RU2495384C1 - Automated calibration plant of linear movements and method for improving accuracy of vertical plants for metrological qualification of two level gauges simultaneously - Google Patents
Automated calibration plant of linear movements and method for improving accuracy of vertical plants for metrological qualification of two level gauges simultaneously Download PDFInfo
- Publication number
- RU2495384C1 RU2495384C1 RU2012114246/28A RU2012114246A RU2495384C1 RU 2495384 C1 RU2495384 C1 RU 2495384C1 RU 2012114246/28 A RU2012114246/28 A RU 2012114246/28A RU 2012114246 A RU2012114246 A RU 2012114246A RU 2495384 C1 RU2495384 C1 RU 2495384C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- carriage
- level
- working carriage
- drive
- installation
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Abstract
Description
Группа изобретений относится к области измерительной техники и может быть использована для метрологической аттестации уровнемеров (датчиков уровня), например систем измерительных «СТРУНА».The group of inventions relates to the field of measurement technology and can be used for metrological certification of level gauges (level sensors), for example, measuring systems “STRUNA”.
Под метрологической аттестацией подразумевается проведение градуировки, калибровки и поверки уровнемеров.Under metrological certification is meant the calibration, calibration and calibration of level gauges.
Градуировка средств измерений - метрологическая операция, при помощи которой средство измерения (в данном случае - уровнемер) снабжают шкалой или градуировочной таблицей (кривой), отражающей зависимость выходного сигнала от физической величины (в данном случае - уровня).Calibration of measuring instruments is a metrological operation by which a measuring instrument (in this case, a level gauge) is provided with a scale or a calibration table (curve) reflecting the dependence of the output signal on a physical quantity (in this case, a level).
Калибровка - это определение и подтверждение действительных значений метрологических характеристик, введение необходимых поправок для соответствия между эталонной величиной (в данном случае отсчета на установке поверочной линейных перемещений автоматизированной) и величиной на выходе измерительного прибора (в данном случае уровнемера).Calibration is the determination and confirmation of the actual values of metrological characteristics, the introduction of the necessary corrections for the correspondence between the reference value (in this case, the reading at the installation of linear verification of automated displacements) and the value at the output of the measuring device (in this case, the level gauge).
Поверка - совокупность операций, выполняемых с целью определения и подтверждения соответствия средств измерений (в данном случае - уровнемеров) установленным техническим требованиям.Verification - a set of operations performed to determine and confirm the conformity of measuring instruments (in this case, level gauges) with established technical requirements.
Известно множество устройств, позволяющих производить метрологическую аттестацию уровнемеров. Так, например, известен ряд устройств, в которых производится непосредственное погружение уровнемера в жидкость.There are many devices that allow metrological certification of level gauges. For example, a number of devices are known in which a direct immersion of a level gauge in a liquid is performed.
Примером такой установки является установка поверочная уровнемерная АГТ 244, внесенная в Государственный реестр средств измерений и зарегистрированная под номером 35765-07. Установка представляет собой металлическую емкость с приваренным фланцем, с установленными на нем крепежными шпильками, имитирующим штатное посадочное место уровнемера. Установка снабжена указателем уровня жидкости, состоящим из прозрачной пластиковой трубки, соединенной с емкостью и измерительной линейкой, изготовленной из измерительной ленты рулетки 2 класса с пределами основной погрешности ±1,35 мм по ГОСТ 7502-98. Установка имеет трубопроводы и запорную арматуру для налива и слива жидкости, а также трубопровод, предотвращающий переполнение емкости. Снизу, на раме емкости, установлены четыре винтовых опоры, позволяющие регулировать положение плоскости фланца в вертикальном направлении, и положение измерительной линейки относительно отверстия фланца в горизонтальном направлении. Принцип действия основан на непосредственном изменении уровня измеряемой жидкости (воды технической) в емкости установки при помощи трубопроводов и запорной арматуры.An example of such a setup is the AGT 244 calibration level gauge, entered in the State Register of Measuring Instruments and registered under number 35765-07. The installation is a metal tank with a welded flange, with mounting studs installed on it, simulating a standard mounting position of the level gauge. The unit is equipped with a liquid level indicator, consisting of a transparent plastic tube connected to a container and a measuring ruler made of a measuring tape of class 2 roulette with a basic error of ± 1.35 mm according to GOST 7502-98. The installation has pipelines and shutoff valves for filling and draining the liquid, as well as a pipeline preventing overfilling of the tank. Bottom, on the frame of the tank, four screw supports are installed, which allow you to adjust the position of the plane of the flange in the vertical direction, and the position of the measuring ruler relative to the hole of the flange in the horizontal direction. The principle of operation is based on a direct change in the level of the measured liquid (technical water) in the installation capacity using pipelines and shutoff valves.
Достоинством установки является тот факт, что поверка уровнемера осуществляется в рабочем вертикальном положении, однако она имеет невысокую точность измерения - величина основной допускаемой погрешности измерений составляет ±6 мм. Процесс поверки на такой установке занимает много времени и не поддается автоматизации из-за визуального считывания показаний с измерительной линейки.The advantage of the installation is the fact that the level gauge is calibrated in the working vertical position, however, it has a low measurement accuracy - the value of the main permissible measurement error is ± 6 mm. The verification process on such an installation takes a lot of time and cannot be automated due to the visual reading of readings from the measuring line.
Другим примером является установка поверочная уровнемерная УПУ-8000, внесенная в Государственный реестр средств измерений и зарегистрированная под номером 40184-08, состоящая из двух резервуаров испытательных, бака для рабочей жидкости, насоса, устройства подъема и опускания испытываемого изделия, уровнемера образцового, контрольно-измерительной аппаратуры и предназначенная для проведения поверки, настройки, приемо-сдаточных и периодических испытаний поплавковых и индукционных уровнемеров методом непосредственного сличения с показаниями образцового уровнемера «Система измерительная «СТРУНА», входящего в состав установки и зарегистрированного в Государственном реестре средств измерений под номером 28116-04. Эта установка является более точной и погрешность измерения уровня в резервуаре определяется параметрами эталонной «Системы измерительной «СТРУНА», а именно ±1 мм. Установка обладает в основном теми же достоинствами и недостатками, что и предыдущая система, т.е. достоинством установки является тот факт, что поверка уровнемера осуществляется в рабочем вертикальном положении, а недостатком, что процесс поверки на такой установке занимает много времени из-за налива жидкости в резервуар и последующего ее слива при каждом измерении. Кроме этого установка не позволят аттестовать точные уровнемеры, так как рекомендуемое соотношение между допускаемыми погрешностями образцового и поверяемого уровнемера должно быть не менее чем 1:3.Another example is the installation of the level gauge UPU-8000, entered in the State Register of Measuring Instruments and registered under number 40184-08, consisting of two test tanks, a tank for the working fluid, a pump, a device for raising and lowering the test product, an exemplary level gauge, and a measuring instrument equipment intended for verification, adjustment, acceptance and periodic tests of float and induction level gauges by direct comparison with the testimony Mi model level gauge "Measuring system" STRUNA ", which is part of the installation and registered in the State register of measuring instruments under the number 28116-04. This setting is more accurate and the error in measuring the level in the tank is determined by the parameters of the reference "Measuring System" STRUNA ", namely ± 1 mm. The installation has basically the same advantages and disadvantages as the previous system, i.e. the advantage of the installation is the fact that the level gauge is calibrated in the upright working position, and the disadvantage is that the verification process on such a setup takes a lot of time due to the liquid being poured into the tank and its subsequent discharge during each measurement. In addition, the installation will not allow certification of accurate level gauges, since the recommended ratio between the permissible errors of the reference and verified level gauge should be at least 1: 3.
Аналогично устроен поверочный стенд по патенту CN 200820154368 Y 20090812 (EN) G01F 25/00 (2006.01), представляющий собой прямоугольный резервуар, в котором по углам установлены четыре контрольных датчика уровня, а поверяемый уровнемер устанавливается на фланце в центре резервуара. За счет сигналов с четырех контрольных датчиков уровня производится компенсация колебаний жидкости на поверхности резервуара в короткий промежуток времени, что приводит к более точным измерениям, чем при одном контрольном датчике. Однако этот стенд обладает теми же преимуществами и недостатками, что и ранее описанная установка УПУ-8000, а именно, достоинством установки является тот факт, что поверка уровнемера осуществляется в рабочем вертикальном положении, а недостатком, что процесс поверки на такой установке занимает много времени из-за налива жидкости в резервуар и последующего ее слива при каждом измерении.The calibration bench according to the patent CN 200820154368 Y 20090812 (EN) G01F 25/00 (2006.01) is similarly arranged, which is a rectangular tank in which four level control sensors are installed at the corners, and the level gauge to be verified is mounted on a flange in the center of the tank. The signals from the four control level sensors compensate for fluid oscillations on the surface of the tank in a short period of time, which leads to more accurate measurements than with a single control sensor. However, this stand has the same advantages and disadvantages as the previously described UPU-8000 installation, namely, the advantage of the installation is the fact that the level gauge is calibrated in the upright working position, and the disadvantage is that the verification process on such an installation takes a lot of time from -for pouring liquid into the tank and its subsequent discharge at each measurement.
