集中供壓式壓力綜合自動檢定系統的開發及應用

陳 劍

中國石油大慶石油管理局有限公司技術監督中心 （黑龍江 大慶 163453）

中國石油大慶石油管理局有限公司技術監督中心計量檢定測試所壓力實驗室主要負責油田壓力儀器儀表的檢定和校準工作，年工作量4.5萬臺件，其中實驗室檢定3.5萬臺件。工作繁忙時壓力標準儀器設備不能完全滿足檢定需要，經常面臨檢定設備不夠用，人員無設備使用的情況，無法有效提高檢定質量和效率，滿足不了油田壓力計量和不斷增加的檢定業務量的需要[1]。原有的主要檢定校準方式為人工操作壓力源手動造壓，通過被檢表與標準表進行比較完成壓力檢定工作，檢定過程中逐點打壓消耗大量工作時間，人員勞動強度大效率難以提高。壓力實驗室現有各類壓力泵及壓力源15臺件，各類數顯壓力標準16臺件，活塞壓力計7臺件，壓力自動檢定裝置一套。現有的壓力自動檢定裝置只能進行單個儀表的檢定工作，單套裝置價格達幾十萬元，設備投資大難以進行大規模的購置和配備，短時間無法徹底解決問題。

針對以上問題，研發了集中供壓式壓力綜合自動檢定系統。通過開展集中式壓力站在實驗室的應用解決壓力實驗室檢定中存在的問題，同時實現快速自動造壓，實現多接口同時檢定。既提高了檢定效率，降低了檢定員的勞動強度，又節約了設備投資，為壓力檢定工作實現自動化、數字化檢定提供了技術基礎保障。

1 工作原理及功能

由具有自動啟停功能的空氣壓縮機（含主機和備用機）及儲壓罐組成集中供壓式壓力站[2]。作為整個系統的壓力源，能夠實現通過多管路將額定壓力下的壓縮空氣輸出到各操作崗位。只要開啟閥門即可開展壓力檢定工作，方式類似各家使用自來水一樣方便，且操作間清潔無噪音。

人工壓力操作臺由數字顯示儀表、手動氣體調節控制器構成。由于不需要人工打壓，檢定員只需調節旋鈕就可以輕松快速調節控制輸出不同壓力值，達到高效檢定壓力表的目的。

自動壓力操作臺由全自動壓力控制器構成，檢定員只需將被檢壓力變送器連接到控制器上，就能夠實現對儀表的全自動檢定。

每個操作臺均配備獨立電腦，并安裝有壓力自動檢定軟件。對于壓力變送器等自動壓力儀表可以實現全自動檢定。普通壓力表只需檢定員讀數后使用鼠標點擊屏幕就可實現數據的自動錄入，并自動進行結果計算得出檢定結論，實現自動檢定功能。

2 設計方案

2.1 壓力綜合自動檢定系統的構成

壓力綜合自動檢定系統主要由硬件部分及軟件部分構成。壓力檢定裝置的總體結構設計見圖1，壓力檢定裝置的構成見表1。

圖1 總體結構設計圖

表1 壓力檢定裝置構成列表

方案組成：由壓力站檢定裝置及壓力檢定系統軟件兩部分組成。壓力站檢定裝置由壓力源、壓力傳輸管路、壓力控制檢定裝置及配套部件組成。

①壓力源完成了造壓裝置、過濾裝置、儲氣裝置的設計開發，保證了裝置的小型化、易用性及可靠性，完全能夠滿足設計需要；②壓力管路，通過合理設計，完成了管路布局方案，各路輸出都有單獨截斷控制，保證管路暢通，縮小管路體積，能夠滿足應用需要[3]；③壓力控制調節單元通過手動壓力調節控制單元及自動壓力控制器的開發設計，實現了高效快捷精準的壓力控制，能夠滿足應用需要；④壓力表快速接口采用了高效快速的插拔式壓力連接接口，設計使用了多接口連接臺，實現了多表同時檢定功能，滿足了應用需要。

2.2 壓力檢定軟件技術實施方案

軟件系統技術方案見圖2、圖3，符合壓力儀表的檢定規程要求。該方案實現了自動檢定功能及手動檢定功能；與中心信息系統實現互聯互通；具有二維碼管理功能系統；能夠實現檢定多塊儀表（至少4塊）的功能；電子化記錄符合計量管理要求；壓力綜合自動檢定軟件的設計開發，實現了壓力儀表自動檢定功能，使用界面人性化設計，以方便快捷檢定為中心[4]。引入了標尺、反校等概念，大大提高了檢定效率，實現了多表同時檢定功能。

3 應用效果

該項目應用在計量檢定測試所壓力實驗室，共有2臺空氣壓縮機、3臺半自動壓力控制器、2臺全自動壓力控制器、5臺裝有檢定軟件的計算機、15個配有快速接頭的表位，可同時檢定10塊壓力儀表。在應用期間，空氣站工作穩定，造壓迅速，控壓準確，操作簡潔，整套設備系統自動化程度較高，共完成1 100余塊壓力表，以及124臺壓力變送器的檢定。檢定人員反饋該壓力檢定系統在新的空氣站項目應用過程中達到了預期的效果，工作效率大幅提高。經過專業技術人員系統培訓后，通過使用空氣站檢定壓力表，單塊表的檢定時間由原來的15～18 min，縮短到7～8 min，較之前每天可多檢定17～20塊壓力表。而且由于使用了快速接頭和旋鈕調節壓力，檢定人員的拆裝儀表和升壓降壓等重復性動作的勞動強度大大降低[5]。空氣站使用過程中，空氣壓縮機供氣量足，噪音很小，安全系數很高。軟件方面，數據錄入十分方便，原始記錄也通過電子文檔形式生成并保存在計算機內，既方便隨時查閱，又節約了填寫原始記錄的時間。生成電子記錄的同時可將儀表信息錄入中心的計量管理系統直接生成檢定證書，從而節約了出具證書的時間。

圖2 全自動檢定系統圖

圖3 人工半自動檢定系統圖

4 結論

壓力綜合自動檢定系統的應用能夠完成壓力儀表的快速、自動化檢定，實現壓力檢定的自動化、電子化、信息化。通過開展集中供壓式壓力站在實驗室的應用解決以上存在的問題，同時實現了快速自動造壓，實現了多接口同時檢定，既提高了檢定效率，降低了檢定員的勞動強度，又節約了設備投資，為壓力檢定工作實現自動化、數字化檢定提供了技術基礎保障。