多功能液位計檢定裝置的原理

多功能液位計檢定裝置是一種液位計水箱檢定裝置，由儲水箱、檢測用液位桶、檢定組件安裝板、水泵及水位控制調(diào)節(jié)閥、玻璃管液位計和數(shù)顯標(biāo)準(zhǔn)游標(biāo)卡尺、水平調(diào)節(jié)底座、便攜操作架等組成。裝置的結(jié)構(gòu)示意圖如下。

多功能液位計檢定裝置結(jié)構(gòu)示意圖

使用多功能液位計檢定裝置檢定液位計時，首先根據(jù)被檢液位計的測量范圍選定合適的液位筒，并將液位計正確安裝在液位筒上。然后，升高液位筒液位至設(shè)定零位，進行調(diào)零。檢定時調(diào)節(jié)液位筒內(nèi)的水位，從零位開始逐漸升高水位到各檢定點的高度，直至上限，然后逐漸降低液位筒的水位到各檢定點，直至下限。期間記錄被檢液位計的示值和游標(biāo)卡尺的標(biāo)準(zhǔn)示值，進行誤差計算。取整個測量過程中示值誤差的非常大值作為該液位計的示值誤差。△1=Hd－Hw1(1)△2=Hd－Hw2(2)式中:△1、△2分別為液位計上、下行程的示值誤差，cm或mm；Hw1、Hw2分別為液位計上、下行程示值對應(yīng)的水箱實際水位值，cm或mm；Hd為液位計示值，cm或mm。

多功能液位計檢定裝置的研究及設(shè)計

在參考國家及有關(guān)省已經(jīng)建立的相關(guān)液位計檢定裝置的基礎(chǔ)上，研制一種多功能液位計檢定裝置，采用數(shù)顯游標(biāo)卡尺作為溯源標(biāo)準(zhǔn)。裝置的測量范圍為0～2000mm，分辨力為0.01mm，最大允許誤差為0.05mm，能滿足各種型式高等級液位計計量檢定的需要，達到了水平。

多功能液位計檢定裝置結(jié)構(gòu)的設(shè)計及實現(xiàn)多功能液位計檢定裝置主要由檢測用水箱、檢測用分離式液位桶、檢測用透明液位桶、檢定組件安裝板、進出水泵及水位控制調(diào)節(jié)閥、玻璃管液位計和數(shù)顯標(biāo)準(zhǔn)游標(biāo)卡尺、水平調(diào)節(jié)底座、便攜操作架等組成。多功能液位計檢定裝置結(jié)構(gòu)見下圖。
 

多功能液位計檢定裝置結(jié)構(gòu)圖

多功能液位計檢定裝置的主要技術(shù)指標(biāo)

1)檢定范圍:0～2000mm；

2)數(shù)顯游標(biāo)卡尺:分辨力為0.01mm，非常大允許誤差為0.05mm；

3)液位計接口標(biāo)準(zhǔn):DN15、DN20、DN25、DN32、DN60、DN65、DN70、DN75等，平面法蘭支持?jǐn)U展。

多功能液位計檢定裝置實施及創(chuàng)新

水箱材料為5mm厚不銹鋼拉絲板，水箱尺寸:600×800×1700(mm)，并配有大口徑清洗排污閥。水位控制系統(tǒng)采用進口屏蔽式水泵和粗調(diào)、微調(diào)閥門組成，可有效控制正反檢定行程水位。所有計量組件均配備水平調(diào)節(jié)底座。檢定組件安裝板由透明液位顯示管、數(shù)顯游標(biāo)卡尺等組成，底部均與分離式液位桶、透明液位桶連接，與水箱快速接頭連通。檢測用分離式液位桶由Ф500×1300(mm)、Ф500×1000(mm)兩個不同高度的液位桶組成，上下兩桶可分離或組合使用。檢定時可根據(jù)被檢液位計選擇合適的液位桶進行檢測。

液位桶與水箱快速接頭連通，并配備專用扶梯以便觀察液位桶內(nèi)液位情況。此外，液位桶設(shè)計了可方便拆卸的液位計夾裝蓋板，可以滿足不同液位檢定需求。例如，在檢測2000mm量程的液位計時，將上下液位桶通過卡箍緊密連接，液位桶高度可達到2300mm；在檢定量程為1000mm及以下液位計的時候，可以將上面1000mm液位桶通過滑輪吊裝分離，保留底部1300mm的液位桶，這樣在檢定小量程液位計時，減少了大量排放水導(dǎo)致的時間消耗，節(jié)約水資源，提高檢定效率。

