能源計(jì)量中容量量值傳遞技術(shù)研究

能源計(jì)量中容量量值傳遞技術(shù)研究

Summary：想要在石油的勘查、開采、信息數(shù)據(jù)分析和研究以及貿(mào)易結(jié)算等諸多環(huán)節(jié)中保證容量量值的精確性和統(tǒng)一性，就必須要重視容量量值的傳遞技術(shù)。在能源的計(jì)量當(dāng)中，標(biāo)準(zhǔn)金屬的量器具有著極為重要且無可替代的量值傳遞效果。本篇文章將金屬量器的容量檢定作為研究對象，同時(shí)在現(xiàn)存的檢定方案與理論計(jì)算前提下，借助計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)信息采集與處理技術(shù)等，創(chuàng)造出了三等金屬量器的容量檢定設(shè)備。在經(jīng)過一段實(shí)踐之后發(fā)現(xiàn)，該技術(shù)操作方式較為簡便，整體過程相對簡單，并且準(zhǔn)確度極高。Keys：能源計(jì)量；量值傳遞技術(shù)；容量量值引言：目前，石油貿(mào)易逐漸變成了我國和中亞國際貿(mào)易領(lǐng)域中極為關(guān)鍵的一個(gè)組成結(jié)構(gòu)，而容量計(jì)量因?yàn)槭鞘唾Q(mào)易結(jié)算工作中最為重要的一個(gè)技術(shù)指標(biāo)，所以它的數(shù)據(jù)精確度直接決定著油品在靜態(tài)時(shí)的計(jì)量能否實(shí)現(xiàn)公平公正。為此，本篇文章對容量比較和容量衡量法則進(jìn)行了結(jié)合應(yīng)用，在實(shí)現(xiàn)三等金屬量器高效、精確的檢定、增強(qiáng)量傳自動(dòng)化的水平、降低勞動(dòng)負(fù)荷的基礎(chǔ)上，最大程度地節(jié)省在量傳工作中所需要投入的經(jīng)濟(jì)成本，以此確保油品容量量值等數(shù)據(jù)在靜態(tài)計(jì)量過程中的準(zhǔn)確性和可靠性。一、設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對于三等金屬量器的容量檢定設(shè)備來說，其主要包括五大部分，分別是標(biāo)準(zhǔn)器、輔助裝置、測量裝置、控制單元、信息數(shù)據(jù)的采集和處理等。通常情況下，標(biāo)準(zhǔn)器中含有一整套二等標(biāo)準(zhǔn)的金屬量器組和兩臺(tái)電子天平以及一個(gè)一等標(biāo)準(zhǔn)的密度計(jì)，另外還會(huì)配備一個(gè)單科線的容量瓶。在輔助裝置中含有針對于介質(zhì)以及大氣溫度與壓力等進(jìn)行測量的裝置。鑒定試驗(yàn)平臺(tái)、扶梯、水箱以及管路等是輔助裝置中最為主要的四個(gè)組成部分。在控制單元中電源、開關(guān)量輸出、指示和控制按鈕與模擬量的輸入模塊等是核心成分。而在數(shù)據(jù)信息的采集和處理環(huán)節(jié)中，則主要包含上位機(jī)VB以及下位機(jī)核心控制系統(tǒng)的信息數(shù)據(jù)收集和處理等程序。1.容量比較法標(biāo)準(zhǔn)金屬量器組是三等金屬量器的容量比較法中最為主要的一個(gè)主標(biāo)模塊，而其工作的原理詳情見下圖。圖1.容量比較法的原理示意圖對于三等金屬量器來說，它借助容量比較法來完成標(biāo)稱容積量值的溯源，而其中最為直觀且有效的一個(gè)方法即利用二等標(biāo)準(zhǔn)的金屬量器以1:1等比較法則。然而，一般因?yàn)楣ぷ髁科鳂?biāo)稱的容積較大，但是二等量器標(biāo)稱的容積偏小，因此很難達(dá)到1:1的比較準(zhǔn)則，此時(shí)便需要通過把二等標(biāo)準(zhǔn)的金屬量器組合量值和被檢定的金屬量器實(shí)際量值做比較檢定處理，同時(shí)為了確保最終的數(shù)據(jù)具有較高的可控與準(zhǔn)確性，二者容量的比值應(yīng)當(dāng)不超過1:10。2.容量衡量法不同于比較法，衡量法主要借助密度來進(jìn)行測量，以此完成質(zhì)量以及體積之間完美的換算。倘若三等金屬量器質(zhì)量是ML而體積是VL，檢定介質(zhì)質(zhì)量是Mw、密度是ρw、體積是Vw，另外實(shí)驗(yàn)室中的空氣密度是ρa(bǔ)，介質(zhì)表觀的質(zhì)量是M（通過標(biāo)準(zhǔn)砝碼的質(zhì)量、5天平的平衡位置與補(bǔ)加的小砝碼計(jì)算），它的平衡方程是：ML-VL+Mw-Vwρa(bǔ)=T-VTρa(bǔ)（1）ML-VL+M-Vwρa(bǔ)=T-VTρa(bǔ)（2）上述二式合并之后可得：Mw-Vwρa(bǔ)=M-VWρa(bǔ)（3）在式子中Mw=Vwρw（4）由（2）至(4)式可得VW=（5）上述式子當(dāng)中，標(biāo)準(zhǔn)砝碼的材料密度是ρB，量器內(nèi)容納的鑒定介質(zhì)體積是Vw，也就是在T℃時(shí)量器的容積，因此VT=VW.