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基于称重技术在线校准质量流量计的尝试


文章日期:2017-06-17|阅读数:


为了解决 CNG 售气机检定装置校准难的问题,提出了利用电子衡器在线校准质量流量计的方法,该方法实用简便,成为对 CNG 售气机检定装置能力验证的有效手段。现介绍给同行,供参考和探讨。

1.问题的提出

由于压缩天然气 (CNG) 的广泛应用,马鞍山地区共建立了近二十家加气站。为保证 CNG 售气机的准确度和贸易双方的利益,确保贸易结算的公平公正,马鞍山市计量测试研究所于 2011 年 8 月份建立了售气机计量检定标准,通过考核取得了覆盖整个马鞍山地区 CNG 加气站的检定资格,填补了我市 CNG 售气机检定的空白。

要保证 CNG 售气机量值传递的准确可靠,不仅要定期做好 CNG 售气机的校准检定工作,还必须定期做好 CNG 售气机检定装置自身的校准检定。然而 CNG 售气机检定装置的校准检定工作我省和华东地区的计量部门都无法完成,还必须送到成都,量值溯源至 0.05 级质量流量标准装置。为了解决这一难题利用现有资源,试制了一台高精度电子地上衡。提出了用电子衡器校准 CNG 售气机检定装置的方法。现写出来,旨与同行进行交流探讨,更期待的指教。

2.校准检定的方法

2.1 方法的合理可行性

知己知彼方能百战百胜。充分了解 CNG 售气机和 CNG 售气机检定装置,是做好校准检定工作的必要前提条件。

 压缩天然气 (CNG) 售气机是为燃气汽车储气罐充装压缩天然气的一种售气计量系统,目前主要用于 CNG 加气站,为天然气作为燃料的汽车加气计量。售气机的流量计是其核心部件,目前,多采用高质量的 CNG 专用质量流量计,直接测量流体的质量,计量精度为 1.0 级。

CNG 售气机检定装置,顾名思义是专为校准检定 CNG 售气机所用,CNG 售气机检定装置的流量计是其核心部件,采用美国艾默生公司科里奥利高质量的 CNG 专用质量流量计,直接测量流体的质量,计量度高达±0.2%。

显然,对 CNG 售气机和 CNG 售气机检定装置的校准检定,实质上就是对质量流量计的校准检定。众所周知,电子衡器则是公认的准确传递质量量值的利器,只要其称量准确度相当于 0.05 级质量流量标准装置。称量出流经过 CNG 售气机和 CNG 售气机检定装置充装到储气罐里的压缩天然气(CNG) 的质量。用电子衡器代替质量流量标准装置应该是合理可行性的。

工欲善其事,必先利其器。利用现有资源,试制了高精度电子地上衡。其主要特点:

(1) 选用西德申克公司的 0.02 级 2.85mv/V200kg 称重传感器。

(2) 选用不锈钢制的高强度承载器,以减少磁性的影响。并具有水平调节装置和指示,以保证到现场安装的水平。还设有简易的定位装置,以便储气罐每次放置位置居中,且基本相同。提高了的准确性和可靠性。

(3) 显示仪表选用 8142pro+ 称量仪表。其输入部分采用高稳定度放大器,二阶有源滤波,清除各种干扰,使模拟信号真实可靠的输入。选用高性能 22 位(bit)Σ- 型 A/D 转换器。内分辨力高达百万分之一,这样保证既有高分辨力又有良好的可读性。

(4) 主要技术参数的设定

方法1.jpg

2.2 方法的实施

本方法采用高精度电子地上衡直接称量流过CNG 售气机和 CNG 售气机检定装置到汽车储气罐里的压缩天然气 (CNG) 质量,开展 CNG 售气机检定装置的校准检定工作。其校准检定示意图如图 1 所示。

方法2.jpg

从图中可以看出,与平时用 CNG 售气机检定装置校准检定 CNG 售气机,没有什么差别。不同的仅是,把汽车储气罐挪放到高精度电子地上衡上而已。其具体操作步骤如下:

(1) 首先把高精度电子地上衡放置稳妥,储气罐放在高精度电子地上衡上,且通电预热。

(2) 然后把 CNG 售气机、CNG 售气机检定装置和汽车储气罐三者按照常规操作程序连接好,将 CNG 售气机和 CNG 售气机检定装置设置为质量计量状态,仪表显示气体质量,d=0.1kg。

(3) 加气之前,再次确认加气通道连接完好,处于正常工作状态。注意把 CNG 售气机和 CNG 售气机检定装置及高精度电子地上衡都要复零。

 (4) 开始加气,CNG 售气机和 CNG 售气机检定装置同时计量读数,待储气罐加满后停止加气,记录 CNG 售气机的示值 (M)、CNG 售气机检定S装置的示值 (M)J、高精度电子地上衡的示值

(M)。D

(5) 如上所述,共做三次。把得到的数据填入表中求岀误差值以便调整,如表 2 所示。

方法3.jpg

以高精度电子地上衡的示值 (M) 为标准,D计算岀毎次 CNG 售气机检定装置的示值 (M)J  和高精度电子地上衡的示值 (M) 的差值 ( ) 和D相对误差 (δ) 即:

1=MJ1-MD1 δ1=  1/MD12=MJ2-MD2 δ2= 2/MD2 3=MJ3-MD3 δ3= 3/MD3

如果三次相对误差 (δ) 都小于 0.2%,则判定 CNG 售气机检定装置计量为合格;如果相对误差 (δ) 大于 0.2%,则以三次相对误差 (δ) 的平均值为依据,来校准 CNG 售气机检定装置。当

然也能方便地求得 CNG 售气机和高精度电子地上衡的差值,同时完成对 CNG 售气机校准工作。

3.尝试工作的总结

目前我们只是对用电子衡器校准 CNG 售气机检定装置进行了初步探索,期盼着和同行们交流探讨,以便取众家之长。

3.1 初步效果

 首先,电子衡器在线校准质量流量计,可以在加气站现场把售气和校准 CNG 售气机及 CNG 售气机检定装置的工作三者合一,一并完成。检测校准工作几乎不影响加气售气,深得用户的支持欢迎。

其次,由于电子衡器在线校准质量流量计的检测校准工作,是在工况条件下完成的。不仅检测的数据较实验室的数据更有实际意义,而且随之方便地解决了计量标准 (CNG 售气机检定装置)的期间核查问题,成为对 CNG 售气机检定装置能力验证的有效手段。从而保证了 CNG 加气机检定工作的正常开展。

3.2 存在的问题

由于目前无法解决电子衡器在线校准质量流量计工作过程中,被检测的压缩天然气(CNG) 的回收问题。称量容器只能用汽车自带的储气罐,校准充气称量后即售给用户,于是造成只能检测一个常用称量点的弊端。目前汽车自带的储气罐中号、大号两个规格,所以***多也只能检测校准两个称量点。CNG 售气机检定装置是社会公用计量标准,按照要求量值应该溯源至基准 0.05 级质量流量标准装置,所以在线校准质量流量计的做法还仅是权宜之计,应急措施,尚还不能代替正常的检定。如果以后汽车自带的储气罐有大号、中号、小号三种规格,则检测效果会有所改善。

压缩天然气 (CNG) 的回收,根本不同于水、油的回收。所以这才是电子衡器在线校准质量流量计的技术瓶颈。

4.结束语

 众所周知,天然气按质量计量和计价是国际上主流的贸易计量和结算方式。我国的 JJG 996-2012《压缩天然气加气机》 检定规程,早两年就明确提出计量结算单位应从体积计量更改为质量计量。随着加气机计量单位改制工作的加快推进,就目前我国衡器的水平,只要认真地去做,生产制造出 5000e 的衡器产品,还是不成问题。可是要求得 0.05 级的质量流量计就不容易了。所以一定会逐渐改变只有用流量计校准流量计的单一模式,称重技术也将在以质量计量的天然气计量领域里大显身手!

 



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