Более высокой точностью измерений обладает установка поверочная уровнемерная ИК-1, предназначенная для поверки и испытаний метроштоков электронных ЭМ-0301, внесенная в Государственный реестр средств измерений и зарегистрированная под номером 26921-04.The calibration level measuring device IK-1 has a higher measurement accuracy. It is intended for calibration and testing of electronic metro rods EM-0301, entered in the State Register of Measuring Instruments and registered under number 26921-04.
Установка поверочная уровнемерная ИК-1 состоит из следующих основных составных частей:The calibration level gauge IK-1 consists of the following main components:
- устройства измерений перемещения поверяемого метроштока электронного ЭМ-03 01,- measuring devices for the movement of the calibrated metro stock electronic EM-03 01,
- прецизионного устройства перемещения поверяемого метроштока электронного ЭМ-0301,- a precision device for moving the calibrated metro rod electronic EM-0301,
- измерительного резервуара,- measuring tank,
- резервуара хранения поверочной жидкости,- storage tank for test fluid,
- насосного агрегата,- pump unit,
- устройства поддержания постоянного уровня в измерительном резервуаре,- devices to maintain a constant level in the measuring tank,
- персонального компьютера.- personal computer.
Прецизионное устройство перемещения метроштока электронного ЭМ-0301 состоит из шагового двигателя с редуктором, служащего для привода мерного ролика с металлической лентой, каретки для крепления на ней поверяемого метроштока электронного ЭИ-0301, которая перемещается в вертикальной плоскости по цилиндрическим направляющим с помощью ленты и управляющего блока.The precision device for moving the electronic rod of the electronic EM-0301 consists of a stepper motor with a gearbox, which serves to drive a measuring roller with a metal tape, a carriage for mounting on it a verified metro-rod of the electronic EI-0301, which moves in a vertical plane along cylindrical guides using a tape and a control unit .
Управляющий блок состоит из компьютера с программным обеспечением и системы управления шаговым двигателем.The control unit consists of a computer with software and a stepper motor control system.
В устройстве измерений перемещения поверяемого метроштока электронного ЭМ-0301 в качестве средств измерений используется комплект из двух штангенциркулей по ГОСТ 166-89 и микрометрический индикатор касания.In the device for measuring the movement of the calibrated metro rod electronic EM-0301, a set of two calipers according to GOST 166-89 and a micrometric touch indicator are used as measuring instruments.
Устройство поддержания постоянного уровня в измерительном резервуаре при погружении в него метроштока электронного ЭМ-0301 состоит из камеры перелива с дренажным отверстием, соединенным с резервуаром хранения поверочной жидкости.The device for maintaining a constant level in the measuring tank when immersed in the electronic rod EM-0301 consists of an overflow chamber with a drainage hole connected to the storage tank for the test fluid.
С помощью компьютера задается количество импульсов, поступающих на шаговый двигатель, который начинает опускать метрошток электронный ЭМ-0301 в измерительный резервуар, при этом вытесненное метроштоком электронным ЭМ-0301 трансформаторное масло MB ТУ381.01.857-80 перетекает в переливную камеру. В заданных точках определяется величина погружения (перемещения) метроштока электронного ЭМ-0301.Using a computer, the number of pulses arriving at the stepper motor is set, which starts to lower the electronic rod EM-0301 into the measuring tank, and the MB TU381.01.857-80 transformer oil displaced by the electronic rod EM-0301 flows into the overflow chamber. At given points, the value of the immersion (movement) of the metro-rod of the electronic EM-0301 is determined.
По окончанию цикла измерений ЭМ-0301 поднимают в исходное положение, включается насосный агрегат, который перекачивает масло в измерительный резервуар.At the end of the measurement cycle, the EM-0301 is raised to its original position, the pump unit is turned on, which pumps oil into the measuring tank.
Достоинством установки является тот факт, что поверка метроштока осуществляется в рабочем вертикальном положении. Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений данной установки ±0,3 мм, однако, процесс поверки на такой установке занимает много времени и не поддается автоматизации. После окончания поверки метрошток надо отмывать от масла, что неудобно.The advantage of the installation is the fact that the calibration of the metro line is carried out in a working vertical position. The permissible absolute measurement error of this installation is ± 0.3 mm, however, the verification process on such a installation takes a lot of time and cannot be automated. After verification, the metro rod must be washed from the oil, which is inconvenient.
Кроме непосредственного погружения уровнемеров в жидкость используются методы имитации уровня путем механического передвижения поплавка вдоль уровнемера.In addition to the direct immersion of the level gauges in the liquid, methods are used to simulate the level by mechanical movement of the float along the level gauge.
Примером такого решения является установка УПУ 1500, внесенная в Государственный реестр средств измерений и зарегистрированная под номером 22818-02.An example of such a solution is the UPU 1500 installation, entered in the State Register of Measuring Instruments and registered under number 22818-02.
Установка представляет собой рабочий стол, на столешнице которого уложена рулетка металлическая измерительная Р20Н2Г по ГОСТ 7502-98, лента которой закреплена скобой к переднему торцу столешницы. Натяжение ленты измерительной рулетки осуществляется грузом, входящим в комплект рулетки. Головка уровнемера закрепляется в устройстве для ее крепления. Уровнемер укладывается на опоры с выдвижными поперечными пальцами для пропуска поплавка при его передвижении вдоль оболочки уровнемера. Для натяжения уровнемера гибкой конструкции имеется груз, который соединяется тросом, перекинутым через ролик, с ограничителем хода поплавка уровнемера. Ролик свободно вращается на оси кронштейна, закрепленного на заднем торце столешницы. Отсчет положения поплавка (уровня) на рулетке металлической измерительной Р20Н2Г производится по указателю положения (стрелке), установленному на поплавок.The installation is a desktop, on the tabletop of which a metal measuring tape R20N2G is laid in accordance with GOST 7502-98, the tape of which is fixed with a bracket to the front end of the tabletop. The measuring tape is pulled by the weight included in the roulette set. The head of the level gauge is fixed in the device for its fastening. The level gauge is placed on supports with extendable transverse fingers to pass the float when it moves along the shell of the level gauge. To tension the level gauge of a flexible design, there is a load that is connected by a cable thrown over the roller with a travel limiter of the level gauge float. The roller rotates freely on the axis of the bracket mounted on the rear end of the countertop. The countdown of the position of the float (level) on the metal measuring tape R20N2G is made according to the position indicator (arrow) mounted on the float.
Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений данной установки ±5 мм. Недостатки этой установки следующие:The limits of permissible absolute measurement error of this installation are ± 5 mm. The disadvantages of this installation are as follows:
- нельзя автоматизировать из-за наличия опор, на которые уложен уровнемер, а поплавок должен перемещаться вдоль уровнемера;- it is impossible to automate due to the presence of supports on which the level gauge is laid, and the float must move along the level gauge;
- низкая точность (±5 мм);- low accuracy (± 5 mm);
- из-за ручного труда велика вероятность ошибки оператора;- due to manual labor, the probability of operator error is high;
- из-за наличия опор невозможна метрологическая аттестация с малым шагом;- due to the presence of supports, metrological certification with a small step is not possible;
- из-за частых сотрясений уровнемера при установке поплавка в градуировочных точках затягивается процесс градуировки (поверки), так как струна в магнитострикционном уровнемере после перемещения поплавка долго колеблется и создается помеха рабочему сигналу;- due to frequent shocks of the level gauge during the installation of the float at calibration points, the calibration process (calibration) is delayed, since the string in the magnetostrictive level gauge oscillates for a long time after the movement of the float and interferes with the working signal;
- уровнемер аттестуется в нерабочем положении (рабочее положение - вертикальное).- the level gauge is certified in a non-working position (working position - vertical).
Более высокой точностью обладает установка поверочная уровнемерная УПУ, предназначенная для испытаний и первичной поверки уровнемеров «Струна-М», изготовленных по ТУ 4213-002-23434764-97 и систем измерительных «СТРУНА», изготавливаемых по ТУ 4210-001-23434764-2004, внесенная в Государственный реестр средств измерений и зарегистрированная под номером 31696-06.The verification level gauge UPU installation is designed for testing and initial verification of the Struna-M level meters manufactured according to TU 4213-002-23434764-97 and the STRUNA measuring systems manufactured according to TU 4210-001-23434764-2004, entered in the State Register of Measuring Instruments and registered under the number 31696-06.
Конструктивно установка поверочная уровнемерная УПУ выполнена на станине из стальных швеллеров шириной 120 мм и общей длиной 5200 мм сваренных между собой последовательно и размещенных на опорах. На одном краю установки УПУ смонтирован упор, являющийся нулевой отметкой для поверяемых уровнемеров. На последовательно расположенных специальных опорах, на расстоянии 250 мм друг от друга, закреплены промежуточные упоры - «измерительные ножи». Задние, по отношению к нулевой отметке, плоскости «измерительных ножей» служат отметками задания уровня при поверке уровнемеров «Струна-М» и систем измерительных «СТРУНА», к которым прижимается поплавок аттестуемого уровнемера.Structurally, the calibration level gauge UPU was made on a bed of steel channels with a width of 120 mm and a total length of 5200 mm welded together in series and placed on supports. An emphasis is mounted on one edge of the UPU installation, which is a zero mark for the level gauges being verified. On sequentially located special supports, at a distance of 250 mm from each other, intermediate stops are fixed - “measuring knives”. The back, with respect to the zero mark, planes of the “measuring knives” serve as markers for setting the level when checking the Struna-M level gauges and the STRUNA measuring systems, to which the float of the certified level gauge is pressed.
