計(jì)量的準(zhǔn)確性對(duì)于油田生產(chǎn)是十分重要的，不僅能提益而且能控制損耗。的計(jì)量需要使用標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備。普通的壓力校準(zhǔn)裝置占用空間大，誤差高，操作繁瑣，而且只能滿足實(shí)驗(yàn)室送檢，不能滿足單法蘭液位變送器在現(xiàn)場(chǎng)的檢定任務(wù)，延緩了檢定周期，影響了油田生產(chǎn)任務(wù)，并且此類儀表的檢定都是參照國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局批準(zhǔn)施行《液位計(jì)檢定規(guī)程》來(lái)檢定的，沒(méi)有單法蘭液位變送器檢定規(guī)程。為了更好地解決單法蘭液位變送器檢定裝置存在的問(wèn)題，我站通過(guò)對(duì)現(xiàn)有裝置的缺陷進(jìn)行分析，本著經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的原則對(duì)現(xiàn)有檢定裝置進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)及設(shè)計(jì)改造，通過(guò)改造來(lái)滿足油田和社會(huì)單法蘭液位變送器檢定需求，提高吐哈油田液位計(jì)量水平。
1、單法蘭液位變送器測(cè)量原理
單法蘭液位變送器原理屬于靜壓式測(cè)量原理，容器中某點(diǎn)的靜壓P 與被測(cè)液體的深度H 之間的關(guān)系為:
P = Hρg
式中: ρ—液體的密度。
由帕斯卡定律可知，流體在底部產(chǎn)生的壓強(qiáng)只與其本身的密度和高度有關(guān)。在一定工況下，介質(zhì)密度ρ 近似為一常數(shù)。單法蘭液位變送器由與工藝介質(zhì)接觸的敏感測(cè)壓膜片、填充導(dǎo)壓硅油的遠(yuǎn)傳壓力毛細(xì)管、差動(dòng)電容式敏感測(cè)壓元件及電子放大轉(zhuǎn)換器組成。一般單法蘭液位變送器就是通過(guò)變送器正負(fù)壓側(cè)膜盒監(jiān)測(cè)容器或管道內(nèi)液面上、下壓強(qiáng)，再通過(guò)毛細(xì)管傳至差動(dòng)電容式敏感測(cè)壓元件，檢測(cè)出液位差壓變化，實(shí)現(xiàn)液位測(cè)量。
2、檢定裝置的改進(jìn)及升級(jí)設(shè)計(jì)
國(guó)家各檢定機(jī)構(gòu)沒(méi)有單獨(dú)的單法蘭液位變送器的檢定裝置。因新疆維吾爾自治區(qū)計(jì)量院自主制作了一套單法蘭液位變送器的檢定裝置， 2009年底我站在自治區(qū)計(jì)量院進(jìn)行調(diào)研過(guò)程中發(fā)現(xiàn)自治區(qū)這套檢定裝置對(duì)于不同介質(zhì)的液位變送器不能統(tǒng)一檢定，并且檢定程序繁瑣誤差大，不能滿足現(xiàn)場(chǎng)檢定的需求，所以我站在于2010年立項(xiàng)制作出一套數(shù)據(jù)、操作便捷、能滿足于現(xiàn)場(chǎng)不同介質(zhì)類型的單法蘭液位變送器檢定的裝置。
2010 年二季度，自主制作了一套取壓裝置( 法蘭工裝) ，6月底新的檢定裝置調(diào)試完成。7月10日送檢2臺(tái)單法蘭液位變送器到自治區(qū)計(jì)量院進(jìn)行比對(duì)，8月18日本裝置進(jìn)行比對(duì)表的數(shù)據(jù)錄取，比對(duì)結(jié)果良好。
2. 1 實(shí)現(xiàn)對(duì)不同介質(zhì)類型的單法蘭液位變送器的檢定設(shè)計(jì)
以往的裝置組成需要一個(gè)液體罐，對(duì)于不同介質(zhì)類型的單法蘭液位變送器要更換不同液體介質(zhì)來(lái)檢定，這給檢定帶來(lái)了很大的不便。
比如常見(jiàn)的，同時(shí)送檢一臺(tái)測(cè)定水罐液位的液位計(jì)和一臺(tái)測(cè)定油罐液位的液位變送器。按照原有的裝置我們需要往液體罐充滿水檢定完成測(cè)定水罐液位的液位變送器，然后更換介質(zhì)再檢定另一塊液位變送器。這種方法耗時(shí)、費(fèi)材，給檢定帶來(lái)極大不便。
我們的優(yōu)化設(shè)計(jì)是: 將原液體介質(zhì)檢定改良為手持壓力泵打壓配合壓力校驗(yàn)儀檢定，并且裝置制作簡(jiǎn)單，測(cè)量。
因單法蘭液位變送器的測(cè)量模型為H = ( P正－P負(fù)) /ρg。在介質(zhì)密度ρ 和重力加速度g 確定的情況下，液位的高度與統(tǒng)一深度的壓差P正－ P負(fù)成正比。因此，可以用標(biāo)準(zhǔn)壓力發(fā)生器產(chǎn)生的壓力模擬實(shí)際液位，同時(shí)記錄液位計(jì)的示值進(jìn)行檢定; 如果液位變送器和液位顯示儀表可以獨(dú)立的，也可以單獨(dú)檢定: 變送器部分可以參照J(rèn)JG 882 － 1994 進(jìn)行，顯示儀表部分可以參照J(rèn)JG－1996 進(jìn)行。
