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1、JHYG 型活塞式液体标准体积管操作手册天津新科成套仪表有限公司设备说明概述：活塞式液体标准体积管（美国产品名称Compact prover,即轻便式校验装置） 是一种小体积的，以活塞为置换器的新型液体流量标准检定装置。八十年代初， 美国有四个公司（smith、Brooks、Waugh、Con ter）生产的四种不同结构的活塞 式体积管投入国际、 国内市场。由于这种新型的检定装置具有轻便灵活、 重复性 好、自动化水平高等许多优点， 深受用户的欢迎， 很快在石油（尤其是钻井平台） 、 化工、港口码头、商业贸易、生产科研等各个领域计量检定中得到广泛应用，各 公司在欧、亚大陆都设有销售和维修网点。到
2、目前为止，此种体积管在日本、英 国等国也有生产、销售和使用，种类已有十几种。随着计量法的颁布和实施， 我国计量事业得到蓬勃发展， 各行业的计量管理 水平不断提高。 由于工作需要， 我国从八十年代开始引进国外计量仪表和检定装 置，到现在已有 20 多台套，分别运行在油田、化工厂、港口及科研单位的计量 检定系统中。 这些仪表和标准检定装置的引进， 推动了我国计量事业的发展， 提 高了我国计量检定水平和量值传递的准确性。 但是由于价格昂贵， 大部分单位虽 然急需却无力购买。一九八八年国家科委领导人视察大庆时明确指出：要研制国产的 Compact prover和Birotor Meter作为代替产品，
3、节省外汇 。鉴于用户急需，国家领导人的期望，研制国产的 Compact prover 和 Birotor Meter 是十分必要的。活塞式液体标准体积管 （以下简称体积管） 有车装和固定式两种， 可作为在 线和实验室检定双转子流量计、 椭圆齿轮流量计、 蜗轮流量计等有脉冲信号输出 的液体流量计的基准器， 也可作为科研、 生产部门开发研制新产品， 测试新产品 性能的标准设备。 它具有准确度高、 重复性好、流量稳定、 安装操作方便等优点， 由于采用灵敏度极高的光敏元件及先进的双计时技术， 使得以较小的标准体积及#较少的流量计脉冲数，作到高精度流量检定。体积管设计独特，没有旁通阀，检定过程中和静止状
4、态时液流方向一致，减少了对液流的扰动。体积管采用计算机控制，检定时通过人机对话输入检定参数，用先进DELPHI计算机语言编程，全汉字提示。同时计算机控制数据采集模块，能自动 采集、处理检定数据，并打印输出检定结果。根据速度式和容积式液体流量计计 量原理及数据处理要求不同，分别编制了两套控制程序，为了工作方便，体积管 标准容积检定程序也包括在内，充分发挥计算机用途。检定程序符合“JJG209-94 体积管检定规程”和“ JJG667-97液体容积式流量计检定规程”以及“ JJG198-94 速度式流量计检定规程”的要求。由于整机电气部分均采用防爆电气设备，故体积管不仅可以在一般场所使用，同时还可
5、以在石油、化工、军工等具有爆炸场所使用，本体积管的防爆标志 为dibllBT4，故可用于工厂中爆炸性混合物属于 B级温度组为T4及时其以下的 爆炸性危险场所。本体积管符合GB3836-2000爆炸性气体环境用电气设备的有关规定，同 时经国家指定检验部门检定合格并取得防爆合格证，其编号为：CE。二、 流程图活塞式液体标准体积管有车装和固定式两种，可作为在线和实验室检定双转 子流量计、椭圆齿轮流量计、蜗轮流量计等有脉冲信号输出的液体流量计的基准 器，也可作为科研、生产部门开发研制新产品，测试新产品性能的标准设备。它 们的流程图如图一、图二所示。图一体积管在线检定流量计流程图#各系统功能说明机械系统
6、:1、组成及功能：活塞式液体标准体积管机械系统由计量缸体、液压系统、氮气压系统、光电检测系统、数据处理系统等五部分组成（见图 1）。（1）计量缸体计量缸体由出口法兰组件、入口法兰组件及计量管等组成。计量管 内有计量活塞组件和活塞杆。计量活塞上的提动阀与活塞杆相连，因此计量活塞通过提动阀的带动与驱动活塞同步运动。提动阀在氮气压、 液压及弹簧压和的协调作用下，分别打开和关闭计量活塞上的液流通 道，使液流在检定过程中和计量活塞返回上游（旁通）两种状态始终流 动方向不变。（如图2）图2计量缸体组件（2）液压系统液压系统主要由液压油箱、液压泵、二位二通常闭电磁阀、液压缸、 驱动活塞等组成。液压缸内驱动活
7、塞的一端通液压油，另一端通氮气。 断电时，电磁关闭，液压油进入液压缸，驱动活塞在液压的推动下向上 游运动，拖动计量活塞返回上游位置，此时驱动活塞另一端的氮气及泵 循环的液压油返回液压油箱，提动阀在弹簧力作用下关闭计量活塞上的 液流通道，氮气压力克服活塞的摩擦力，使计量活塞随液流一起向下游 运动。（见图3）电湮 AC 380 5CH/图3液压系统流程图(2)氮气压系统在标定运行过程中，氮气压一部分用来克服由体积管内介质压力作用在驱动杆和光学检测杆上的轴向力，另一部分用来克服活塞杆上密封 件的摩擦力，并在检定运行中推动活塞运行。适当设置氮气压力，可使 计量活塞上下游检定介质的压差最小。(见图4)图