За счет точной фиксации измерительных ножей установка УПУ имеет пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений ±0,2 мм.Due to the exact fixation of the measuring knives, the UPU installation has the limits of the permissible absolute measurement error of ± 0.2 mm.
Однако она обладает недостатками, аналогичными ранее описанной установке УПУ 1500, а именно:However, it has disadvantages similar to the previously described UPU 1500 installation, namely:
- нельзя автоматизировать процесс метрологической аттестации из-за наличия опор, на которые уложен уровнемер, а поплавок должен перемещаться вдоль уровнемера;- it is impossible to automate the process of metrological certification due to the presence of supports on which the level gauge is laid, and the float must move along the level gauge;
- из-за ручного труда велика вероятность ошибки оператора;- due to manual labor, the probability of operator error is high;
- из-за наличия опор невозможна метрологическая аттестация с малым шагом;- due to the presence of supports, metrological certification with a small step is not possible;
- из-за частых сотрясений уровнемера при установке поплавка в градуировочных точках затягивается процесс градуировки (поверки), т.к. струна в магнитострикционном уровнемере после перемещения поплавка долго колеблется и создается помеха рабочему сигналу;- due to frequent shocks of the level gauge, when the float is installed in the calibration points, the calibration (verification) process is delayed, because the string in the magnetostrictive level gauge after moving the float fluctuates for a long time and an interference is created to the working signal;
- уровнемер градуируется (поверяется) в нерабочем положении (рабочее положение - вертикальное).- the level gauge is calibrated (verified) in the idle position (working position is vertical).
Аналогичной конструкцией и недостатками обладает установка поверочная уровнемерная УЭУм, внесенная в Государственный реестр средств измерений и зарегистрированная под номером 39199-08. Эта установка отличается от вышеописанной возможностью градуировки более длинных уровнемеров, и обладает теми же недостатками, что и установка поверочная уровнемерная УПУ.A similar design and shortcomings are in the installation of a level gauge UEUM entered in the State Register of Measuring Instruments and registered under number 39199-08. This setup differs from the above-described possibility of graduation of longer level gauges, and has the same drawbacks as the calibration level gauge UPU setup.
Высокая точность измерений может быть достигнута на стендах для поверки и калибровки цифровых нивелиров и штрихкодовых реек, описанных в патентах RU №2419070 C2, GO1C 5/00, GO1C 25/00 от 28.11.2008 и RU №2419766 C1, G01C 5/00, G01C 25/00 от 01.12.2009.High measurement accuracy can be achieved on the stands for checking and calibrating digital levels and barcodes, described in patents RU No. 2419070 C2, GO1C 5/00, GO1C 25/00 dated November 28, 2008 and RU No. 2419766 C1, G01C 5/00, G01C 25/00 from 12/01/2009.
Стенды предназначены для метрологической поверки и калибровки геодезических приборов. На изолированном от пола фундаменте установлены столбы, на которых укреплены направляющие рельсы. По рельсам перемещается каретка с отражателем лазерного интерферометра, поверяемой и эталонной штрихкодовыми рейками. Рейки расположены соосно и жестко соединены пятками навстречу друг другу через блок эталонных концевых мер длины.The stands are designed for metrological verification and calibration of geodetic instruments. On a foundation isolated from the floor, poles are installed on which guide rails are mounted. A carriage with a reflector of a laser interferometer, calibrated and a reference barcode rails, moves along the rails. The slats are coaxially and rigidly connected by the heels towards each other through a block of standard end measures of length.
Данные стенды имеют иное назначение, чем поверка уровнемеров, но даже в случае переоборудования для метрологической аттестации уровнемеров они будут обладать теми же недостатками, что и другие стенды с горизонтальной конструкцией. Однако использование лазерного интерферометра существенно повышает точность измерений и является достоинством данных стендов.These stands have a different purpose than the calibration of level gauges, but even in the case of conversion for metrological certification of level gauges, they will have the same drawbacks as other stands with a horizontal design. However, the use of a laser interferometer significantly increases the accuracy of measurements and is an advantage of these stands.
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому устройству является установка УПУ 1500М, внесенная в Государственный реестр средств измерений и зарегистрированная под номером 45416-10, предназначенная для поверки в лабораторных условиях уровнемеров У1500, У1500М, Y1500M-DIN гибкой и жесткой конструкции с пределами допускаемой абсолютной погрешности ±3 мм и выше, диапазоном измерения до 16 м, при их выпуске из производства и эксплуатации, методом имитации уровня.The closest in technical essence to the claimed device is the installation UPU 1500M, entered in the State register of measuring instruments and registered under number 45416-10, designed for calibration in laboratory conditions of the level gauges U1500, U1500M, Y1500M-DIN flexible and rigid design with limits of permissible absolute error ± 3 mm and above, measuring range up to 16 m, when they are discontinued from production and operation, by the method of level simulation.
Установка УПУ 1500М представляет собой рабочий стол, который состоит из скрепленных между собой прямоугольных алюминиевых профилей и закреплен с помощью кронштейнов к стене помещения лаборатории. Стол предназначен для размещения на нем испытуемого уровнемера, крепления измерительной ленты рулетки и П-образных направляющих полозьев для плавного перемещения по ним подвижной каретки. Подвижная каретка предназначена для изменения положения указателя каретки (стрелки) и закрепленного магнита над чувствительным элементом датчика уровнемера, имитируя перемещение поплавка. Каретка состоит из кронштейна с закрепленным магнитом, указателя положения каретки (стрелки), увеличительной линзы и роликов, обеспечивающих легкое перемещение по направляющим рабочего стола.The UPU 1500M installation is a desktop that consists of rectangular aluminum profiles fastened together and fixed with brackets to the wall of the laboratory premises. The table is designed to place the tested level gauge on it, to fasten the measuring tape of the roulette wheel and the U-shaped guide runners for smooth movement of the movable carriage along them. The movable carriage is designed to change the position of the carriage pointer (arrows) and the fixed magnet above the sensor element of the level gauge, simulating the movement of the float. The carriage consists of a bracket with a fixed magnet, a pointer to the position of the carriage (arrow), a magnifying lens and rollers that provide easy movement along the guides of the desktop.
Основной составляющей частью установки УПУ 1500М является рулетка типа Р20Н2Г, ГОСТ 7502-98, измерительная лента которой закреплена на столе установки параллельно испытуемому уровнемеру. Измерительная лента рулетки типа Р20Н2Г служит для снятия показаний положения имитатора поплавка уровнемера. Натяжное устройство предназначено для обеспечения прямолинейного положения на столе установки УПУ 1500М уровнемеров с гибким чувствительным элементом и состоит из гибкого троса, закрепленного с одной стороны к концу уровнемера, перекинутого через кронштейн с роликом и подвески с грузом, прикрепленной ко второму концу троса. Установка УПУ 1500М работает по принципу имитации уровня механическим передвижением каретки со стрелкой вдоль оболочки уровнемера. Отсчет положения на измерительной рулетке типа Р20Н2Г производится по указателю положения стрелки, установленной на подвижной каретке.The main component of the UPU 1500M installation is the R20N2G roulette, GOST 7502-98, the measuring tape of which is mounted on the installation table parallel to the level gauge being tested. A measuring tape of the R20N2G type is used to take readings of the position of the simulator of the float level gauge. The tensioner is designed to provide a straight-line position on the installation table of the UPU 1500M level gauges with a flexible sensor and consists of a flexible cable fixed on one side to the end of the level gauge, thrown over the bracket with a roller and suspension with a load attached to the second end of the cable. The UPU 1500M installation works on the principle of simulating the level by mechanical movement of the carriage with an arrow along the shell of the level gauge. The countdown of the position on the measuring tape type R20N2G is made according to the pointer position of the arrow mounted on the movable carriage.
Пределы абсолютной погрешности измерений установки типа УПУ 1500М ±1 мм.The limits of the absolute measurement error of the installation type UPU 1500M ± 1 mm.
Преимущества установки типа УПУ 1500М следующие:The advantages of the installation of the UPU 1500M type are as follows:
- непрерывное перемещение каретки позволят сделать с определенным шагом градуировку и поверку по всей длине уровнемера;- continuous movement of the carriage will allow graduation and verification along the entire length of the level gauge with a certain step;
- магнит, имитирующий поплавок, не касается уровнемера, что исключает колебание чувствительного элемента в процессе метрологической аттестации.- the magnet imitating the float does not touch the level gauge, which excludes the oscillation of the sensitive element in the process of metrological certification.