對于容量的衡量法而言，其工作的原理即利用測量水的密度、液位刻度、質(zhì)量以及溫度等，計(jì)算并得到標(biāo)稱的體積。在測量時(shí)應(yīng)用的主標(biāo)準(zhǔn)器是高精度的電子天平與一等標(biāo)準(zhǔn)的玻璃密度計(jì)，而輔助裝置則是溫度、濕度傳感器、容量瓶和單刻度的容量瓶等，另外主要的配套設(shè)備是循環(huán)式的可移動(dòng)水箱、上下位機(jī)的控制裝置以及注水平臺(tái)等等。3.在量傳系統(tǒng)中涉及到的相關(guān)技術(shù)當(dāng)應(yīng)用三等金屬量器時(shí)，幾乎不會(huì)用其來對純潔度較好的介質(zhì)容積進(jìn)行計(jì)量，通常用它對貿(mào)易結(jié)算工作中各類性質(zhì)的油品進(jìn)行測量，此時(shí)介質(zhì)污染程度極高。因?yàn)橥ǔ?yīng)用三等金屬量器檢定流量器具以及計(jì)算油品的貿(mào)易，因此在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中可以把主體容積的檢定以及頸部用于分度檢定工作的循環(huán)水箱進(jìn)行分離設(shè)計(jì)。下圖即隔離水箱的示意圖。圖2.移動(dòng)型循環(huán)隔離水箱如果被檢金屬量器標(biāo)稱的容積值和水表管質(zhì)量相近，那么液面的上升速率便會(huì)極快，倘若控制部分計(jì)算出現(xiàn)失誤，且水泵的開關(guān)量未發(fā)生變化，并繼續(xù)進(jìn)行注水，那么將會(huì)導(dǎo)致液面的高度超過金屬量器整體的高度，此時(shí)檢定介質(zhì)便會(huì)出現(xiàn)外溢等問題，實(shí)驗(yàn)失敗。而為了避免這一問題，在通過容量的衡量法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要在上位機(jī)的控制系統(tǒng)中設(shè)定好介質(zhì)注入的預(yù)期值，而且該數(shù)值應(yīng)當(dāng)不大于需要被檢定的金屬量器的標(biāo)稱值。由于水密度近乎等同于1000kg/m3，因此預(yù)設(shè)值往往需要在大量重復(fù)的實(shí)驗(yàn)獲取，以供后續(xù)檢定查表時(shí)使用。二、對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析在三等金屬量器中容量檢定設(shè)備為容量最為重要的一個(gè)量值溯源依據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)。利用日常實(shí)驗(yàn)、數(shù)據(jù)記錄和分析、繪制控制圖等，科學(xué)有效的確保了在測量過程中各項(xiàng)工作的穩(wěn)定與可靠性。此次試驗(yàn)，通過平均值-極差的控制圖來對三等標(biāo)準(zhǔn)金屬的容量檢定裝置量值傳遞進(jìn)行記錄，并以此為依據(jù)對計(jì)量全過程是否會(huì)受到一些隨機(jī)效應(yīng)等影響進(jìn)行判斷。下圖即測量得到的數(shù)據(jù)平均值和極差控制圖。圖3.平均值的控制圖圖4.極差的控制圖按照相關(guān)準(zhǔn)則，評判圖中各個(gè)檢測點(diǎn)分布的狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)在量值傳遞的過程中并未發(fā)生異常情況，不受控制的隨機(jī)效應(yīng)與系統(tǒng)效應(yīng)并未產(chǎn)生影響，滿足了最大的允許誤差等各項(xiàng)指標(biāo)要求。結(jié)束語：綜上所述，本篇文章在研究目前國內(nèi)外的容量量值傳遞技術(shù)前提下，還適當(dāng)?shù)膶θ萘坑?jì)量特點(diǎn)進(jìn)行了結(jié)合，從而構(gòu)建起了三等金屬量器的容量檢定設(shè)備，并以此來處理檢定介質(zhì)在循環(huán)應(yīng)用、衡量和比較法精密結(jié)合等諸多問題。經(jīng)過實(shí)踐證明，所建立的三等金屬量器的容量檢定設(shè)備能夠有效解決在能源計(jì)量工作中存在的和容量量值傳遞技術(shù)相關(guān)的各種難題。除此之外，在相同檢定與校準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，此類檢定裝置可以提供更為公平公正且優(yōu)質(zhì)準(zhǔn)確的信息數(shù)據(jù)檢定服務(wù)。Reference：[1]張保珍.加強(qiáng)企業(yè)能源計(jì)量管理促進(jìn)節(jié)能降耗[J].石化技術(shù),2020,27(07):228-229.[2]谷佳琪,閆征.重點(diǎn)用能企業(yè)能源計(jì)量管理[J].建材與裝飾,2020(15):172+175.[3]林榮捷.能源計(jì)量管理與企業(yè)節(jié)能降耗方法探析[J].現(xiàn)