目前市面上大部分一體式超聲波液位計等非接觸式液位計均有250mm左右的盲區(qū)，且對液位桶桶徑有要求，為解決這一問題，本裝置液位桶上方預(yù)留300mm的高度，且500mm的內(nèi)徑滿足了大部分的超聲波液位計、雷達液位計等非接觸式液位計的檢測需求。

檢測用透明液位桶規(guī)格:Ф200×2000mm，與水箱快速接頭連通。目前一般房高為3m，為滿足磁致伸縮等長尺寸液位計的安裝工作，將透明液位桶設(shè)計為可整體放倒，很好地解決了液位計檢定裝置室內(nèi)安裝垂直空間不夠的問題，同時提高了液位計的拆裝效率。此外，通過透明液位桶可以觀察這些液位計是否安裝垂直，降低非垂直安裝對測量結(jié)果帶來的影響。

檢定接口檢測用分離式液位桶(即大液位桶)上面有兩塊金屬蓋板(支撐板和調(diào)節(jié)板)，支撐板上開DN80的孔和兩個DN10的孔，用于穿入兩根支撐調(diào)節(jié)板的螺桿，調(diào)節(jié)板為左右對稱的結(jié)構(gòu)，板中間位置有可供沿著螺桿移動的15mm的長槽孔，兩板中間為相對的DN60的半圓孔，用于放置液位計。這樣，液位計上下位置可通過螺桿調(diào)節(jié)(板前后用螺母固定)，左右可通過槽孔調(diào)節(jié)，可以方便各種尺寸超聲波物位計調(diào)節(jié)測量。檢測用透明液位桶頂部亦預(yù)留了Ф60mm、Ф50mm、Ф40mm活動蓋板和固定螺紋支架。

裝置配有磁致伸縮液位計在線檢定系統(tǒng)(系統(tǒng)MPE為0.05%)，由磁致伸縮傳感器、液位轉(zhuǎn)換控制器和計算機軟件組成。液位變送器完成液位的測量并變送輸出4～20mA電流信號；液位轉(zhuǎn)換控制儀將液位變送器輸出的電流信號轉(zhuǎn)換為液位值，通過RS232輸出；計算機通過接收液位轉(zhuǎn)換控制儀器輸出的代表液位值的RS232信號并多點測量，算出各檢測點的液位值作為標(biāo)準(zhǔn)與被檢液位計的測量值進行比較，做出液位的不確定度判斷。該系統(tǒng)實現(xiàn)了快速的自動化檢測，提高了檢測效率。

多功能液位計檢定裝置檢定液位計操作示例

用多功能液位計檢定裝置檢定一臺2m的浮球式磁致伸縮液位計。首先用水平儀檢查主水箱底座及有機玻璃管支架是否水平，并調(diào)整到非常佳狀態(tài)。檢定流程如下:

1)安裝、調(diào)整被檢液位計，并調(diào)零；

2)打開水泵電源開關(guān)后，當(dāng)液位顯示水位達到50.0cm時，關(guān)閉水泵，等液面平穩(wěn)后，若被檢液位計水位值低于50.0cm，打開微調(diào)閥，起動水泵加水；若被檢液位計水位值高于50.0cm，打開主水箱下側(cè)微調(diào)閥，將水直接排出水箱；

3)記錄標(biāo)準(zhǔn)尺此時的數(shù)據(jù)；

4)重復(fù)步驟2)、3)，將水位依次調(diào)整為100.0cm、150.0cm、200.0cm，并記錄標(biāo)準(zhǔn)尺數(shù)后，開始反行程檢定；

5)打開水泵電源開關(guān)，按操作步驟2)將水位定在150.5cm(此處建議設(shè)定值略高于檢定點值，因為水泵停止工作后，要關(guān)閉水閥，有個時間差)，當(dāng)水泵開始工作，打開排水閥，主水箱開始排水。若被檢液位計水位值低于150.0cm，打開微調(diào)閥，起動水泵加水；若被檢液位計水位值高于150.0cm，打開主水箱下側(cè)微調(diào)閥，將水直接排出水箱；

6)重復(fù)步驟5)，將水位依次調(diào)整為100.0cm、50.0cm，并記錄標(biāo)準(zhǔn)尺數(shù)據(jù)；7)計算個檢定點的示值誤差和回差。檢定結(jié)束。

本文介紹了一種多功能液位計檢定裝置，主要論述了該裝置的工作原理、技術(shù)指標(biāo)、設(shè)計思路、工作方法，以及該裝置在實施中的創(chuàng)新點。裝置可檢定多種類型的液位計，例如:浮球液位計、靜壓式液位計、浮球(桶)液位計、雷達物位計、超聲波料位計、差壓式液位計、明渠流量計等。目前，多功能液位計檢定裝置已經(jīng)運用于某計量技術(shù)機構(gòu)，很好地滿足了日常檢定的市場需求。