压力仪表校准自动化与计量管理智能化系统

ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　ＳＥＣＴＩＯＮ技术篇　现代计量仪■与技术　压　随着测试技术、微电子技术、计算机技术的不断发　展，将三种技术有效地结合运用是发展的必然趋势。北　京中航机电研究所和中航新科软件公司利用多年专门　现分别对它们进行如下介绍：　（１）全量程压力信号的产生与调控系统　本系统的压力输出范围为（一０．１～６０）ＭＰａ，由３个独　立的造压、调压系统分段完成，几乎覆盖了工业生产过　程的全部压力。　研究制造工业计量标准仪器的技术优势，将数字化、智　能化、网络化与信息化技术有效地运用于现代压力测试　领域中，研制成功全新概念的、集压力仪表校准自动化　与管理智能化于一体的系统（以下简称“计管系统”）。　一力计　①（一０．１～Ｏ）ＭＰａ￣高性能、低噪音真空泵及调压系　统完成。　、计管系统　一　１．“压力计量与管理一体化”新概念　种类繁多、数目巨大的压力仪表通过自动化校准过　②（０～１．６）ＭＰａ￣全密闭式、低噪音、无污染压缩机　完成。　程，将被校仪表的全部信息自动输入计管系统的数据　库，由计管一体化系统按计量技术管理、计量行政管理　③（０～６０）ＭＰａ￣ｔ双向、高效、低噪音液压泵完成。　以下简单介绍（Ｏ－６０）ＭＰａ造压及调压特点，其功能　指标为：压力范围为（Ｏ，－￣Ｏ）ＭＰａ或ＩＯＯＭＰａ；测量准确度　和计量法制管理的要求，对被校表信息进行数据处理、　存档、制表及输出打印结果，又可以多种方式自动查询、　为（０．０２～０．０５）％ＦＳ；升全压时间≤１．５分钟；压力升降平　稳，无渗漏，噪声＜￣５８ｄｂ，无污染。　其解决方案如下：　调用、输出历史记录，而实现仪表的自动化校准与智能　化管理。　２．计管中心的组成　①采用设计独特的双向、双柱塞、高效、低噪音液压　泵造压。　将各种数字化、智能化、标准化、模块化功能单元按　需组合，然后通过通讯、总线及计算机软件技术与计算　机连接起来，组成全新概念的计管系统。其组成原理图　如图１所示，包括：全量程压力信号的产生与调控系统，　压力、电流、电压自动测量系统，计算机与通讯系统，电　②采用３次逼近多元化调压方案（如图２所示）。　ａ．自动定值粗调加手动细调。　ｂ．开式压力快速逼近加闭式微小容积微调。　③采用技术先进的动、静高压密闭技术。　以上方案具有系统简单、经济实用等优点。　（２）压力、电流、电压自动测量系统　Ｉ压力发生与调控系统Ｉ输Ｉ　壁皇　通　Ｉ　万夏　西　程控电流系统　Ｉ校准　Ｉ口ｌ　ｌ气压及电流测量单元ｌ输ｌ　线ｌ液压及电流测量单元Ｉ会ｌ　被　校　仪　表　其由压力测量模块、压力测量显示单元，以及电流、　电压测量回路组成。　其功能包括：压力测量：（－Ｏ．Ｉ，，￣Ｏ）ＭＰａ，准确度为（０．ｏ＇２－　粗调设定　微调阀标准表被校表　毳墓｝　Ｉ－　＿｛叵　　霎　手持　现场仪～表　统ｌ——Ｔ——］一ｉ　Ｉ　　型　图１计管中心组成原理图　图２调压原理图　中＿计－枷，．１●ｌ９　维普资讯 http://www.cqvip.com

０．０５）％ＦＳ；电流、电压自动测量：（０￣５０）ｍＡ，（０￣２００）ｍＶ。准　确度为０．０２％ＦＳ，为被校表提供２４Ｖ电路电源。　软件对各种压力仪表进行分类及自动检定。自动处理检　定结果并存人数据库，而后按计量管理的要求，通过计　量管理应用软件，对全厂仪表实施智能化计量管理。　３．计管系统的智能化计量管理功能　①压力测量模块　为实现压力多量程自动测量。必须采用能够互换的　．　全数字化智能压力传感器，进行量程自动／手动切换；同　时应使其具有量程自动识别、线性与温度自动数字补　偿、自诊断、信息存储及对外双向通讯等功能。其原理如　图３所示。　（１）智能化计量管理的意义　要保证测量数据的准确性、一致性、溯源性和法制　性，对计量仪器进行定期校准、检定是关键。开展校准、　检定工作时，首先要有相应的“标准”设备；同时还要执　压力模块采用经过精选的高性能硅压阻压力传感　器，并进行非线性及温度补偿，保证（０—４０）℃测压总精度　为０．０２％ＦＳ，并用嵌入式微处理器进行数据处理及监控，　行相应的计量管理法规，使计量检定工作科学、有序地　进行。本系统的智能化计量管理功能是在校准自动化的　基础上，为复杂的计量管理工作提供科学、有效的计量　设备管理而设计的。　将测压结果以数字信号的形式传送到测压显示单元或　计算机。　（２）智能化计量管理功能的实现　②压力测量显示单元　压力测量显示单元接收压力模块的数据．显示压　按工厂一般的计量管理需求和依据国家、行业检定　法规而设计的、典型的智能化计量管理系统。其功能如　图５所示。　力值并向计量中心的ＰＣ机传输数据；同时测量并显示　电流、电压值。以及对压力开关电接点压力表的状态进　行逻辑监测。通过ＲＳ２３２串口与ＰＣ机及压力模块进行　按计量管理的需求和法规。可采用事件驱动程序设　计面向对象的数据库。典型的软件功能图和数据流程图　远程调试诊断升级　双向通讯，将结果传给压力模块与ＰＣ机；在ＰＣ机软件　界面下。对各类压力仪表依据检定规程进行自动数据　—面　采集、处理、存储、生成检定证书等；此外，还可进行查　询、统计等计量管理工作。压力测量显示单元的组成如　图４所示。　ＺＨ２５ｌ３　压　（３）计算机与通讯系统　从计管系统的组成（如图１所示）可看出，本系统是　力　自　动　校　准　一一一一～一一一一一一　准计划ｌ压力校鍪　验仪ｌ校准ｌ萋　准结果Ｌ——采集数据—ｌ　蓑　ｌ　ＩＩ　与　管　理　由　以计算机为核心。由若干智能仪表单元组成的网络化仪　表测管系统。其通过Ｒｓ２３２串口、Ｉ２Ｃ总线与各单元通讯，　实时采集各单元的各种测量数据。并通过专用仪表检定　心　查询、检索、打印证书统计报表　图５智能化计量管理系统功能图　图３压力测量模块结构图　图４压力测量显示单元原理图　５Ｏ捌阳廖．１嘲＿甘■　图６应用软件数据模块　维普资讯 http://www.cqvip.com

ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　ＳＥＣＴＩＯＮ技术篇　现代计量仪器与技术　如图６所示，再将图５中需要输入计管系统的内容输入计　算机。　获得被校表校验数据的方法有：　ＺＨ２５１３Ｐ压力　计管系统　压力校验仪蓑Ｈ　Ｉ　ｌ现…一　场压力表　信号校验仪ｌ萎爰Ｈ　ｌ　现场压力表…　　①通过实验室校准直接录入计管系统。　ＺＩ＇－Ｉ２５１３Ｅ温度　仪表计管系统　②通过手持现场校验仪到现场校准录取数据．然后　通过接口“上传”给计管系统。　图８　ＺＨ系列仪表网络　③计管系统之间通过电话线或互联网传送。　代替开关、旋钮操作，以及远程访问和遥测监控数据等．　二、网络化仪表是压力计量和管理仪器的发展方向　是压力计量与管理设备的发展方向。　压力计管一体化系统是具有现代技术特征的网络　三、结束语　化仪表群．它不仅保持了各智能化仪表单元的独立功　我所研制的仪表校准自动化与计量管理智能化系　能，还具有与计算机通讯联网的信息化功能。本系统可　统是充分体现信息时代特征的高科技产品。它是为了响　以纵向・连接成如图７所示的网络化仪表链．还可以纵向、　应国家提出的“用信息化改造工业化”的号召，改变比较　横向连接成如图８所示的网络化仪表网。网络化仪表不　落后的工业量值传递设备而研制的。其不仅实现了工业　仅增强了功能，还提高了仪表的技术性能。用键盘、鼠标　仪表校验自动化与管理职能化的融合与统一．而且实现　了整个校验仪器的网络化．为校准仪器和量值传递事业　竺墨竺　Ｈ　！至竺　Ｈ　竺　！　竺兰　Ｈ　竺至　的发展作出了应有的贡献。　图７　ＺＨ表纵向组网　作者单位【北京中航机电研究所】锄　油田内部油气计量技术现状与　发展趋势分析　口朱益飞潘道兰　目前，油田内部的计量通常分为四级．即有限公司　要，且新开采油田均采用了三相计量装置；同时考虑到掺　外销产品的计量为一级：采油厂与有限公司的交接计量　液集输流程的要求．大庆油田应用了先进的微机技术、自　为二级，计量装置一般设在矿场油库或油气集输站；油　动化技术和网络化管理技术，消除了人工处理数据带来　田区块的计量为三级．按行政划分属于采油矿或管理　的误差．提高了生产效率．实现了计量数据信息的共享。　区，计量装置一般设在油气处理站；油井产物的计量为　此外．为提高油井自动化计量技术水平，许多油田都　四级，按行政划分属于采油队。各油田按照这种划分的　对可能出现的问题开展了跟踪分析研究。并摸索出适合　有关计量标准做了大量的油田内部的计量工作．并取得　我国国情的油井自动化计量的方法和经验。前几年，胜利　了可喜的成绩。本文着重介绍二至四级的计量技术现状　油田孤东采油厂开发研制的移动式单井三相分离连续计　及发展方向．与同行共同探讨。　量装置已具有相当高的水平，并在江苏油田得到了应用；　一、油井产物的计量　河南油田设计院也研制开发出了类似的装置。但是，目前　国外的资料和国内的计量技术情况表明．我国的油　适用于油井产物计量的仪表还存在许多问题。　井产物计量技术不比国外差．甚至在某些研究方面还处　１．计量油水混合物的仪表　于领先水平。例如．大庆油田为使油井产物含水率达到　大庆油田曾引进美国的弹性刮板流量计，通过消化　８０％以上．针对油田油区的产液量含水率、含气率、油井的　吸收．研制出国产弹性刮板流量计，并在部分油田得到　剩余压力等各不相同的情况．把原先已建的两相计量装　应用。但是由于某些技术问题没有得到跟踪研究解决，　置改造成三相计量装置．满足了油田油井产物计量的需　这种流量计未能广泛推广。华北油田开发研制的ＪＱＬ单