Однако она обладает рядом существенных недостатков:However, it has a number of significant disadvantages:
- установка типа УПУ 1500М прикрепляется к стене помещения, что при изменении температуры в помещении может привести к деформации установки и существенному ухудшению точности измерений;- a unit type UPU 1500M is attached to the wall of the room, which, when the temperature in the room changes, can lead to deformation of the installation and a significant deterioration in the accuracy of measurements;
- уровнемер градуируется (поверяется) в нерабочем положении (рабочее положение - вертикальное);- the level gauge is calibrated (verified) in the idle position (working position is vertical);
- нельзя автоматизировать процесс измерений из-за визуального считывания показаний;- it is impossible to automate the measurement process due to the visual reading of readings;
- из-за горизонтального положения уровнемера происходит его прогиб, что дает существенную ошибку измерений;- due to the horizontal position of the level gauge, it bends, which gives a significant measurement error;
- замена поплавка на имитирующий магнит приводит к ошибке, связанной с тем, что в каждом поплавке существует разброс установки магнита внутри поплавка (до нескольких миллиметров), что приведет к ошибке в работе уровнемера при его эксплуатации; для обеспечения высокой точности измерений уровнемера он должен пройти метрологическую аттестацию совместно со штатным поплавком;- replacing the float with a simulating magnet leads to an error due to the fact that in each float there is a variation in the installation of the magnet inside the float (up to several millimeters), which will lead to an error in the operation of the level gauge during its operation; to ensure high accuracy of level gauge measurements, it must pass metrological certification together with a standard float;
- установка типа УПУ 1500М, как и все ранее описанные установки и стенды позволяет производить метрологическую аттестацию единовременно только одного уровнемера;- an installation of the UPU 1500M type, like all the previously described installations and stands, allows metrological certification of only one level transmitter at a time;
- в установке типа УПУ 1500М, как и во всех ранее описанных установках и стендах отсутствует коррекция изменения длины установки от температуры окружающей среды.- in the installation of the UPU 1500M type, as in all the previously described installations and stands, there is no correction of the change in the length of the installation from the ambient temperature.
Задачей, на решение которой направлено изобретение является снижение погрешности в процессе метрологической аттестации уровнемеров до величины ±0,1 мм, автоматизация процесса метрологической аттестации, возможность метрологической аттестации двух уровнемеров одновременно в рабочем (вертикальном) положении.The problem to which the invention is directed is to reduce the error in the process of metrological certification of level gauges to a value of ± 0.1 mm, automate the process of metrological certification, the possibility of metrological certification of two level gauges simultaneously in the working (vertical) position.
Поставленная задача достигается за счет того, что в установку поверочную линейных перемещений автоматизированную, предназначенную для метрологической аттестации уровнемеров, состоящую из вертикально расположенной рамы из алюминиевого профиля, не прикрепляемой к стенам, с точной вертикальной установкой, в нижней части рамы на направляющей привода установлена неподвижная платформа, являющаяся нулевой отметкой для уровнемеров, на направляющей привода располагается приводная рабочая каретка с возможностью перемещения с помощью линейного привода, управление которым возможно с помощью блока управления, обеспечивающего работу серводвигателя по командам от компьютера, при этом программное обеспечение, установленное на компьютере, выполнено с возможностью реализации перемещения приводной рабочей каретки в заданное в программе положение с заданной скоростью, дополнительно введены сдвоенное устройство фиксации поплавков на подвижной рабочей каретке, пневматическое устройство «параллельного захвата» с возможностью закрепления и центрирования двух уровнемеров в вертикальной плоскости, в качестве устройства измерения перемещения приводной каретки используется датчик линейных перемещений, мерная лента которого приклеена на направляющей привода, в основу работы датчика линейных перемещений положен принцип фотоэлектрического считывания штрихов, равномерно нанесенных на мерную ленту, с помощью считывающей головки, расположенной на подвижной рабочей каретке, выходной сигнал с датчика линейных перемещений является управляющим сигналом для перемещения приводной рабочей каретки с закрепленными на ней поплавками с заданным шагом вдоль установленных уровнемеров, причем, из-за возможных наклонов подвижной рабочей каретки, позиционирование последней при перемещении вдоль направляющей привода реализовано по одной стороне для одного уровнемера, а позиционирование каретки для второго уровнемера высчитывается с помощью управляющей программы с учетом поправок, вдоль рамы установлены датчики температуры, предназначенные для компенсации изменения длины направляющей привода и ее изгиба в зависимости от колебаний температуры в помещении, а также за счет использования способа повышения точности вертикальных установок для метрологической аттестации двух уровнемеров одновременно, заключающегося в том, что с помощью квадранта оптического обеспечивают вертикальное положение установки на бетонной подушке и горизонтальное положение неподвижной платформы и подвижной рабочей каретки в нижнем положении, при этом рама установки не соприкасается со стенами помещения, снижают температуру в помещении до минимального значения рабочего диапазона температур, с помощью лазерного интерферометра производят контроль значений уровня для одной стороны рабочей каретки, вводят поправки, устраняющие расхождения показаний лазерного интерферометра и установки и производят контрольный проход по всей высоте установки с их учетом, с помощью лазерного интерферометра снимают значения уровня по второй стороне подвижной рабочей каретки с учетом поправок по первой стороне, определяют несоответствия показаний по второй стороне по отношению к показаниям лазерного интерферометра и вводят поправки, устраняющие эти несоответствия, производят контрольный проход подвижной рабочей каретки по всей высоте установки, при котором определяют расхождение показаний лазерного интерферометра и установки, после чего температуру в помещении повышают до максимального значения рабочего диапазона температур и производят контрольный проход по всей высоте установки с применением лазерного интерферометра для каждой из сторон подвижной рабочей каретки, для каждой из которых определяют зоны диапазона перемещения подвижной рабочей каретки с одинаковыми температурными коэффициентами, вычисляют эти коэффициенты для каждой зоны и каждой стороны подвижной рабочей каретки и вводят в программу, производят контрольный проход с использованием лазерного интерферометра с учетом поправок при минимальной и максимальной температуре, после чего для точного определения начального положения отсчета с помощью глубиномера измеряют смещение верхней плоскости подвижной рабочей каретки относительно нижней плоскости неподвижной платформы, являющейся точкой отсчета для уровнемеров, для левой и правой сторон подвижной рабочей каретки, и вводят данные смещения в программу, в процессе работы из-за возможных наклонов подвижной рабочей каретки непосредственное позиционирование каретки производят по одной стороне для одного уровнемера, а позиционирование подвижной рабочей каретки для второго уровнемера высчитывают с помощью управляющей программы с учетом поправок.The task is achieved due to the fact that in the installation of testing linear displacements automated, designed for metrological certification of level gauges, consisting of a vertically located frame of aluminum profile, not attached to the walls, with accurate vertical installation, a fixed platform is installed in the lower part of the frame on the drive guide which is a zero mark for level gauges, the drive working carriage is located on the drive guide with the ability to move using linear drive, the control of which is possible using a control unit that provides the servomotor according to commands from the computer, while the software installed on the computer is configured to move the drive working carriage to a predetermined position in the program at a given speed, a dual locking device is additionally introduced floats on a movable working carriage, pneumatic device "parallel capture" with the ability to fix and center two level gauges in on the ideal plane, a linear displacement sensor is used as a measuring device for moving the drive carriage, the measuring tape of which is glued to the drive guide, the principle of photoelectric reading of strokes uniformly applied to the measuring tape is laid on the basis of the linear displacement sensor using a reading head located on a moving working carriage, the output signal from the linear displacement sensor is a control signal for moving the drive working carriage with fixed on it with floats with a given step along the installed level gauges, and, due to possible inclinations of the movable working carriage, the position of the latter when moving along the drive guide is realized on one side for one level gauge, and the position of the carriage for the second level gauge is calculated using the control program, taking into account amendments temperature sensors are installed along the frame to compensate for changes in the length of the drive rail and its bending depending on temperature fluctuations in the room and also through the use of a method of increasing the accuracy of vertical installations for metrological certification of two level gauges at the same time, consisting in the fact that using an optical quadrant they provide the vertical position of the installation on a concrete pillow and the horizontal position of the fixed platform and the movable working carriage in the lower position, while installation does not come into contact with the walls of the room, reduce the temperature in the room to the minimum value of the operating temperature range, using a laser the interferometer control the level values for one side of the working carriage, introduce corrections that eliminate the discrepancy between the readings of the laser interferometer and the installation and make a control pass along the entire height of the installation, taking them into account, use the laser interferometer to take the level values on the second side of the movable working carriage, taking into account the amendments to the first side, determine the inconsistencies of the readings on the second side with respect to the readings of the laser interferometer and introduce amendments that eliminate these discrepancies vii, make a control pass of the movable working carriage along the entire height of the installation, at which the discrepancy between the readings of the laser interferometer and the installation is determined, after which the room temperature is increased to the maximum value of the operating temperature range and a control pass is made over the entire height of the installation using a laser interferometer for each of sides of the movable working carriage, for each of which the zones of the range of movement of the movable working carriage with the same temperature coefficients are determined by coefficients, calculate these coefficients for each zone and each side of the movable working carriage and enter into the program, make a control pass using a laser interferometer, taking into account corrections at the minimum and maximum temperature, and then to accurately determine the initial position of the reference using the depth gauge measure the displacement of the upper plane movable working carriage relative to the lower plane of the fixed platform, which is the reference point for level gauges, for the left and right sides of the movable work eyes of the carriage, and enter the displacement data into the program, during operation, due to possible inclinations of the movable working carriage, the direct positioning of the carriage is performed on one side for one level gauge, and the positioning of the movable working carriage for the second level gauge is calculated using the control program, taking into account amendments.
