簡(jiǎn)介

? ? ? 隨著測(cè)量手段的不斷發(fā)展，液位的測(cè)量越來(lái)越受到人們的重視，特別是石油，化工，醫(yī)藥，冶金，電力等工業(yè)部門(mén)應(yīng)用十分廣泛。然而，液位計(jì)納入計(jì)量管理，計(jì)量檢定在我國(guó)起步較晚，直到2002年全國(guó)壓力技術(shù)委員會(huì)組織起草了第一本JJG971—2002《液位計(jì)》計(jì)量檢定規(guī)程。

顯然，液位計(jì)還是一個(gè)年輕的計(jì)量品種，在計(jì)量領(lǐng)域還有很多人對(duì)它缺乏了解，對(duì)它的原理，特點(diǎn)，應(yīng)用范圍還缺少認(rèn)識(shí)。2004年天津市計(jì)量技術(shù)研究所研制成功了“液位計(jì)檢定裝置”結(jié)合該裝置的使用情況，本文對(duì)該裝置如何開(kāi)展一些典型的液位計(jì)進(jìn)行檢定做一介紹。

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一、液位計(jì)檢定裝置的結(jié)構(gòu)及測(cè)量原理

結(jié)構(gòu)

? ? ? 液位計(jì)檢定裝置由三部分組成，第一部分：主不銹鋼水箱，長(zhǎng)為400mm寬300mm高為2m;用于檢定浮球式，浮筒式液位計(jì)的圓柱形有機(jī)玻璃專用檢測(cè)筒，直徑為200mm高為2m；用于檢定電容式液位計(jì)的圓柱形不銹鋼專用檢測(cè)筒，直徑為60mm高為2m專用，組成（見(jiàn)圖1）：第二部分為專用管路連接部分：包括被檢液位計(jì)連接法蘭：顯示液位高度的玻璃管：進(jìn)行液位計(jì)檢定使用的正行程檢定控制閥；及進(jìn)行液位計(jì)反行程檢定用的排水閥門(mén)。第三部分為標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量?jī)x器配置：兩個(gè)鋼直尺用于讀取液位高度的標(biāo)準(zhǔn)儀器。用于檢定超出水箱高度2m的液位計(jì)，用模擬液位的方法所使用的鋼卷尺。用于檢定遠(yuǎn)傳式液位計(jì)使用的數(shù)字多用表，絕緣電阻表及用于做耐壓試驗(yàn)用的“耐壓力試驗(yàn)裝置”等。

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工作原理

? ? ? 液位計(jì)檢定裝置工作前，首先要對(duì)主水箱注水。根據(jù)被檢液位計(jì)類型選擇連接標(biāo)準(zhǔn)水箱位置，讀取水箱和被檢液位計(jì)的零位差，依據(jù)檢定規(guī)程進(jìn)行檢定，正行程檢定輕輕打開(kāi)水箱正行程檢定控制閥，進(jìn)行逐點(diǎn)控制并讀數(shù)，使檢定點(diǎn)均勻分布在被檢液位計(jì)整個(gè)測(cè)量范圍內(nèi)，直至液位升到測(cè)量上限，關(guān)閉節(jié)門(mén)。反行程檢定輕輕打開(kāi)專用管路的排水閥門(mén)，使液位慢慢下降并逐點(diǎn)控制并讀數(shù)，完成了液位計(jì)的示值檢定過(guò)程。

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二、液位計(jì)檢定裝置的技術(shù)特點(diǎn)

儀器精度指標(biāo)

? ? ? 液位計(jì)檢定裝置選用的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量?jī)x器，主標(biāo)準(zhǔn)器鋼板尺允許誤差為±0.35mm，數(shù)字多用表準(zhǔn)確度為0.02級(jí)，均滿足檢定規(guī)程中標(biāo)準(zhǔn)器擴(kuò)展不確定度不超過(guò)被檢液位計(jì)允許誤差絕對(duì)值的1/4～1/5。

