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      最新公告:

        預祝公司于2013年8月27日至8月30日期間在北京國際展覽中心(老國展)參加多國儀器儀表展取得圓滿成功。 熱烈祝賀公司作為中石油一級甲類供應商受邀參加2013年9月3日在新疆克拉瑪依舉辦的中國國際石油天然氣及石化技術裝備展覽會

       

       

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      主動式活塞氣體流量校驗裝置

      文字:[大][中][小] 2013-6-4  瀏覽次數:3038

          四川省三協儀器儀表有限公司研制的主動活塞式氣體流量校驗裝置是一種常壓小流量氣體流量標準裝置,具有很高的準確度。這臺裝置氣缸有效容積為100L,容積分辨率為每個脈沖0.48121mL。熱血傳奇私服最大流量為10m3/h,最小流量為0.26m3/h。經中國測試技術研究院流量室按JJG207-1994《體積管檢定規程》進行標定,氣缸排氣容積的擴展不確定度為0.03%(不確定度按JJF1059-1999評定,置性概率P=0.95,包含因子k=2),因此該裝置的準確度應為0.05級。

          該裝置結構簡單,使用安全方便。一個流量檢定員30分鐘就可學會操作,即使操作失誤,也不會損壞設備,危及人生安全,流量調節方便,自動化程度高,裝置運行平穩,噪聲小,和國外同類同準確度等級的裝置相比,價格低,實用。該裝置研制成功,填補了國內的空白,便于推廣使用,可作為常壓氣體小流量的省市一級標準或作為燃氣公司,儀表廠的最高標準,將有利于更好地統一我國常壓氣體小流量的量值,提高我國常壓氣體小流量的計量水平。

      一、國內外同類裝置的研究狀況

          主動活塞式流量校驗裝置,國際上稱為“受迫活塞校驗器”(Forced Piston Prover)。“受迫”是因為,在這類裝置中,活塞是由電機驅動的,因此,活塞的運動是“受迫”的,但我們認為,這類裝置是氣體體積管的一種,和其它氣體體積管相比,其它氣體體積管的活塞是由流體流動來推動的,活塞運動速度由流體流量決定。因此,在其它氣體體積管中,相對于流體而言,活塞的運動是“被動的”。而在主動活塞式氣體流量標準裝置中,活塞是由電機驅動,活塞的運動驅使流體流動,活塞運動速度決定流體流量的大小。相對于流體而言,活塞是“主動的”。因此,我們稱這類裝置叫“主動活塞式校驗裝置”。

          上世紀八十年代初,美國洛克威爾公司首先研究成功一臺這種裝置,其氣缸容積為100L,容積準確度為0.01%(其評定方法不清楚)。在當時,氣體流量測量達到0.1%的準確度就很不容易了,因此,洛克威爾公司在研制成功這臺裝置后,在其論文中聲稱其得到了氣體的“絕對容積”。

          到上世紀八十年代末,日本關西氣表公司也研制成功了類似的裝置。他們稱為“Automatic Piston Prover”。氣缸有效容積為200L,容積準確度為0.005%。重慶市流量所從日本進口了一臺這個裝置,經測試0.005%只是實驗標準差,如果按JJF1059-1999進行不確定度評定,在0.95的置信概率下,其擴展不確定度也就是0.05%。我們研制的這臺裝置氣缸容積只有日本裝置的一半大,但流量比日本的裝置大一倍,噪聲比日本裝置小得多,準確度處于同樣的水平。

          中國計量科學研究院流量室已研制成功一臺20L左右的活塞式氣體流量標準裝置,即將研制成功一臺有效容積約為500L的同類裝置。計量院的裝置氣缸容積大,流量范圍大,可以在高壓下使用,完全可作為國家基準,用以統一全國氣體流量計量的量值。但其制造周期較長,價格昂貴,要推廣到省市一級比較困難。我們(三協公司)研究的這種裝置正好填補量值傳遞中省市一級標準這一環,可與計量院的國家基準活塞式氣體流量標準裝置一起構成一個完整的傳遞鏈。二、主動活塞式氣體流量標準裝置的基本結構主動活塞式氣體流量標準裝置的基本結構如圖所示:

      該裝置由氣缸、活塞、驅動機構、電控系統組成。
      電控系統具有以下功能:
      1.提示功能:可提示操作者進行下一步操作。
      2.控制功能:可控制活塞上升,下降;控制活塞上升或下降速度,即吸氣或排氣流量;控制活塞上升或下降的行程;控制被校表進行一次校驗所需的通氣量。
      3.采樣功能:可根據需要自動采集與活塞運動相對應的脈沖數;氣缸內壓力、溫度以及一次測試過程所需要的時間。
      4.顯示、打印功能:可顯示和打印氣缸內壓力、溫度;吸氣和排氣流量、累積流量;一次測試所需時間。
      經中國測試技術研究院按GB/T17626•4和GB/T17626•5標準進行電磁兼容、電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗以及浪涌(沖擊)抗擾度試驗,在嚴酷等級為2級的試驗條件下,該裝置的電控系統均能正常工作。
          驅動機構。通過改變供電頻率來改變電機轉速,從而改變吸氣和排氣流量。盡量采用先進的傳動技術,例如:用球型絲桿螺母傳動來提高傳動精度,消除由于打滑和間隙而產生的傳動誤差,同時也降低了傳動噪聲。

          為了保證氣體不至于從高壓端經過活塞與氣缸壁間的間隙泄漏到低壓端,氣缸必需要有很高的加工精度,我公司制造的氣缸其圓度不超過5μm,氣缸內壁表面粗糙度Ra小于0.4。在活塞與氣缸壁之間的同一密封面上,采用雙重密封。內圈用橡膠圈,外圈用格來圈,利用橡膠的彈性頂住格來圈,使格來圈的外表面緊貼氣缸內壁,氣體無法通  過。為了保證密封的長期可靠性,格來圈采用耐磨材料制造,并且在活塞上部灌住了潤滑油,減少格來圈與氣缸內壁的磨擦,從而延長了格來圈的使用壽命。

          為了保證活塞在任一位置,氣缸排氣容積與活塞位移之比為一常數,(我們將這個常數稱為“標定系數”),避免線性或非線性誤差,氣缸必須是一個嚴格的圓柱型,而不是鼓形,細腰形或圓臺型。我們制造的氣缸,其圓柱度不超過50μm。經標定,標定系數的測得值與設計值之差不超過0.005%,較好地保證了裝置的準確度。

      三、用途

          主動活塞式氣體流量校驗裝置可用于校驗各種常壓氣體流量儀表。由于具有很高的準確度,因此通常用于校驗高準確度的流量儀表,特別是作為標準表使用的常壓氣體流量儀表,例如濕式氣體流量計。

          主動活塞式流量標準裝置研制成功,為標準表的校驗提供了一種手段,為經濟實用的標準表法流量標準裝置的推廣創造了條件。

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