Техническим результатом является создание установки поверочной линейных перемещений автоматизированной, позволяющей производить метрологическую аттестацию двух датчиков уровня одновременно с погрешностью не более ±0,1 мм по всей длине уровнемера в непрерывном режиме с минимальным шагом 1 мм и длине уровнемера до 4000 мм.The technical result is the creation of an automated linear displacement calibration unit, which allows metrological certification of two level sensors simultaneously with an error of not more than ± 0.1 mm along the entire length of the level gauge in continuous operation with a minimum step of 1 mm and a length of the level gauge up to 4000 mm.
Малая погрешность измерений обеспечивается как конструкцией установки поверочной линейных перемещений автоматизированной, так и способом повышения точности позиционирования вертикальных установок для метрологической аттестации двух уровнемеров одновременно.A small measurement error is ensured both by the design of the automated linear displacement calibration unit and by the method of increasing the accuracy of the positioning of vertical units for metrological certification of two level gauges simultaneously.
Указанные свойства получены благодаря тому, что введены сдвоенное устройство фиксации поплавков на подвижной рабочей каретке, пневматическое устройство «параллельного захвата» с возможностью закрепления и центрирования двух уровнемеров в вертикальной плоскости, в качестве устройства измерения перемещения приводной каретки используется датчик линейных перемещений, мерная лента которого приклеена на направляющей привода, в основу работы датчика линейных перемещений положен принцип фотоэлектрического считывания штрихов, равномерно нанесенных на мерную ленту, с помощью считывающей головки, расположенной на подвижной рабочей каретке, выходной сигнал с датчика линейных перемещений является управляющим сигналом для перемещения приводной рабочей каретки с закрепленными на ней поплавками с заданным шагом вдоль установленных уровнемеров, причем, из-за возможных наклонов подвижной рабочей каретки, позиционирование последней при перемещении вдоль направляющей привода реализовано по одной стороне для одного уровнемера, а позиционирование каретки для второго уровнемера высчитывается с помощью управляющей программы с учетом поправок, вдоль рамы установлены датчики температуры, предназначенные для компенсации изменения длины направляющей привода и ее изгиба в зависимости от колебаний температуры в помещении, а также благодаря способу повышения точности вертикальных установок для метрологической аттестации двух уровнемеров одновременно, заключающемся в том, что с помощью квадранта оптического обеспечивают вертикальное положение установки на бетонной подушке и горизонтальное положение неподвижной платформы и подвижной рабочей каретки в нижнем положении, при этом рама установки не соприкасается со стенами помещения, снижают температуру в помещении до минимального значения рабочего диапазона температур, с помощью лазерного интерферометра производят контроль значений уровня для одной стороны рабочей каретки, вводят поправки, устраняющие расхождения показаний лазерного интерферометра и установки и производят контрольный проход по всей высоте установки с их учетом, с помощью лазерного интерферометра снимают значения уровня по второй стороне подвижной рабочей каретки с учетом поправок по первой стороне, определяют несоответствия показаний по второй стороне по отношению к показаниям лазерного интерферометра и вводят поправки, устраняющие эти несоответствия, производят контрольный проход подвижной рабочей каретки по всей высоте установки, при котором определяют расхождение показаний лазерного интерферометра и установки, после чего температуру в помещении повышают до максимального значения рабочего диапазона температур и производят контрольный проход по всей высоте установки с применением лазерного интерферометра для каждой из сторон подвижной рабочей каретки, для каждой из которых определяют зоны диапазона перемещения подвижной рабочей каретки с одинаковыми температурными коэффициентами, вычисляют эти коэффициенты для каждой зоны и каждой стороны подвижной рабочей каретки и вводят в программу, производят контрольный проход с использованием лазерного интерферометра с учетом поправок при минимальной и максимальной температуре, после чего для точного определения начального положения отсчета, с помощью глубиномера измеряют смещение верхней плоскости подвижной рабочей каретки относительно нижней плоскости неподвижной платформы, являющейся точкой отсчета для уровнемеров, для левой и правой сторон подвижной рабочей каретки, и вводят данные смещения в программу, в процессе работы из-за возможных наклонов подвижной рабочей каретки непосредственное позиционирование каретки производят по одной стороне для одного уровнемера, а позиционирование подвижной рабочей каретки для второго уровнемера высчитывают с помощью управляющей программы с учетом поправок.The indicated properties are obtained due to the fact that a dual device for fixing floats on a movable working carriage, a pneumatic device of "parallel grip" with the ability to fix and center two level gauges in a vertical plane are introduced, as a device for measuring the movement of the drive carriage, a linear displacement sensor is used, the measuring tape of which is glued on the drive guide, the linear displacement sensor is based on the principle of photoelectric stroke reading, uniform applied to the measuring tape, with the help of a reading head located on the movable working carriage, the output signal from the linear displacement sensor is a control signal for moving the driving working carriage with floats fixed on it with a given step along the installed level gauges, and, due to possible inclinations movable working carriage, the positioning of the latter when moving along the drive guide is implemented on one side for one level gauge, and the positioning of the carriage for the second level RA is calculated using the control program, taking into account amendments, along the frame temperature sensors are installed to compensate for changes in the length of the drive rail and its bending depending on the temperature fluctuations in the room, and also due to the method of increasing the accuracy of vertical installations for metrological certification of two level gauges simultaneously, which consists in that, using an optical quadrant, they provide a vertical installation position on a concrete pillow and a horizontal position of a fixed of the platform and the movable working carriage in the lower position, while the installation frame does not come into contact with the walls of the room, reduce the room temperature to the minimum value of the working temperature range, use a laser interferometer to control the level values for one side of the working carriage, introduce corrections that eliminate the differences readings of the laser interferometer and the installation and make a control pass along the entire height of the installation, taking them into account, using the laser interferometer take the values of the level n the second side of the movable working carriage, taking into account the amendments on the first side, the inconsistencies of the readings on the second side with respect to the readings of the laser interferometer are determined and the corrections are eliminated to eliminate these inconsistencies, the control pass of the movable working carriage is made over the entire installation height, at which the discrepancy of the readings of the laser interferometer is determined and installation, after which the temperature in the room is increased to the maximum value of the operating temperature range and a control passage is made along the entire installation height using a laser interferometer for each side of the moving working carriage, for each of which the zones of the range of movement of the working working carriage with the same temperature coefficients are determined, these coefficients are calculated for each zone and each side of the moving working carriage and entered into the program, a control pass using a laser interferometer, taking into account corrections at the minimum and maximum temperature, after which, to accurately determine the initial position, Using the depth gauge, the displacement of the upper plane of the movable working carriage relative to the lower plane of the fixed platform, which is the reference point for the level gauges, for the left and right sides of the movable working carriage is measured, and the offset data is entered into the program during operation due to possible inclinations of the movable working carriage, the direct positioning of the carriage is made on one side for one level gauge, and the positioning of the movable working carriage for the second level gauge is calculated using ravlyaetsya program as amended.
На фиг.1 представлен чертеж привода установки поверочной линейных перемещений автоматизированной.Figure 1 presents a drawing of the drive installation of the verification of linear displacements automated.
Цифрами на чертеже обозначены:The numbers in the drawing indicate:
1 - рама;1 - frame;
2 - направляющая привода;2 - drive guide;
3 - мерная лента;3 - measuring tape;
4 - неподвижная платформа;4 - fixed platform;
5 - приводная рабочая каретка;5 - drive working carriage;
6 - сдвоенное устройство фиксации поплавков;6 - dual device for fixing floats;
7 - пневматическое устройство «параллельного захвата»;7 - pneumatic device "parallel capture";
8 - серводвигатель;8 - servomotor;
9 - аттестуемый уровнемер (не входит в состав установки);9 - certified level gauge (not included in the installation);
10 - поплавок.10 - float.
На фиг.2 представлена блок-схема установки поверочной линейных перемещений автоматизированной. Цифрами на блок-схеме обозначены:Figure 2 presents the block diagram of the installation of calibration linear displacements automated. The numbers on the block diagram indicate:
9 - аттестуемый уровнемер (не входит в состав установки);9 - certified level gauge (not included in the installation);
11 - привод установки поверочной линейных перемещений автоматизированной;11 - drive installation verification linear displacements automated;
12 - система измерительная;12 - measuring system;
13 - блок управления;13 - control unit;
14 - компьютер;14 - computer;
15 - компрессор;15 - compressor;
16 - датчики температуры.16 - temperature sensors.