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量程寬

? ? ? 檢定裝置所配備的水箱和附屬設(shè)備實(shí)測(cè)液位檢定和模擬液位檢定檢定范圍達(dá)到2m。

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測(cè)量種類齊全

? ? ? 該裝置設(shè)計(jì)時(shí)，進(jìn)行了充分的市場(chǎng)調(diào)研，能開(kāi)展磁翻轉(zhuǎn)液位計(jì)，浮筒（浮球）式液位計(jì)，遠(yuǎn)傳式液位計(jì)，反射式，壓力式等幾十種液位計(jì)的檢定工作。

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操作簡(jiǎn)單檢定效率高

? ? ? 根據(jù)不同類型的液位計(jì)，只要選擇好適當(dāng)?shù)慕涌?，用正行程控制閥門(mén)進(jìn)行正行程示值檢定，用排水口控制閥門(mén)進(jìn)行反行程示值檢定，大約不超過(guò)10分鐘即可完成一臺(tái)液位計(jì)的示值檢定。

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節(jié)水，節(jié)電，占地面積小

? ? ? 一些相關(guān)技術(shù)資料介紹，液位計(jì)檢定裝置需要水泵，蓄水池等。而該裝置利用水箱的高度，壓力差的技術(shù)特點(diǎn)，將水箱由自來(lái)水管蓄滿水，用控制正行程控制閥門(mén)和排水口控閥門(mén)，即可完成一臺(tái)液位計(jì)的示值檢定，消耗很少的水，根本不需要接水泵耗電和做蓄水池增加占地面積。

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三、應(yīng)用范圍

? ? ? 對(duì)于磁翻轉(zhuǎn)式液位計(jì)，雙色石英管液位計(jì)等一些現(xiàn)場(chǎng)指示型液位計(jì)按本章工作原理介紹的方法進(jìn)行操作即可。本節(jié)重點(diǎn)介紹浮球式帶遠(yuǎn)傳液位計(jì)，壓力式液位變送器和液位開(kāi)關(guān)的檢定的安裝及檢定方法。

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浮球式帶遠(yuǎn)傳液位計(jì)

? ? ? 此液位計(jì)通過(guò)浮球和液位的同步變化，從而使傳感器內(nèi)電阻呈線性變化，再由轉(zhuǎn)換器將0～4千歐電阻變化轉(zhuǎn)換成電流放大至4～20毫安直流電信號(hào)的輸出（見(jiàn)圖2）。

? ? ? 檢定時(shí)將浮球式帶遠(yuǎn)傳液位計(jì)，安裝在本裝置的圓柱形有機(jī)玻璃專用檢測(cè)筒，安裝時(shí)檢查磁性浮球和浮球穩(wěn)定導(dǎo)管的外觀不應(yīng)有彎曲，碰傷和裂紋等缺陷，磁性浮球能在穩(wěn)定導(dǎo)管中自由無(wú)阻礙地滑動(dòng)。將二線制攬線接入已于24伏電壓和電流表串聯(lián)好的數(shù)字多用表上，調(diào)整好液位零位對(duì)應(yīng)于4毫安，檢定開(kāi)始，輕輕打開(kāi)水箱正行程檢定控制閥，進(jìn)行逐點(diǎn)控制，讀取浮球?qū)?yīng)液位高度，并記錄對(duì)應(yīng)的輸出電流值，使檢定點(diǎn)均勻分布在被檢液位計(jì)整個(gè)測(cè)量范圍內(nèi)，直至液位升到測(cè)量上限，關(guān)閉正行程檢定控制閥。反行程檢定輕輕打開(kāi)左端的排水閥門(mén)，使浮球隨液位慢慢下降讀液位值和對(duì)應(yīng)的電流值。從而，完成了液位計(jì)示值檢定的全過(guò)程。

