能源计量中容量量值传递技术研究

能源计量中容量量值传递技术研究

Summary：想要在石油的勘查、开采、信息数据分析和研究以及贸易结算等诸多环节中保证容量量值的精确性和统一性，就必须要重视容量量值的传递技术。在能源的计量当中，标准金属的量器具有着极为重要且无可替代的量值传递效果。本篇文章将金属量器的容量检定作为研究对象，同时在现存的检定方案与理论计算前提下，借助计算机、数据信息采集与处理技术等，创造出了三等金属量器的容量检定设备。在经过一段实践之后发现，该技术操作方式较为简便，整体过程相对简单，并且准确度极高。Keys：能源计量；量值传递技术；容量量值引言：目前，石油贸易逐渐变成了我国和中亚国际贸易领域中极为关键的一个组成结构，而容量计量因为是石油贸易结算工作中最为重要的一个技术指标，所以它的数据精确度直接决定着油品在静态时的计量能否实现公平公正。为此，本篇文章对容量比较和容量衡量法则进行了结合应用，在实现三等金属量器高效、精确的检定、增强量传自动化的水平、降低劳动负荷的基础上，最大程度地节省在量传工作中所需要投入的经济成本，以此确保油品容量量值等数据在静态计量过程中的准确性和可靠性。一、设备结构设计对于三等金属量器的容量检定设备来说，其主要包括五大部分，分别是标准器、辅助装置、测量装置、控制单元、信息数据的采集和处理等。通常情况下，标准器中含有一整套二等标准的金属量器组和两台电子天平以及一个一等标准的密度计，另外还会配备一个单科线的容量瓶。在辅助装置中含有针对于介质以及大气温度与压力等进行测量的装置。鉴定试验平台、扶梯、水箱以及管路等是辅助装置中最为主要的四个组成部分。在控制单元中电源、开关量输出、指示和控制按钮与模拟量的输入模块等是核心成分。而在数据信息的采集和处理环节中，则主要包含上位机VB以及下位机核心控制系统的信息数据收集和处理等程序。1.容量比较法标准金属量器组是三等金属量器的容量比较法中最为主要的一个主标模块，而其工作的原理详情见下图。图1.容量比较法的原理示意图对于三等金属量器来说，它借助容量比较法来完成标称容积量值的溯源，而其中最为直观且有效的一个方法即利用二等标准的金属量器以1:1等比较法则。然而，一般因为工作量器标称的容积较大，但是二等量器标称的容积偏小，因此很难达到1:1的比较准则，此时便需要通过把二等标准的金属量器组合量值和被检定的金属量器实际量值做比较检定处理，同时为了确保最终的数据具有较高的可控与准确性，二者容量的比值应当不超过1:10。2.容量衡量法不同于比较法，衡量法主要借助密度来进行测量，以此完成质量以及体积之间完美的换算。倘若三等金属量器质量是ML而体积是VL，检定介质质量是Mw、密度是ρw、体积是Vw，另外实验室中的空气密度是ρa，介质表观的质量是M（通过标准砝码的质量、5天平的平衡位置与补加的小砝码计算），它的平衡方程是：ML-VL+Mw-Vwρa=T-VTρa（1）ML-VL+M-Vwρa=T-VTρa（2）上述二式合并之后可得：Mw-Vwρa=M-VWρa（3）在式子中Mw=Vwρw（4）由（2）至(4)式可得VW=（5）上述式子当中，标准砝码的材料密度是ρB，量器内容纳的鉴定介质体积是Vw，也就是在T℃时量器的容积，因此VT=VW.对于容量的衡量法而言，其工作的原理即利用测量水的密度、液位刻度、质量以及温度等，计算并得到标称的体积。在测量时应用的主标准器是高精度的电子天平与一等标准的玻璃密度计，而辅助装置则是温度、湿度传感器、容量瓶和单刻度的容量瓶等，另外主要的配套设备是循环式的可移动水箱、上下位机的控制装置以及注水平台等等。3.在量传系统中涉及到的相关技术当应用三等金属量器时，几乎不会用其来对纯洁度较好的介质容积进行计量，通常用它对贸易结算工作中各类性质的油品进行测量，此时介质污染程度极高。因为通常应用三等金属量器检定流量器具以及计算油品的贸易，因此在实际设计过程中可以把主体容积的检定以及颈部用于分度检定工作的循环水箱进行分离设计。下图即隔离水箱的示意图。图2.移动型循环隔离水箱如果被检金属量器标称的容积值和水表管质量相近，那么液面的上升速率便会极快，倘若控制部分计算出现失误，且水泵的开关量未发生变化，并继续进行注水，那么将会导致液面的高度超过金属量器整体的高度，此时检定介质便会出现外溢等问题，实验失败。而为了避免这一问题，在通过容量的衡量法进行实验时，需要在上位机的控制系统中设定好介质注入的预期值，而且该数值应当不大于需要被检定的金属量器的标称值。由于水密度近乎等同于1000kg/m3，因此预设值往往需要在大量重复的实验获取，以供后续检定查表时使用。二、对实验数据的分析在三等金属量器中容量检定设备为容量最为重要的一个量值溯源依据和标准。利用日常实验、数据记录和分析、绘制控制图等，科学有效的确保了在测量过程中各项工作的稳定与可靠性。此次试验，通过平均值-极差的控制图来对三等标准金属的容量检定装置量值传递进行记录，并以此为依据对计量全过程是否会受到一些随机效应等影响进行判断。下图即测量得到的数据平均值和极差控制图。图3.平均值的控制图图4.极差的控制图按照相关准则，评判图中各个检测点分布的状态，发现在量值传递的过程中并未发生异常情况，不受控制的随机效应与系统效应并未产生影响，满足了最大的允许误差等各项指标要求。结束语：综上所述，本篇文章在研究目前国内外的容量量值传递技术前提下，还适当的对容量计量特点进行了结合，从而构建起了三等金属量器的容量检定设备，并以此来处理检定介质在循环应用、衡量和比较法精密结合等诸多问题。经过实践证明，所建立的三等金属量器的容量检定设备能够有效解决在能源计量工作中存在的和容量量值传递技术相关的各种难题。除此之外，在相同检定与校准的基础上，此类检定装置可以提供更为公平公正且优质准确的信息数据检定服务。Reference：[1]张保珍.加强企业能源计量管理促进节能降耗[J].石化技术,2020,27(07):228-229.[2]谷佳琪,闫征.重点用能企业能源计量管理[J].建材与装饰,2020(15):172+175.[3]林荣捷.能源计量管理与企业节能降耗方法探析[J].现