Конструктивно привод установки линейных перемещений автоматизированной 11 выполнен на раме 1, на которой установлены:Structurally, the drive of the linear displacement installation of automated 11 is made on the frame 1, on which are installed:
- направляющая привода 2, на боковую поверхность которой наклеена мерная лента 3, которая является частью датчика линейных перемещений, с рисками расстояние между которыми составляет 20 мкм; (из-за того, что мерная лента 3 расположена сбоку и не видна, она условно показана стрелкой на выноске позиции), вдоль направляющей привода установлены датчики температуры 16 (датчики температуры 16 расположены сзади направляющей привода 2 и на чертеже привода фиг.2 условно не показаны);- a drive guide 2, on the side surface of which a measuring tape 3 is glued, which is part of a linear displacement sensor, with risks the distance between which is 20 microns; (due to the fact that the measuring tape 3 is located on the side and is not visible, it is conventionally shown by an arrow on the leader of the position),
- неподвижная платформа 4, расположенная в нижней части направляющей привода 2 установки и являющаяся нулевой отметкой для аттестуемых уровнемеров 9, для плотной установки уровнемеров в посадочные места предусмотрены центрирующие втулки;- a fixed platform 4, located in the lower part of the installation guide 2 of the installation and which is a zero mark for certified level gauges 9, centering sleeves are provided for tight installation of level gauges in seats;
- приводная рабочая каретка 5, на которой с помощью сдвоенного устройство фиксации поплавков 6, состоящего из прижимной скобы и центрирующих втулок, крепятся поплавки 10 аттестуемых уровнемеров 9. На приводную рабочую каретку 5 также установлена головка считывателя датчика линейных перемещений, которая определяет перемещение поплавков 10, закрепленных с помощью сдвоенного устройства фиксации поплавков 6, с мерной ленты 3 по рискам, нанесенным на нее. На приводной рабочей каретке 5 также закреплены индукционные датчики, сигнализирующие о приближении к пневматическому устройству «параллельного захвата» 7;- a drive working carriage 5, on which, with the help of a dual device for fixing the floats 6, consisting of a pressure bracket and centering sleeves, the floats 10 of the certified level gauges 9 are attached. The head of the linear displacement sensor reader, which determines the movement of the floats 10, is also mounted on the drive carriage 5 fixed with the help of a dual device for fixing the floats 6, from the measuring tape 3 according to the risks applied to it. Induction sensors are also fixed on the driven working carriage 5, signaling that they are approaching the "parallel grip" 7 pneumatic device;
- пневматическое устройство «параллельного захвата» 7, в котором два аттестуемых уровнемера 9 закрепляются и центрируются в вертикальной плоскости. Снизу на пневматическом устройстве «параллельного захвата» 7 установлен демпфер для мягкого касания с подвижной рабочей кареткой 5;- pneumatic device "parallel capture" 7, in which two
- серводвигатель 8.- servomotor 8.
Подключение привода установки поверочной линейных перемещений автоматизированной 11 производится к блоку управления 13 и компрессору 15;The drive of the installation of calibration linear displacements automated 11 is connected to the
Компрессор 15 предназначен для подачи сжатого воздуха в пневматическое устройство «параллельного захвата» 7.The
Аттестуемые уровнемеры 9 и датчики температуры 16 подключаются к системе измерительной 12.Certified level gauges 9 and
Вдоль рамы 1 установлены датчики температуры 16, предназначенные для компенсации ошибки, вызванной изменением длины направляющей привода и ее изгиба в зависимости от колебаний температуры в помещении. Система измерительная 12 представляет собой трехканальный вариант исполнения системы измерительной «СТРУНА», к двум каналам которой подключаются аттестуемые уровнемеры 9, а к третьему каналу - датчики температуры 16. Наличие третьего канала для датчиков температуры 16 объясняется тем, что измерение температуры осуществляется с точностью ±0,5°С, а измерительный канал системы измерительной «СТРУНА» аттестован на указанную точность измерений температуры.Along frame 1,
Система измерительная 12 и блок управления 13 подключаются к компьютеру 14.The measuring
Рама 1 устанавливается на бетонной подушке строго вертикально с помощью регулируемых опор, контроль вертикального положения установки осуществляется с помощью квадранта оптического КО-30М по ГОСТ 8.393-80.Frame 1 is mounted on a concrete pillow strictly vertically using adjustable supports, the vertical position of the installation is controlled using an optical quadrant KO-30M in accordance with GOST 8.393-80.
Линейный привод приводной рабочей каретки 5 имеет направляющую привода 2 на основе алюминиевого профиля и зубчатую ременную передачу, с помощью которой производится перемещение приводной рабочей каретки 5 с помощью серводвигателя 8, имеющего энкодер с 56000 отсчетов на один оборот шестерни.The linear drive of the drive working carriage 5 has a drive guide 2 based on an aluminum profile and a gear belt drive, with which the drive working carriage 5 is moved using a servomotor 8, which has an encoder with 56,000 readings per gear revolution.
Механизм пневматического устройства «параллельного захвата» 7 состоит из силового кронштейна со смонтированными на нем радиальными захватами и стопорными пневмоцилиндрами для фиксации пневматического устройства «параллельного захвата» 7 от смещения вверх/вниз. Радиальные захваты снабжены губками для фиксации поверяемого уровнемера 9 от смещения. Для установки уровнемеров на ось радиальных захватов предназначены направляющие, на кронштейнах которых расположены индуктивные датчики наличия уровнемера. Стопорные пневмоцилиндры снабжены упорами с резиновыми наконечниками для исключения повреждения направляющей привода 2.The mechanism of the pneumatic device "parallel capture" 7 consists of a power bracket with mounted on it with radial grips and retaining pneumatic cylinders for fixing the pneumatic device "parallel capture" 7 from displacement up / down. Radial grippers are provided with jaws for fixing the calibrated
Контроль положения приводной рабочей каретки 5 осуществляется с помощью датчика линейных перемещений, в состав которого входят мерная лента 3, наклеенная на направляющую привода 2 и головка считывания, закрепленная на приводной рабочей каретке 5.The position of the drive working carriage 5 is controlled by a linear displacement sensor, which includes a measuring tape 3 glued to the drive guide 2 and a read head fixed to the drive working carriage 5.
Управление приводом установки поверочной линейных перемещений автоматизированной 11 осуществляется с помощью блока управления 13 от компьютера 14. Блок управления приводом 13 с собственным контроллером обеспечивает работу серводвигателя 8 по командам от компьютера. При этом программное обеспечение, установленное на компьютере, реализует перемещение приводной каретки 5 в заданное положение с заданной скоростью.The drive control unit calibration linear displacements automated 11 is carried out using the
Следует отметить, что чисто механическое увеличение числа градуируемых (поверяемых) уровнемеров до двух не приведет к обеспечению заданной точности. Это связано с тем, что в процессе движения приводной рабочей каретки 5 вдоль направляющей привода 2 происходит перекос приводной рабочей каретки 5 относительно направляющей привода 2, причем в разных точках он имеет разную величину. Для компенсации ошибок, связанных с перекосом, позиционирование приводной рабочей каретки 5 производится по одной стороне для одного уровнемера, а позиционирование приводной рабочей каретки 5 по противоположной стороне для второго уровнемера высчитывается с помощью управляющей программы с учетом поправок, полученных в процессе настройки привода установки поверочной линейных перемещений автоматизированной 11 с помощью лазерного интерферометра.It should be noted that a purely mechanical increase in the number of graduated (verified) level gauges to two will not lead to the provision of a given accuracy. This is due to the fact that during the movement of the drive working carriage 5 along the drive guide 2, the drive working carriage 5 is skewed relative to the drive guide 2, and at different points it has a different size. To compensate for misalignment errors, the positioning of the driving working carriage 5 is made on one side for one level gauge, and the positioning of the driving working carriage 5 on the opposite side for the second level gauge is calculated using the control program taking into account the corrections received during the setup of the drive displacements automated 11 using a laser interferometer.
Для обеспечения стабильности в части вертикального положения привода установки поверочной линейных перемещений автоматизированной 11 он установлен на бетонной подушке.To ensure stability in terms of the vertical position of the drive of the installation of calibration linear displacements automated 11, it is mounted on a concrete pad.
Работает установка следующим образом.The installation works as follows.
Включаются компьютер 14, компрессор 15 система измерительная 12.Turn on the
Включается блок управления 13, предназначенный для управления приводом установки поверочной линейных перемещений автоматизированной 11 как в ручном режиме, так и от компьютера 14.The
После включения блока управления 13 выполняется поиск нулевой координаты приводной рабочей каретки 5. На малой скорости приводная рабочая каретка 5 перемещается в нижнее положение до соприкосновения с неподвижной платформой 4. После соприкосновения серводвигатель 8 отводит приводную рабочую каретку 5 на расстояние 1 мм (положение «нулевой» координаты).After turning on the
Перед проведением метрологической аттестации уровнемеров 9 пневматическое устройство «параллельного захвата» 7 устанавливается на высоте, соответствующей длине уровнемеров подлежащих метрологической аттестации. Для этого приводная рабочая каретка 5 подходит к пневматическому устройству «параллельного захвата» 7, что контролируется индуктивным датчиком, при этом устройство «параллельного захвата» 7, упирается в демпфер, установленный на пневматическом устройстве «параллельного захвата» 7. Стопорные пневмоцилиндры, расположенные на пневматическом устройстве «параллельного захвата» 7, по команде компьютера 14 освобождают его от фиксации относительно направляющей привода 2. Далее, приводная рабочая каретка 5 перемещается вместе с устройством «параллельного захвата» 7 на высоту, соответствующую размеру аттестуемого уровнемера 9. Стопорные пневмоцилиндры фиксируют по команде компьютера 14 пневматическое устройство «параллельного захвата» 7 относительно направляющей привода 2 для предохранения от смещения вверх/вниз. Система управления запоминает положение пневматического устройства «параллельного захвата» 7. Для страховки в случае снижения давления в компрессоре предусмотрена механическая блокировка положения пневматического устройства «параллельного захвата» 7 с помощью пружинных фиксаторов. Приводная каретка 2 опускается в нулевую координату (в «исходное» положение).Before carrying out the metrological certification of the level gauges 9, the pneumatic device "parallel capture" 7 is installed at a height corresponding to the length of the level gauges subject to metrological certification. For this, the driven working carriage 5 approaches the pneumatic device of the "parallel grip" 7, which is controlled by an inductive sensor, while the device of the "parallel grip" 7 abuts against a damper mounted on the pneumatic device of the "parallel grip" 7. Locking pneumatic cylinders located on the pneumatic the device "parallel capture" 7, at the command of the
Аттестуемые уровнемеры 9 одинаковой длины устанавливаются на неподвижной платформе 4 с помощью центрирующих втулок. При этом подвижная рабочая каретка 5 находится в нижнем положении.Certified level gauges 9 of the same length are mounted on a fixed platform 4 using centering sleeves. When this movable working carriage 5 is in the lower position.