該裝置主要由智能數(shù)字壓力效驗(yàn)儀CST2005、壓力泵1006、壓力模塊4 個(gè)、法蘭工裝4 套、HAＲT275 手操器及壓力變送器位置調(diào)整系統(tǒng)等組成。
2. 2 實(shí)現(xiàn)不同法蘭和不同類型法蘭液位計(jì)實(shí)驗(yàn)室檢定的設(shè)計(jì)
我們?cè)跈z定過(guò)程中發(fā)現(xiàn)許多單位引進(jìn)的液位變送器法蘭類型以及尺寸各異，無(wú)法有效的配對(duì)檢定。經(jīng)過(guò)優(yōu)化裝置，我們自行設(shè)計(jì)了不同的法蘭工裝，根據(jù)不同尺寸規(guī)格的法蘭來(lái)匹配適宜的法蘭工裝，從而達(dá)到檢定要求，減小了因法蘭工裝不配而造成的誤差。法蘭工裝如圖1:

2. 3 實(shí)現(xiàn)法蘭液位計(jì)現(xiàn)場(chǎng)在線檢定需求
由于以往的液位檢定裝置不能便利實(shí)現(xiàn)在線檢定，造成油田許多液位變送器不能及時(shí)有效的檢定，而且現(xiàn)運(yùn)行的液位變送器拆卸送檢也會(huì)給油田生產(chǎn)帶來(lái)影響。
如果將單法蘭液位變送器從容器上拆下來(lái)送去實(shí)驗(yàn)室校驗(yàn)，事先要做好很多準(zhǔn)備工作。而這些準(zhǔn)備工作，既增加了儀表維修人員的工作量，又耗費(fèi)了大量的人力、物力和工時(shí)。
本次改造我們?cè)O(shè)計(jì)為用手持泵( 給壓裝置) 和法蘭工裝( 取壓裝置) 配合，在壓力校驗(yàn)儀上讀取上下回程誤差的方式檢定。數(shù)字壓力計(jì)攜帶方便，電池供電，可帶到現(xiàn)場(chǎng)不拆卸壓力變送器進(jìn)行檢定，但需要有人協(xié)助進(jìn)行數(shù)據(jù)的記錄; 通過(guò)手動(dòng)打壓，操作方便，可以兩人完成操作及數(shù)據(jù)記錄，解決了現(xiàn)場(chǎng)液位變送器的檢定難題。
2. 4 實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)室模擬現(xiàn)場(chǎng)單法蘭液位變送器工況下的檢定
在實(shí)驗(yàn)室檢定雙單法蘭液位變送器時(shí)因?yàn)椴恢纼蓚€(gè)法蘭安裝位置及高度，需要對(duì)液位變送器進(jìn)行零點(diǎn)遷移之后才能開(kāi)展檢定，檢后采油廠取回安裝需重新進(jìn)行零點(diǎn)遷移，個(gè)別維護(hù)人員安裝之后直接使用而忽視了零點(diǎn)遷移，就會(huì)導(dǎo)致液位計(jì)量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。還有一種方法是將其中的一個(gè)法蘭舉到一定高度看零點(diǎn)輸出準(zhǔn)確之后再檢定。但由于法蘭的高度不相同，用手舉著不穩(wěn)定，即使找合適的東西墊襯也很不容易，所以開(kāi)展檢定工作很困難。
針對(duì)以上問(wèn)題，我們通過(guò)在墻上安裝一個(gè)定滑輪，用繩子將其中一個(gè)法蘭拉升，看零點(diǎn)輸出準(zhǔn)確之后再開(kāi)始檢定。這樣就避免了用手舉高度不穩(wěn)、找不到合適墊襯物的問(wèn)題，而且能夠模擬出現(xiàn)場(chǎng)安裝高度。通過(guò)以上措施，檢定時(shí)就不需要進(jìn)行零點(diǎn)遷移，并且能夠模擬出單法蘭液位變送器現(xiàn)場(chǎng)安裝高度，這樣檢定結(jié)果也zui為合理，用戶取回之后也無(wú)需進(jìn)行零點(diǎn)遷移，可以直接使用。該升降裝置將檢定時(shí)確定零點(diǎn)輸出的時(shí)間由大約10 分鐘縮短到3 分鐘，極大的提高了工作效率。
通過(guò)本次單法蘭液位變送器檢定系統(tǒng)的優(yōu)化與改造，使得液位變送器檢定技術(shù)更加成熟，檢定質(zhì)量得到很大的提高，降低了裝置在檢定中造成的影響，大大縮短了檢定周期，節(jié)約了成本。該裝置可以對(duì)( －100～3.5)MPa 范圍的單單法蘭液位變送器與雙單法蘭液位變送器等液位計(jì)按照國(guó)家相關(guān)檢定規(guī)程進(jìn)行檢定。為今后同類項(xiàng)目的順利實(shí)施打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，同時(shí)提供了、可靠的技術(shù)指導(dǎo)和技術(shù)保證，起到了積極的典型作用。