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壓力式液位計(jì)檢定

? ? ? 檢定壓力式液位計(jì)與浮球式帶遠(yuǎn)傳液位計(jì)方法大體相同，都需要24伏供電電源和對(duì)應(yīng)液位高度4～20毫安電流輸出，壓力式液位計(jì)目前有兩種（見(jiàn)圖3、4）；一種與壓力變送器的外型相同稱為液位變送器，檢定時(shí)將變送器與有機(jī)玻璃檢測(cè)水箱的變送器接口連接。另一種液位變送器的形式是傳感器與放大器用纜線分開(kāi)，檢定時(shí)把傳感器放入水箱底部，升降水位讀取對(duì)應(yīng)輸出電流值。

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浮球式液位開(kāi)關(guān)的檢定

? ? ? 浮球式液位開(kāi)關(guān)分為連桿式和電纜式，廣泛應(yīng)用于石油，化工，醫(yī)藥，冶金，電力等工業(yè)部門(mén)中的開(kāi)口容器和受壓容器的液位，進(jìn)行控制報(bào)警的液位開(kāi)關(guān)，最適用于水和腐蝕性液體和大多數(shù)酸和堿的液體測(cè)量。檢定時(shí)將浮子可通過(guò)電纜密封套從頂部放入水箱底部，浮子的轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)隨著水箱液位的升降而達(dá)到設(shè)定液位極限值，開(kāi)關(guān)即產(chǎn)生動(dòng)作而輸出相應(yīng)的控制信號(hào)。

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檢定/校準(zhǔn)能力驗(yàn)證

? ? ? 驗(yàn)證方法依據(jù)JJF1033-2001《計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)考核規(guī)范》中規(guī)定的方法用傳遞比較法，用新研制的“液位計(jì)檢定裝置”測(cè)量一穩(wěn)定被測(cè)對(duì)象，然后將該被測(cè)對(duì)象用另一套更高級(jí)的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)量，應(yīng)滿足式∣y-yｏ∣<√Ｕ2+Ｕｏ２ 的要求。用本所新研制的“液位計(jì)檢定裝置”，選擇的被測(cè)對(duì)象為“壓力式液位計(jì)”，依據(jù)JJG971——2002《液位計(jì)計(jì)量檢定規(guī)程》，用檢定液位的方法對(duì)液位計(jì)進(jìn)行測(cè)試，測(cè)量輸出值最大示值誤差為y=0.010毫安，擴(kuò)展不確定度為U=0.02%（k=2）；然后，用本所現(xiàn)有的高精度數(shù)字壓力計(jì)，依據(jù)JJG882-94《壓力變送器計(jì)量檢定規(guī)程》，對(duì)同一臺(tái)液位計(jì)用壓力的方法進(jìn)行測(cè)試，測(cè)量輸出值最大示值誤差為yｏ=0.009毫安，擴(kuò)展不確定度為Uｏ=0.06%（k=2），比對(duì)結(jié)果見(jiàn)表A

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壓力式液位計(jì)測(cè)量范圍（0～2000）mm；準(zhǔn)確度：0.5級(jí)；檢測(cè)室溫度：21.0攝氏度；水密度：0.99799g/m3;

液位/壓力轉(zhuǎn)換由下式確定:

P=ρgh×１０-3

P-被測(cè)壓力(Pa)

ρ-檢定溫度下工作液體的密度(kg/m3)

ｇ－儀器使用地點(diǎn)重力加速度（ｍ／ｓ２）

ｈ－儀器示值讀數(shù)（ｍｍ）

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結(jié)束語(yǔ)

? ? ? 液位計(jì)檢定裝置研制成功，使我市的液位計(jì)檢定在國(guó)內(nèi)處于領(lǐng)先水平，經(jīng)過(guò)多年的運(yùn)行證明，該裝置結(jié)構(gòu)合理，測(cè)量準(zhǔn)確，安全系數(shù)高，使用效果良好，解決了各類型液位計(jì)的量值傳遞問(wèn)題，適合在省級(jí)計(jì)量部門(mén)推廣應(yīng)用。