簡介
? ? ? 隨著測量手段的不斷發(fā)展，液位的測量越來越受到人們的重視，特別是石油，化工，醫(yī)藥，冶金，電力等工業(yè)部門應(yīng)用十分廣泛。然而，液位計納入計量管理，計量檢定在我國起步較晚，直到2002年全國壓力技術(shù)委員會組織起草了第一本JJG971—2002《液位計》計量檢定規(guī)程。
顯然，液位計還是一個年輕的計量品種，在計量領(lǐng)域還有很多人對它缺乏了解，對它的原理，特點(diǎn)，應(yīng)用范圍還缺少認(rèn)識。2004年天津市計量技術(shù)研究所研制成功了“液位計檢定裝置”結(jié)合該裝置的使用情況，本文對該裝置如何開展一些典型的液位計進(jìn)行檢定做一介紹。
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一、液位計檢定裝置的結(jié)構(gòu)及測量原理
結(jié)構(gòu)
? ? ? 液位計檢定裝置由三部分組成，第一部分：主不銹鋼水箱，長為400mm寬300mm高為2m;用于檢定浮球式，浮筒式液位計的圓柱形有機(jī)玻璃專用檢測筒，直徑為200mm高為2m；用于檢定電容式液位計的圓柱形不銹鋼專用檢測筒，直徑為60mm高為2m專用，組成（見圖1）：第二部分為專用管路連接部分：包括被檢液位計連接法蘭：顯示液位高度的玻璃管：進(jìn)行液位計檢定使用的正行程檢定控制閥；及進(jìn)行液位計反行程檢定用的排水閥門。第三部分為標(biāo)準(zhǔn)計量儀器配置：兩個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，用模擬液位的方法所使用的鋼卷尺。用于檢定遠(yuǎn)傳式液位計使用的數(shù)字多用表，絕緣電阻表及用于做耐壓試驗用的“耐壓力試驗裝置”等。
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工作原理
? ? ? 液位計檢定裝置工作前，首先要對主水箱注水。根據(jù)被檢液位計類型選擇連接標(biāo)準(zhǔn)水箱位置，讀取水箱和被檢液位計的零位差，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整個測量范圍內(nèi)，直至液位升到測量上限，關(guān)閉節(jié)門。反行程檢定輕輕打開專用管路的排水閥門，使液位慢慢下降并逐點(diǎn)控制并讀數(shù)，完成了液位計的示值檢定過程。
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二、液位計檢定裝置的技術(shù)特點(diǎn)
儀器精度指標(biāo)
? ? ? 液位計檢定裝置選用的標(biāo)準(zhǔn)計量儀器，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，均滿足檢定規(guī)程中標(biāo)準(zhǔn)器擴(kuò)展不確定度不超過被檢液位計允許誤差絕對值的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)備實測液位檢定和模擬液位檢定檢定范圍達(dá)到2m。
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測量種類齊全
? ? ? 該裝置設(shè)計時，進(jìn)行了充分的市場調(diào)研，能開展磁翻轉(zhuǎn)液位計，浮筒（浮球）式液位計，遠(yuǎn)傳式液位計，反射式，壓力式等幾十種液位計的檢定工作。
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操作簡單檢定效率高
? ? ? 根據(jù)不同類型的液位計，只要選擇好適當(dāng)?shù)慕涌?，用正行程控制閥門進(jìn)行正行程示值檢定，用排水口控制閥門進(jìn)行反行程示值檢定，大約不超過10分鐘即可完成一臺液位計的示值檢定。
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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)，將水箱由自來水管蓄滿水，用控制正行程控制閥門和排水口控閥門，即可完成一臺液位計的示值檢定，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
? ? ? 對于磁翻轉(zhuǎn)式液位計，雙色石英管液位計等一些現(xiàn)場指示型液位計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，壓力式液位變送器和液位開關(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
? ? ? 此液位計通過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毫安直流電信號的輸出（見圖2）。
? ? ? 檢定時將浮球式帶遠(yuǎn)傳液位計，安裝在本裝置的圓柱形有機(jī)玻璃專用檢測筒，安裝時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)管中自由無阻礙地滑動。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)整好液位零位對應(yīng)于4毫安，檢定開始，輕輕打開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，并記錄對應(yīng)的輸出電流值，使檢定點(diǎn)均勻分布在被檢液位計整個測量范圍內(nèi)，直至液位升到測量上限，關(guān)閉正行程檢定控制閥。反行程檢定輕輕打開左端的排水閥門，使浮球隨液位慢慢下降讀液位值和對應(yīng)的電流值。從而，完成了液位計示值檢定的全過程。
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壓力式液位計檢定
? ? ? 檢定壓力式液位計與浮球式帶遠(yuǎn)傳液位計方法大體相同，都需要24伏供電電源和對應(yīng)液位高度4～20毫安電流輸出，壓力式液位計目前有兩種（見圖3、4）；一種與壓力變送器的外型相同稱為液位變送器，檢定時將變送器與有機(jī)玻璃檢測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，檢定時把傳感器放入水箱底部，升降水位讀取對應(yīng)輸出電流值。
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浮球式液位開關(guān)的檢定
? ? ? 浮球式液位開關(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)部門中的開口容器和受壓容器的液位，進(jìn)行控制報警的液位開關(guān)，最適用于水和腐蝕性液體和大多數(shù)酸和堿的液體測量。檢定時將浮子可通過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，開關(guān)即產(chǎn)生動作而輸出相應(yīng)的控制信號。
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檢定/校準(zhǔn)能力驗證
? ? ? 驗證方法依據(jù)JJF1033-2001《計量標(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“液位計檢定裝置”測量一穩(wěn)定被測對象，然后將該被測對象用另一套更高級的計量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測量，應(yīng)滿足式∣y-yｏ∣<√Ｕ2+Ｕｏ２ 的要求。用本所新研制的“液位計檢定裝置”，選擇的被測對象為“壓力式液位計”，依據(jù)JJG971——2002《液位計計量檢定規(guī)程》，用檢定液位的方法對液位計進(jìn)行測試，測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，依據(jù)JJG882-94《壓力變送器計量檢定規(guī)程》，對同一臺液位計用壓力的方法進(jìn)行測試，測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），比對結(jié)果見表A
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壓力式液位計測量范圍（0～2000）mm；準(zhǔn)確度：0.5級；檢測室溫度：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
? ? ? 液位計檢定裝置研制成功，使我市的液位計檢定在國內(nèi)處于領(lǐng)先水平，經(jīng)過多年的運(yùn)行證明，該裝置結(jié)構(gòu)合理，測量準(zhǔn)確，安全系數(shù)高，使用效果良好，解決了各類型液位計的量值傳遞問題，適合在省級計量部門推廣應(yīng)用。
