燃烧风洞的压力仪表原位校准方法，其特征在于，所述的压力仪表原位校准方法，建立的大型燃烧风洞的工作管路，使用以下仪器和设备：

标准压力仪表，用于被校压力仪表量值溯源的测量值比对，准确度等级不超过被校压力仪表最大允许误差的1/4；

高压气源（101），用于为原位校准供压至所需的校准压力点，采用大型燃烧风洞的高压气源（101），高压气源（101）的压力范围为1.6MPa~60MPa；

校准管路，用于将标准压力仪表与被校压力仪表连通的耐压管路，采用大型燃烧风洞各系统的工作管路；

传压介质，用于填充校准管路，为标准压力仪表和被校压力仪表传导压力的工作介质，采用大型燃烧风洞的工作介质氮气；

所述的压力仪表原位校准方法，包括双表校准方法、多表同校校准方法。

2.根据权利要求1所述的一种用于大型燃烧风洞的压力仪表原位校准方法，其特征在于，所述的双表校准方法，包括以下步骤：

S10.建立双表校准方法所需的校准管路；

双表校准方法的校准管路为校准管路Ⅰ（102），校准管路Ⅰ（102）的长度大于30m，沿校准管路Ⅰ（102）从前至后依次设置高压气源（101）、截止阀Ⅰ（103）、标准压力仪表Ⅰ（104）、被校压力仪表Ⅰ（105）、标准压力仪表Ⅰ（104）和截止阀Ⅱ（106）；

S11.填充传压介质；

打开截止阀Ⅰ（103）和关闭截止阀Ⅱ（106），高压气源（101）的氮气充入校准管路Ⅰ（102），待达到预先设定的压力后，关闭截止阀Ⅰ（103），完成传压介质填充；

S12.进行双表校准；

待两个标准压力仪表Ⅰ（104）的测量数值差量范围为±0.2KPa时，判定校准管路Ⅰ（102）压力稳定，进行被校压力仪表Ⅰ（105）的校准，调整被校压力仪表Ⅰ（105）的测量值，完成双表校准。

3.根据权利要求1所述的一种用于大型燃烧风洞的压力仪表原位校准方法，其特征在于，所述的多表同校校准方法，包括以下步骤：

S20.建立多表同校校准方法所需的校准管路；

多表同校校准方法的校准管路为校准管路Ⅱ（111），校准管路Ⅱ（111）的长度范围为5m~30m，沿校准管路Ⅱ（111）从前至后依次设置高压气源（101）、截止阀Ⅲ（107）、两个或者两个以上的串联的被校压力仪表Ⅱ（108）、标准压力仪表Ⅱ（109）和截止阀Ⅳ（110）；

S21.填充传压介质；

打开截止阀Ⅲ（107）和关闭截止阀Ⅳ（110），高压气源（101）的氮气充入校准管路Ⅱ（111），待达到预先设定的填充时间后，关闭截止阀Ⅲ（107），完成传压介质填充；

S22.进行多表同校校准；

通过标准压力仪表Ⅱ（109），同步校准两个串联的被校压力仪表Ⅱ（108），实现多表同校校准；

S23.进行并联管路的多表同校校准；

如果校准管路Ⅱ（111）具有并联的校准管路Ⅲ（112），校准管路Ⅲ（112）和校准管路Ⅱ（111）共用高压气源（101），校准管路Ⅲ（112）与校准管路Ⅱ（111）相同，从前至后依次设置截止阀Ⅲ（107）、两个串联的被校压力仪表Ⅱ（108）、标准压力仪表Ⅱ（109）和截止阀Ⅳ（110）；

则同步打开校准管路Ⅱ（111）和校准管路Ⅲ（112）的截止阀Ⅲ（107），关闭截止阀Ⅳ（110），高压气源（101）的氮气同步充入校准管路Ⅱ（111）和校准管路Ⅲ（112），待达到预先设定的压力后，同步关闭校准管路Ⅱ（111）和校准管路Ⅲ（112）的截止阀Ⅲ（107），完成传压介质填充；

通过标准压力仪表Ⅱ（109），同步校准四个被校压力仪表Ⅱ（108），实现并联管路的多表同校校准；

如果有若干个相同结构的并联校准管路，同样采用并联管路的多表同校校准方法进行校准。