Зажим и центровка уровнемеров 5 осуществляется с помощью пневматического устройства «параллельного захвата» 7.Clamping and alignment of the level gauges 5 is carried out using a pneumatic device "parallel capture" 7.
Направляющие «параллельного захвата» обеспечивают строго вертикальное положение аттестуемых уровнемеров 9.The guides of the "parallel capture" provide a strictly vertical position of the certified level gauges 9.
Поплавки 10 устанавливаются на подвижной рабочей каретке 5 с помощью сдвоенного устройство фиксации поплавков 6, состоящего из скобы и центрирующих втулок, обеспечивающих правильное рабочее положение поплавков относительно оболочки аттестуемого уровнемера 9, и крепятся посредством откидных болтов с барашками.The floats 10 are mounted on a movable working carriage 5 with the help of a dual device for fixing the floats 6, consisting of a bracket and centering sleeves, ensuring the correct working position of the floats relative to the shell of the
Если необходимо произвести метрологическую аттестацию только одного уровнемера, то место второго уровнемера остается свободным, но в сдвоенное устройство фиксации поплавков 6, устанавливается второй поплавок, с теми же размерами, что и поплавок аттестуемого уровнемера.If it is necessary to carry out metrological certification of only one level gauge, the place of the second level gauge remains free, but a second float is installed in the dual device for fixing the floats 6, with the same dimensions as the float of the certified level gauge.
Приводная рабочая каретка 5 перемещает поплавки 10 из одного положения в другое в диапазоне измерений перемещения поплавков по программе, заложенной в компьютер 14 (минимальный шаг перемещения может составлять 1 мм, а максимальная величина перемещения 4000 мм).The drive working carriage 5 moves the floats 10 from one position to another in the measurement range of the movement of the floats according to the program embedded in the computer 14 (the minimum movement step can be 1 mm, and the maximum displacement is 4000 mm).
Значение задаваемого перемещения для уровнемеров различных типов определяется как расстояние от нижней кромки неподвижной платформы 4 (основание уровнемера) до верхней кромки приводной рабочей каретки 5, что соответствует положению поплавков 10.The value of the specified movement for various level gauges is defined as the distance from the lower edge of the fixed platform 4 (the base of the level gauge) to the upper edge of the drive working carriage 5, which corresponds to the position of the floats 10.
С целью точного определения положения поплавков 10 при перемещении вдоль направляющей привода 2 используется датчик линейных перемещений, в состав которого входят мерная лента 3, наклеенная на боковую поверхность направляющей привода 2 и считыватель, закрепленный на подвижной рабочей каретке 5, который определяет перемещение поплавков 10 по рискам на мерной ленте 3, расстояние между которыми составляет 20 мкм. Определенная датчиком линейных перемещений величина перемещения поплавков 10 является управляющим сигналом для контроллера привода, расположенном в блоке управления 13.In order to accurately determine the position of the floats 10 when moving along the drive guide 2, a linear displacement sensor is used, which includes a measuring tape 3 glued to the side surface of the drive 2 and a reader mounted on a movable working carriage 5, which determines the movement of the floats 10 according to risks on the measuring tape 3, the distance between which is 20 microns. The displacement value of the floats 10 determined by the linear displacement sensor is a control signal for the drive controller located in the
Компенсация погрешности задаваемого перемещения, возникающей при изменении размеров и изгиба направляющей привода 2 вследствие изменения температуры окружающей среды, осуществляется программно по показаниям датчиков температуры 16, равномерно расположенных вдоль направляющей привода 2.Compensation of the error of the specified displacement that occurs when changing the dimensions and bending of the drive guide 2 due to changes in the ambient temperature is carried out programmatically by the readings of
Перед введением в эксплуатацию производят настройку установки поверочной линейных перемещений автоматизированной по методике повышения точности позиционирования вертикальных установок для метрологической аттестации двух уровнемеров одновременно. Эта методика заключается в том, что с помощью квадранта оптического обеспечивают вертикальное положение установки на бетонной подушке и горизонтальное положение неподвижной платформы и подвижной рабочей каретки в нижнем положении, при этом рама установки не соприкасается со стенами помещения. Снижают температуру в помещении до минимального значения рабочего диапазона температур. С помощью лазерного интерферометра производят контроль значений уровня для одной стороны рабочей каретки, вводят поправки, устраняющие расхождения показаний лазерного интерферометра и установки и производят контрольный проход по всей высоте установки с их учетом. С помощью лазерного интерферометра снимают значения уровня по второй стороне подвижной рабочей каретки с учетом поправок по первой стороне, определяют несоответствия показаний по второй стороне по отношению к показаниям лазерного интерферометра и вводят поправки, устраняющие эти несоответствия. Производят контрольный проход подвижной рабочей каретки по всей высоте установки, при котором определяют расхождение показаний лазерного интерферометра и установки, после чего температуру в помещении повышают до максимального значения рабочего диапазона температур и производят контрольный проход по всей высоте установки с применением лазерного интерферометра для каждой из сторон подвижной рабочей каретки, для каждой из которых определяют зоны диапазона перемещения подвижной рабочей каретки с одинаковыми температурными коэффициентами, вычисляют эти коэффициенты для каждой зоны и каждой стороны подвижной рабочей каретки и вводят в программу. Производят контрольный проход с использованием лазерного интерферометра с учетом поправок при минимальной и максимальной температуре.Before putting into operation, the calibration of linear displacements is set up automated, using the technique of increasing the accuracy of positioning vertical installations for metrological certification of two level gauges simultaneously. This technique consists in the fact that using the optical quadrant they provide the vertical installation position on the concrete pillow and the horizontal position of the fixed platform and the movable working carriage in the lower position, while the installation frame does not come into contact with the walls of the room. Reduce the temperature in the room to the minimum value of the operating temperature range. Using a laser interferometer, level values are monitored for one side of the working carriage, corrections are introduced to eliminate the discrepancy between the readings of the laser interferometer and the installation, and a control passage is made over the entire height of the installation, taking them into account. Using a laser interferometer, the level values on the second side of the movable working carriage are taken into account, taking into account the corrections on the first side, the discrepancies of the readings on the second side with respect to the readings of the laser interferometer are determined and corrections are eliminated to eliminate these discrepancies. A control pass of the movable working carriage is made over the entire height of the installation, at which the discrepancy between the readings of the laser interferometer and the installation is determined, after which the room temperature is increased to the maximum value of the operating temperature range and a control pass is made over the entire height of the installation using a laser interferometer for each side of the movable working carriage, for each of which the zones of the range of movement of the movable working carriage with the same temperature coefficient are determined Tammy, these coefficients are calculated for each zone and each side of the movable operating carriage and is introduced into the program. A control pass is made using a laser interferometer, taking into account corrections at the minimum and maximum temperature.
В процессе настройки лазерный интерферометр ставится перед установкой. Сверху приводной рабочей каретки 5 ставится отражатель, а под неподвижной платформой 4 - угловой отражатель. В положении «нулевой» координаты показания лазерного интерферометра обнуляются. Таким образом, при передвижении приводной рабочей каретки 5 лазерный интерферометр измеряет с высокой точностью относительное положение между неподвижной платформой 4 и приводной рабочей кареткой 5. Ввиду этого, для вычисления истинного положения уровнемеров 9, то есть точного определения начального положения отсчета, с помощью глубиномера измеряют смещение верхней плоскости подвижной рабочей каретки 5 относительно нижней плоскости неподвижной платформы 4, являющейся точкой отсчета для уровнемеров, для левой и правой сторон подвижной рабочей каретки 5, и вводят данные смещения в программу.During setup, a laser interferometer is placed before installation. A reflector is placed on top of the drive working carriage 5, and an angular reflector is placed under the fixed platform 4. In the "zero" position, the readings of the laser interferometer are reset. Thus, when moving the driving working carriage 5, the laser interferometer measures with high accuracy the relative position between the fixed platform 4 and the driving working carriage 5. In view of this, to calculate the true position of the level gauges 9, that is, to accurately determine the initial reference position, the displacement is measured using a depth gauge the upper plane of the movable working carriage 5 relative to the lower plane of the fixed platform 4, which is the reference point for level gauges, for the left and right sides of the movable Static preparation carriage 5 and is introduced into the offset data program.
