[00126082]液位自动测量装置研制与液位计检测方法研究

①课题来源与背景 课题来源于原国家质检总局科技计划项目——液位自动测量装置研制与液位计检测方法研究（项目编号：2016QK186）,项目计划经费95.2万元,实际经费94.0万元。 液位测量技术随石油化工等行业的发展、工业过程控制要求和大宗液态商品储运和贸易交接需要,逐步发展起来。生产过程中液位测量、控制,直接关系到产品质量、安全生产和节能降耗等;贸易交接中液位测量,直接关系到贸易结算时液态商品量计量。测量失准,可能引起重大人员伤亡,或造成买卖双方利益纠纷、带来巨大经济损失。 液位计（液位仪、液位传感器,物位计）广泛应用于石油能源、江河水文观察和监控、医药化工、冶金制造、水气处理与供应等行业,特别是在石油及产品、液态化工产品等的储运和贸易交接方面广泛应用。目前,加油站地埋罐均按照装有液位计,以每个加油站4个地埋罐计,全国10万多家加油站约有40万台液位计。汽车油罐车、立式罐、球形罐、液化石油气槽车、铁路罐车、液货船舶舱,也大量使用各种类型的液位计。 由于计量技术机构普遍没有建立液位计检测装置,缺少快速准确可靠的液位计检测装置以及现场检测设备,致使大量液位计得不到有效量值溯源,造成贸易交接争议。 为解决液位计量值溯源的难题,特别是实现液位计的准确、自动、快速地计量检测,开展液位自动测量装置研制与液位计检测方法研究,具有重要的现实意义。 ②技术原理及性能指标 项目研究了高精度液位复现方法、研制了液位自动测量装置和液位计检测方法。 高精度液位复现方法,采用溢流口溢流的方式实现液位准确复现,通过激光跟踪仪现场检测,将溢流口平面位置溯源到长度基准;研制的液位自动测量装置（以下简称装置）,包括：连续测点装置,以稳定液面高度为基础,通过改变液位测量参考点的方法,实现液位快速改变并准确复现液位高度,大大缩短液面稳定时间;固定测点装置,在固定高度设置溢流口,当液面高度处于溢流口以上时,通过溢流实现液位高度准确复现。 项目开展的液位计检测方法研究,基于高精度液位复现方法和装置,液位计检测采用直接比较法,以装置测量的液位高度作为标准值与液位计测量值进行比较得到测量误差。包括：1)液位计测点序列自动生成的算法研究,即测点与测量的液位之间的对应关系研究;2)液位计检测自动控制的算法研究,实现液位高度达到每一测点对应值;3)确定液位计参考点与装置测量参考点关系;4)测量结果生成与检测记录的生成算法。 项目达到的性能指标：连续测点装置,测量范围（0~6000）mm,测量不确定度U=0.4mm（k=2）;固定测点液装置,测量范围（0~12000）mm,测量不确定度U=0.4mm（k=2）。 ③技术的创造性与先进性; 项目基于现有液位测量研究,研制了液位自动测量装置、数据采集控制算法和软件;探索了液位计检测方法,探索了液位计从测量装置所用计量标准器及主要辅助设备的有效量值溯源方法和量值传递方法,为建立通用液位计自动检测方法和检测装置奠定基础。 项目研究取得了创造性成果,包括：获得授权国家发明专利（ZL 2015 1 0347732.2）、实用新型（ZL 2015 2 0430326.8）各1项;取得计算机软件著作权登记证1项（登记号2020SR0053274）。 ④技术的成熟程度,适用范围和安全性; 项目成果在技术上已经成熟。通过成果转化和推广,可以进一步解决国家质量基础中的液位计量溯源这一共性问题,并拓展研究成果的应用,推广到全国省、市计量机构,建立量程不大于12m液位计的自动化计量检定装置,解决大量液位计特别是较小量程（不大于3m）的量值溯源问题。 ⑤应用情况及存在的问题; 项目研究成果仅在小范围内得到应用。如大庆石油管理局（大庆石油管理局有限公司）技术监督中心,应用研究成果建立了企业计量标准1套——液位计检定装置,测量范围：（0~12）m,连续三年检定液位计累计检定液位计;6000余台,创收480余万元;承德石油高等专科学校,应用研究成果建立了量程为（0~2500）mm液位计自动检定装置,全量程液位测量不确定度为0.3mm（k=2）,用于液位计样品的测量实验,该装置自动化程度高,液位测量准确;中国计量科学研究院计量国家计量标准装置1套,测量范围：（0~3000）mm;起草石油天然气行业标准1部——SY/T 7383-2017 石油专用液位计校准方法。需要增加推广力度。