8、4氮气系统流程图(3) 光电检测系统光电检测系统主要由光电检测开关、遮光器、遮光杆等组件组成。三个光电检测开关分别固定在支架的 Gi、G2和G3位置，遮光器固定在 遮光杆的一端，遮光杆的另一端与计量活塞相连，因此遮光器与计量活 塞同步运行。在检定运行中，遮光器通过三个光电检测开关时分别发出信号进计算机，指示出计量活塞在计量管内的三个位置。 G3表示计量活 塞的上游位置，G2表示计量活塞的检定开始位置，Gi表示计量活塞的检定结束位置，G2和G1之间距离确定计量管的内体积即是标准体积管 的公称标准体积。为了提高整套装置的检定准确度及标准公称体积的重复性，采用了高灵敏度的光电管和性能优良的电磁阀，确
9、定标准管长 度和G2、Gi之间的定距杆采用了膨胀系数很小的殷钢，减少了标准体 积受温度的影响。（4）数据处理系统数据处理系统采用的是双时脉冲计敷法，（见图5）当工作活塞通过图5双时脉冲记数法原理图G2检测开关（标准体积的起始位置）时，发出信号给计算机，启动计时 器A，这个计时器具有1MHz振荡输出频率，即以0.000001秒的增量进 行计时，计量器A启动后，由被检流量计脉冲发生器发出的第一个正脉 冲启动另一个具有1MHz振荡输出频率的计时器B和记录流量计脉冲数 的记数器。当计量活塞通过 Gi检测开关（标准体积的结束位置）时，停 止第一个计时器A，A停止计时后，同样由被检流量计脉冲发生器发出 的
10、第一个正脉冲停止计时器B及计数器，时间间隔Tv为体积管排除标 准体积Vs所需的时间，时间间隔Tn为记录流量计脉冲发生器发出的完 整脉冲数 N 所需的时间。 利用这组数据， 可以得到被检流量计通过标准体积液体的时间内，发出的精确脉冲数（可以是小数） ，减少了计数误 差，从而提高了标定精度。计量管材质为碳钢，研磨后内表面镀硬铬或化学镀镍，充分保证了内表面的光洁度、耐磨性和防锈蚀性。计量活塞与缸体之间采取了特殊的密封形式，摩擦力小且密封效果好。在计量管出口法兰上设置了提动阀限位器，入口法兰上设置了计量活塞限位器，使计量活塞停在下、上游位置时，液流通道总是打开的，保证了体积管在各种状态下液流方向 不变
11、。二、 体积管工作原理：1. 体积管的标准体积是经过水驱法精确标定的已知数 Vs，在一个标定循 环过程中，体积管排出一个标准体积的液体，同时记录被检流量计通过 相同体积的液体所发生出的精确脉冲数 N，由此得出未经温度、压力修 正的被检流量计仪表常数 Kg：Kg = N / Vs N / L经温度、压力修正后，得到被检流量计的静仪表常数 Kn = Kg X C 被检流量计在出厂时给出的基本仪表常数为 Kb, Kb与Kn之比，即 为被检流量计的流量计系数MF，即MF = K b / Kn被检流量计的基本误差E由下式确定：E = （1MF） X100%2. 上述过程由计算机控制体积管完成：2. 1
12、静态：体积管停止工作时，液压电磁阀断电关闭，计量活塞处在下游止点 位置，提动阀打开计量活塞上的液流通道。 （如图 6 所示）2. 2 活塞向上游运动起动液压泵，由于电磁阀断电处于关闭状态，液压油进入液压缸，推动驱 动活塞向上游运动，驱动活塞通过活塞杆带动计量活塞返回上游，并停在 上游止点位置，等待计算机发出检定运行指令，此时提动阀打开，液流通 过工作活塞。（如图 7 所示）#图6体积管静止状态原理图图7活塞向上游运行原理图#2. 3接到运行指令后，电磁阀通电打开，液压缸内液压油返回油箱，提动阀在 氮气压力和弹簧力作用下关闭计量活塞上的液流通道，计量活塞随液流向 下游移动，实现标定运行。与计量活
13、塞同步运行的遮光器分别通过三个光 电检测开关G3、G2和G1。（如图8所示）图8检定状态原理图2. 4当遮光器通过光电检测量开关时， 电磁阀断电关闭，液压油进入液压缸，推动驱动活塞向上游运动，并使提动阀打开计量活塞上的液流通 道，拖动计量活塞返回上游。设备的技术参数:i=r. 序号名称技术参数1接口法兰DN100300mm2计量管直径最大630mm3公称体积50L;100L;200L;300L4重复性误差 0.02%5装置准确度 0.04%6公称压力 1.6/2.5/4.0/64Mpa（由用户定）7工作温度-30C + 80 C8适用介质原油、成品油等9介质粘度-6 20.5200(10 m
14、/S)10流量范围300L: 1.121200m 3 /h3200L: 0.8800 m3 /h100L: 0.4 400 m3 /h350L: 0.2 200 m /h11整机阻力损失 150L100L:80L50L:40L17气罐容量3300L;200L: 0.6m100L;50L: 0.4m318气罐最大工作压力2.4MPa19外型尺寸300L: 5400 X 1800 X 1300（参考）200L: 4800 X 1800 X 1250（参 考）100L: 4200 X 1800 X 1200（参 考）50L: 3800 X 1800 X 1150（参 考）20整机重量300L:约 3500Kg200L:约 3000Kg100L:约 2500Kg50L:约 2000Kg微机操作系统一、系统安装1. 系统组成（见图9）1. 1体积管控制器1. 2笔记本电脑1. 3打印机（附电缆一根）1. 47线控制信号电缆一根1. 53线流量信号电缆一根1.