В процессе работы из-за возможных наклонов подвижной рабочей каретки непосредственное позиционирование каретки производят по одной стороне для одного уровнемера, а позиционирование подвижной рабочей каретки для второго уровнемера высчитывают с помощью управляющей программы с учетом поправок.In the process, due to possible inclinations of the movable working carriage, the direct positioning of the carriage is made on one side for one level gauge, and the positioning of the movable working carriage for the second level gauge is calculated using the control program, taking into account amendments.
Процесс метрологической аттестации уровнемеров происходит автоматически по заданной программе, установленной на компьютере.The process of metrological certification of level gauges occurs automatically according to a given program installed on the computer.
При этом в случае проведения градуировки создается шкала или градуировочная таблица, отражающая зависимость выходного сигнала от уровня, и заносится в память уровнемера.In this case, in the case of calibration, a scale or calibration table is created, which reflects the dependence of the output signal on the level, and is entered into the memory of the level gauge.
В случае проведения калибровки происходит сравнение действительных значений метрологических характеристик уровнемера с эталонной величиной - отсчете на установке поверочной линейных перемещений автоматизированной. В случае необходимости происходит введение поправок в память уровнемера.In the case of calibration, the actual values of the metrological characteristics of the level gauge are compared with the reference value - the countdown at the installation of calibration linear displacements automated. If necessary, corrections are entered into the level meter memory.
В случае проведения поверки проводится проверка соответствия параметров уровнемеров установленным техническим требованиям.In the case of verification, the compliance of the level gauges with established technical requirements is checked.
Метрологическая аттестация двух датчиков производится одновременно.Metrological certification of two sensors is carried out simultaneously.
По результатам метрологической аттестации выпускается соответствующий отчет.According to the results of metrological certification, a corresponding report is issued.
На предприятии изготовлена описанная установка, проведены ее испытания, которые подтвердили возможность метрологической аттестации двух уровнемеров одновременно с погрешностью менее ±0,1 мм (среднеквадратическая погрешность составила ±30 мкм).The described installation was manufactured at the enterprise, its tests were carried out, which confirmed the possibility of metrological certification of two level gauges simultaneously with an error of less than ± 0.1 mm (standard deviation was ± 30 μm).
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012114246/28A RU2495384C1 (en) | 2012-04-12 | 2012-04-12 | Automated calibration plant of linear movements and method for improving accuracy of vertical plants for metrological qualification of two level gauges simultaneously |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012114246/28A RU2495384C1 (en) | 2012-04-12 | 2012-04-12 | Automated calibration plant of linear movements and method for improving accuracy of vertical plants for metrological qualification of two level gauges simultaneously |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2495384C1 true RU2495384C1 (en) | 2013-10-10 |
Family
ID=49303081
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012114246/28A RU2495384C1 (en) | 2012-04-12 | 2012-04-12 | Automated calibration plant of linear movements and method for improving accuracy of vertical plants for metrological qualification of two level gauges simultaneously |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2495384C1 (en) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2690701C2 (en) * | 2018-11-14 | 2019-06-05 | Акционерное Общество "Теккноу" | Metrological bench for verification, calibration of level gauges and level indicators |
| CN110017885A (en) * | 2019-04-24 | 2019-07-16 | 中国长江电力股份有限公司 | A kind of roof-mounted magnetic double level gauge automatic check device and method |
| CN110907021A (en) * | 2019-12-30 | 2020-03-24 | 福建福清核电有限公司 | Device for verifying float-type liquid level meter |
| RU2739141C1 (en) * | 2020-06-25 | 2020-12-21 | Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина | Stand for calibration of buoy gauges and level gauges |
| CN113188636A (en) * | 2021-04-14 | 2021-07-30 | 中国长江电力股份有限公司 | Automatic calibration device for magnetic turning plate liquid level meter and use method |
| RU206346U1 (en) * | 2021-06-11 | 2021-09-07 | Общество с ограниченной ответственностью "Метрология-Комплект" | Metrological stand for level gauge calibration |
| CN113932892A (en) * | 2021-11-10 | 2022-01-14 | 四川泛华航空仪表电器有限公司 | Calibration test equipment and application thereof |
| RU2819138C1 (en) * | 2023-09-29 | 2024-05-14 | Публичное акционерное общество "Транснефть" (ПАО "Транснефть") | Mobile installation for testing of float-type liquid level indicators |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1024741A2 (en) * | 1982-02-18 | 1983-06-23 | Украинский Государственный Головной Проектно-Изыскательский И Научно-Исследовательский Институт "Укргипроводхоз" | Liquid level indicator checking device |
| JPS6256822A (en) * | 1985-09-06 | 1987-03-12 | Hitachi Ltd | Calibrating and testing method for liquid sodium level gauge |
-
2012
- 2012-04-12 RU RU2012114246/28A patent/RU2495384C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1024741A2 (en) * | 1982-02-18 | 1983-06-23 | Украинский Государственный Головной Проектно-Изыскательский И Научно-Исследовательский Институт "Укргипроводхоз" | Liquid level indicator checking device |
| JPS6256822A (en) * | 1985-09-06 | 1987-03-12 | Hitachi Ltd | Calibrating and testing method for liquid sodium level gauge |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Установка поверочная уровнемерная УПУ 1500М, регистрационный No.45416-10 в государственном реестре измерений, 2010. Установка поверочная уровнемерная УПУ 1500, регистрационный No.31696-06 в государственном реестре измерений, 2005. * |
| Установка поверочная уровнемерная УПУ 1500М, регистрационный №45416-10 в государственном реестре измерений, 2010. Установка поверочная уровнемерная УПУ 1500, регистрационный №31696-06 в государственном реестре измерений, 2005. * |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2690701C2 (en) * | 2018-11-14 | 2019-06-05 | Акционерное Общество "Теккноу" | Metrological bench for verification, calibration of level gauges and level indicators |
| EA034736B1 (en) * | 2018-11-14 | 2020-03-13 | Ао "Теккноу" | Metrological stand for verification and calibration of level meters and level alarms |
| CN110017885A (en) * | 2019-04-24 | 2019-07-16 | 中国长江电力股份有限公司 | A kind of roof-mounted magnetic double level gauge automatic check device and method |
| CN110907021A (en) * | 2019-12-30 | 2020-03-24 | 福建福清核电有限公司 | Device for verifying float-type liquid level meter |
| RU2739141C1 (en) * | 2020-06-25 | 2020-12-21 | Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина | Stand for calibration of buoy gauges and level gauges |
| CN113188636A (en) * | 2021-04-14 | 2021-07-30 | 中国长江电力股份有限公司 | Automatic calibration device for magnetic turning plate liquid level meter and use method |
| RU206346U1 (en) * | 2021-06-11 | 2021-09-07 | Общество с ограниченной ответственностью "Метрология-Комплект" | Metrological stand for level gauge calibration |
| CN113932892A (en) * | 2021-11-10 | 2022-01-14 | 四川泛华航空仪表电器有限公司 | Calibration test equipment and application thereof |
| RU2819138C1 (en) * | 2023-09-29 | 2024-05-14 | Публичное акционерное общество "Транснефть" (ПАО "Транснефть") | Mobile installation for testing of float-type liquid level indicators |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2495384C1 (en) | Automated calibration plant of linear movements and method for improving accuracy of vertical plants for metrological qualification of two level gauges simultaneously | |
| CN103575367B (en) | Guide tracked reflection-type liquid level meter detecting device | |
| CN103217252B (en) | Movable container type high-precision micro-pressure detection device | |
| CN107990915B (en) | Static level tester and debugging method | |
| CN104359391B (en) | Detecting device for reinforced concrete protective layer measurer and floor thickness measurer | |
| CN104949740A (en) | Automatic metrological verification device and method of liquidometers | |
| CN102519424B (en) | Accelerometer mounting tool angle change monitoring system | |
| CN108414057A (en) | A kind of contactless water-level gauge testing calibration device | |
| CN106885584B (en) | Device and method for testing comprehensive error of inclinometer | |
| CN211042065U (en) | Barrel straightness detection ruler | |
| CN105444676B (en) | Suitable for the multi-faceted positioning device of online scanning survey probe | |
| CN108387211B (en) | Supporting vault sinking monitoring device and method | |
| CN207850484U (en) | A kind of contactless water-level gauge testing calibration device | |
| CN220039597U (en) | Calibrating device for liquid level meter | |
| CN109737989A (en) | The angle electronic level i testing calibration device and detection method | |
| CN101446491B (en) | Error detection device of electronic reading system of digital level and detection method thereof | |
| CN105444782A (en) | Full-automatic detection system and method for indoor baselines | |
| CN110186538B (en) | River test water level meter and parameter calibration method thereof | |
| CN105203188A (en) | Oil-water interface detector and oil tank liquid level meter calibrating device | |
| CN106949942A (en) | The calibration method of its measurement oil tank outage of oil truck capacity calibrating installation and application | |
| CN202928569U (en) | U-shaped floater pointer type levelling device | |
| CN203908643U (en) | Calibrating device for oil-water interface detectors and oil tank liquid indicators | |
| CN105333927B (en) | A kind of liquid level meter detecting device and method | |
| CN103528597A (en) | Level rule calibration method and calibration instrument thereof | |
| CN106767625A (en) | A kind of outside micrometer check and correction gauge rod calibrating installation and calibration method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140413 |