李 濤
(遼寧省計量科學(xué)研究院,沈陽 110004)
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鐘罩檢定膜式燃?xì)獗淼淖⒁馐马?/p>
李 濤
(遼寧省計量科學(xué)研究院,沈陽 110004)
以鐘罩式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置作為標(biāo)準(zhǔn)器檢定膜式燃?xì)獗硎怯嬃考夹g(shù)機(jī)構(gòu)和膜式燃?xì)獗砩a(chǎn)企業(yè)的首選方法,本文從不同類型膜式燃?xì)獗硇拚降牟煌?、對鐘罩密封性定期檢查、通過增加小流量的檢定量提高重復(fù)性等方面分析了檢定膜式燃?xì)獗頃r的注意事項。
膜式燃?xì)獗恚荤娬?;修正;期間核查;應(yīng)力
鐘罩式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置(以下簡稱鐘罩)在國內(nèi)流量計量標(biāo)準(zhǔn)中占有重要地位,其具有壓力恒定、準(zhǔn)確度高等優(yōu)點(diǎn),是經(jīng)典的流量標(biāo)準(zhǔn)器,也是檢定膜式燃?xì)獗淼戎行×髁繗怏w流量計的首選計量標(biāo)準(zhǔn)。目前,鐘罩的準(zhǔn)確度等級有1.0級、0.5級、0.2級和優(yōu)于0.2級,國內(nèi)省級計量技術(shù)機(jī)構(gòu)鐘罩的準(zhǔn)確度等級一般為0.2級,優(yōu)于0.2級的較少。遼寧省計量科學(xué)研究院作為國家燃?xì)獗碣|(zhì)量監(jiān)督檢驗中心所在地,同時也是國家燃?xì)獗硇褪皆u價實驗室,擁有1000L的0.1級鐘罩(目前國內(nèi)最高準(zhǔn)確度等級)1臺,2000L、100L、20L的0.2級鐘罩各1臺,多年來多次承擔(dān)國家燃?xì)獗碣|(zhì)量監(jiān)督抽查工作,受理多家燃?xì)獗硇褪皆u價和委托檢驗工作,參加或組織鐘罩、膜式燃?xì)獗淼谋葘ぷ?,相關(guān)技術(shù)人員在工作中積累了一定經(jīng)驗,現(xiàn)將檢定膜式燃?xì)獗頃r的注意事項與大家分享。
按照J(rèn)JG 577—2012《膜式燃?xì)獗怼穂1]的規(guī)定,膜式燃?xì)獗淼男拚饺缦拢?/p>
(1)
式中:Vref為通過燃?xì)獗淼臍怏w實際值,dm3;Vs為標(biāo)準(zhǔn)裝置的示值,dm3;psa為標(biāo)準(zhǔn)裝置處的絕對壓力,Pa;Tsa為標(biāo)準(zhǔn)裝置處的熱力學(xué)溫度,K;pma為燃?xì)獗磉M(jìn)口端的絕對壓力,Pa;Tma為燃?xì)獗磉M(jìn)口端的熱力學(xué)溫度,K。
對于目前越來越多出現(xiàn)的溫度補(bǔ)償表以及溫度壓力補(bǔ)償表,修正公式在滿足狀態(tài)方程的基礎(chǔ)上,需要根據(jù)被檢表的修正狀態(tài)推導(dǎo)獲得。溫度補(bǔ)償表是修正到表前壓力、標(biāo)況溫度狀態(tài)(20℃),所以修正公式推導(dǎo)如下:
(2)
式中:V溫補(bǔ)為溫度補(bǔ)償表標(biāo)準(zhǔn)值,dm3;T標(biāo)為標(biāo)況(20℃)熱力學(xué)溫度,K。
對于溫度壓力補(bǔ)償表,是修正到標(biāo)況(20℃,101.325kPa),所以修正公式推導(dǎo)如下:
(3)
式中:V溫壓補(bǔ)為溫度壓力補(bǔ)償表標(biāo)準(zhǔn)值,dm3;p標(biāo)為標(biāo)況(101.325kPa)絕對壓力,Pa。
由式(2)、(3)可見,溫度補(bǔ)償表的修正與Tma無關(guān),溫度壓力補(bǔ)償表的修正與Tma、pma無關(guān)。不同類型的膜式燃?xì)獗硇拚讲煌ㄗh《膜式燃?xì)獗怼窓z定規(guī)程在改版時增加補(bǔ)償式膜式燃?xì)獗淼男拚?、檢定方法、標(biāo)準(zhǔn)器要求等內(nèi)容,滿足日益增長的補(bǔ)償式膜式燃?xì)獗淼纳a(chǎn)和溯源需求[2]。
為提高工作效率,新建鐘罩基本實現(xiàn)自動控制,許多計量機(jī)構(gòu)和企業(yè)也在老式鐘罩原有結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上進(jìn)行了改造。自動控制系統(tǒng)需要增加連接的配套設(shè)備,提高工作效率的同時使得裝置的結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜,容易造成鐘罩漏氣而不易察覺。
容易漏氣的地方主要有:鐘罩氣路閥門,特別是旋塞閥;測壓力損失用的壓力變送器等連接用的軟管及接頭;自動控制管線開關(guān)用的電磁閥;夾持燃?xì)獗淼拿芊馊Φ取?/p>
日常工作中,應(yīng)定期按照J(rèn)JG 165—2005《鐘罩式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置》[3]中密封性試驗的要求進(jìn)行密封性檢查。除了定期檢查密封性以外還應(yīng)關(guān)注日常檢定數(shù)據(jù)是否出現(xiàn)異常,如果被檢表偏負(fù)較多,也有可能存在泄漏,檢定人員應(yīng)提高敏銳性,定期排查鐘罩的密封問題。
