能源計量中容量量值傳遞技術(shù)研究

能源計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)。在能源的計量當(dāng)中，標準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，同時在現(xiàn)存的檢定方案與理論計算前提下，借助計算機、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，并且準確度極高。Keys：能源計量；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)鍵的一個組成結(jié)構(gòu)，而容量計量因為是石油貿(mào)易結(jié)算工作中最為重要的一個技術(shù)指標，所以它的數(shù)據(jù)精確度直接決定著油品在靜態(tài)時的計量能否實現(xiàn)公平公正。為此，本篇文章對容量比較和容量衡量法則進行了結(jié)合應(yīng)用，在實現(xiàn)三等金屬量器高效、精確的檢定、增強量傳自動化的水平、降低勞動負荷的基礎(chǔ)上，最大程度地節(jié)省在量傳工作中所需要投入的經(jīng)濟成本，以此確保油品容量量值等數(shù)據(jù)在靜態(tài)計量過程中的準確性和可靠性。一、設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計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，分別是標準器、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，標準器中含有一整套二等標準的金屬量器組和兩臺電子天平以及一個一等標準的密度計，另外還會配備一個單科線的容量瓶。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行測量的裝置。鑒定試驗平臺、扶梯、水箱以及管路等是輔助裝置中最為主要的四個組成部分。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VB以及下位機核心控制系統(tǒng)的信息數(shù)據(jù)收集和處理等程序。1.容量比較法標準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主標模塊，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稱容積量值的溯源，而其中最為直觀且有效的一個方法即利用二等標準的金屬量器以1:1等比較法則。然而，一般因為工作量器標稱的容積較大，但是二等量器標稱的容積偏小，因此很難達到1:1的比較準則，此時便需要通過把二等標準的金屬量器組合量值和被檢定的金屬量器實際量值做比較檢定處理，同時為了確保最終的數(shù)據(jù)具有較高的可控與準確性，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，另外實驗室中的空氣密度是ρa，介質(zhì)表觀的質(zhì)量是M（通過標準砝碼的質(zhì)量、5天平的平衡位置與補加的小砝碼計算），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）上述式子當(dāng)中，標準砝碼的材料密度是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，計算并得到標稱的體積。在測量時應(yīng)用的主標準器是高精度的電子天平與一等標準的玻璃密度計，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)式的可移動水箱、上下位機的控制裝置以及注水平臺等等。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，幾乎不會用其來對純潔度較好的介質(zhì)容積進行計量，通常用它對貿(mào)易結(jié)算工作中各類性質(zhì)的油品進行測量，此時介質(zhì)污染程度極高。因為通常應(yīng)用三等金屬量器檢定流量器具以及計算油品的貿(mào)易，因此在實際設(shè)計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)水箱進行分離設(shè)計。下圖即隔離水箱的示意圖。圖2.移動型循環(huán)隔離水箱如果被檢金屬量器標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極快，倘若控制部分計算出現(xiàn)失誤，且水泵的開關(guān)量未發(fā)生變化，并繼續(xù)進行注水，那么將會導(dǎo)致液面的高度超過金屬量器整體的高度，此時檢定介質(zhì)便會出現(xiàn)外溢等問題，實驗失敗。而為了避免這一問題，在通過容量的衡量法進行實驗時，需要在上位機的控制系統(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)的實驗獲取，以供后續(xù)檢定查表時使用。二、對實驗數(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量值溯源依據(jù)和標準。利用日常實驗、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工作的穩(wěn)定與可靠性。此次試驗，通過平均值-極差的控制圖來對三等標準金屬的容量檢定裝置量值傳遞進行記錄，并以此為依據(jù)對計量全過程是否會受到一些隨機效應(yīng)等影響進行判斷。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)準則，評判圖中各個檢測點分布的狀態(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指標要求。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萘坑嬃刻攸c進行了結(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)準確的信息數(shù)據(jù)檢定服務(wù)。Reference：[1]張保珍.加強企業(yè)能源計量管理促進節(jié)能降耗[J].石化技術(shù),2020,27(07):228-229.[2]谷佳琪,閆征.重點用能企業(yè)能源計量管理[J].建材與裝飾,2020(15):172+175.[3]林榮捷.能源計量管理與企業(yè)節(jié)能降耗方法探析[J].現(xiàn)