密封液有水和油兩種,JJG 165—2005《鐘罩式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置》中規(guī)定0.2級的裝置應(yīng)使用油做密封液,選用水作為密封液有蒸發(fā)快、罩體長時間浸泡在水中容易生銹等缺點(diǎn),越來越多的鐘罩采用油密封,由于油的粘性大,回流慢,在提升鐘罩后需要等待一定時間以降低掛壁量對檢定的影響。
鐘罩提升結(jié)束的幾秒鐘內(nèi),鐘罩上下抖動比較厲害,一般幾秒以后觀察標(biāo)尺位置,當(dāng)標(biāo)尺位置基本沒有變化后方可開始檢定。如果是比對工作則要求更加嚴(yán)格,應(yīng)觀察與鐘罩聯(lián)通的水位計處液面的高度,當(dāng)液面不變時證明密封液回流充分,方可開始檢定,并且每次鐘罩提升后等待的時間應(yīng)基本相同。如果密封液掛壁,會造成鐘罩自身重量的變化,使得在檢定過程中流量和壓力都存在波動,對檢定結(jié)果造成影響。
由于小流量需要較長的檢定時間,一般都會相應(yīng)減少檢定量,但是由此會發(fā)現(xiàn)重復(fù)性較差,多次檢定的數(shù)據(jù)會出現(xiàn)跳變。以某企業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)檢定合格的G2.5膜式燃?xì)獗頌槔?,最小流量?.025m3/h,如果測量20L,時間至少為48min,多次檢定的誤差偏差可能達(dá)到1.0%以上,如果測量60L,時間至少為144min,誤差偏差在0.5%以內(nèi)。由于生產(chǎn)企業(yè)的出廠調(diào)試一般都是對固定點(diǎn)的,檢定時間也不可能太長,所以生產(chǎn)企業(yè)在出廠調(diào)試過程中應(yīng)將誤差值盡量控制得較小一些。另外,檢定小流量時,同一批次的燃?xì)獗響?yīng)抽取一部分判斷重復(fù)性,如果這一批表的小流量受檢定量的影響較小,則可以適當(dāng)減少檢定量[4]。
另外,由于增加檢定量增加了檢定時間,還應(yīng)嚴(yán)格控制環(huán)境溫度變化,減小環(huán)境因素引入的誤差[5]。
一般周期檢定有容積法和尺寸法,尺寸法以方便、快捷、檢定過程對環(huán)境溫度要求低等優(yōu)點(diǎn)越來越多地被采用。采用尺寸法檢定鐘罩,會計算出對應(yīng)零點(diǎn)和體積量的鐘罩分度值,由于需要一定的計算過程,檢定人員一般都會在現(xiàn)場做好記錄,然后通過計算得到分度值并將數(shù)據(jù)體現(xiàn)在證書里,但是使用人員往往在拿到證書后并不關(guān)注證書內(nèi)容,只看一下結(jié)論是否合格,并沒有將檢定的分度值置入到鐘罩的控制系統(tǒng)中進(jìn)行計算,這就失去了鐘罩檢定的意義,所以建議檢定人員在現(xiàn)場計算分度值并將新的分度值置入被檢鐘罩的控制系統(tǒng)中以便用戶使用。
按照規(guī)程規(guī)定,鐘罩的檢定周期一般不超過3年,由于時間間隔較長,做好期間核查是保證鐘罩良好狀態(tài)的有效方法。生產(chǎn)企業(yè)使用鐘罩進(jìn)行出廠調(diào)試,燃?xì)夤臼褂苗娬诌M(jìn)行首檢判定,由于膜式燃?xì)獗硎菂⑴c貿(mào)易結(jié)算的國家重點(diǎn)管理計量器具,其生產(chǎn)使用關(guān)系到千家萬戶,標(biāo)準(zhǔn)器的合格與否直接影響燃?xì)獗淼挠嬃繙?zhǔn)確性。建議選用穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)表定期進(jìn)行期間核查,如果出現(xiàn)異??梢宰匪莶⒈苊庠斐蓪θ?xì)獗砗细衽c否的誤判。
當(dāng)燃?xì)獗韸A在臺子上后,由于夾表器長時間夾持會產(chǎn)生一定的應(yīng)力,產(chǎn)生的形變會影響檢定結(jié)果,為了盡量減小影響,如果膜式燃?xì)獗硪呀?jīng)夾持了一段時間,應(yīng)卸下來放置一段時間后再進(jìn)行檢定。
膜式燃?xì)獗淼臋z定受標(biāo)準(zhǔn)器狀態(tài)、實驗人員操作方法、環(huán)境狀態(tài)等諸多方面的影響,在嚴(yán)格按照規(guī)程執(zhí)行的同時,也應(yīng)做好標(biāo)準(zhǔn)器定期溯源及期間核查工作,并將標(biāo)準(zhǔn)器的檢定結(jié)果應(yīng)用在膜式燃?xì)獗淼臋z定中,實驗人員要在日常工作中積累經(jīng)驗,提高技術(shù)水平,保證膜式燃?xì)獗淼臏?zhǔn)確計量。
[1] JJG 577—2012膜式燃?xì)獗?/p>
[2] 曹久瑩、王科.膜式燃?xì)獗硇屡f規(guī)程的對比和解讀.計量技術(shù),2014(4)
[3] JJG 165—2005鐘罩式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置
[4] 謝皓東、張濤、唐艷宏.流量均勻性對膜式燃?xì)獗頇z定的影響.計量技術(shù),2014(3)
[5] 吳家平.溫度對膜式燃?xì)獗頇z定的影響及解決方法.上海計量測試,2013(3)
10.3969/j.issn.1000-0771.2015.07.17