一種高溫高壓油流量標準裝置的設計

臧京　孫俊峰　李天星　王彥程　謝智勇

摘要 介紹一種高溫高壓油流量計的標準裝置，具體是涉及一種高溫高壓油流量計的檢定/校準需要的裝置與方法，為現在的高溫高壓油流量計的量值溯源提供一種可行的方法與裝置，解決了高溫高壓油流量計計量領域一直以來無準確可靠的標準裝置的難題

關鍵詞 油流量計;流量標準裝置; 高溫高壓

0 引言

隨著工業、農業、林業、漁業、工程施工等行業機械化、自動化、智能化的推進，以油為介質的液壓傳動技術得到廣泛應用，而判斷液壓傳動系統質量最重要的參數是流量指標，高溫高壓油流量計是測量流量指標的重要計量器具。目前，全國絕大多數農機站、工程機械生產企業配備了高壓高溫的油流量計檢測設備，但是不能進行高溫高壓條件下的流量量值溯源，溯源手段還停留在常溫常壓條件下。在高溫高壓條件下，油流量計的流量特性與常溫常壓條件下的流量特性有很大不同，故在常溫常壓條件下校準的流量計在實際使用時的測量數據并不能準確反映液壓傳動系統的真實質量指標。

本裝置通過模擬高溫高壓油流量計的實際工作壓力、溫度，以液壓油為介質建立高溫高壓油流量標準裝置，采取溫度、壓力、流量的準確控制輸出穩定溫度壓力的流量對高溫高壓油流量計進行檢定/校準。

本裝置的研究，可以解決高溫高壓油流量計的檢定/校準，對于提高我國農、林、漁業機械、工程機械、液壓元件生產等使用液壓傳動、高壓輸送、高壓流量計的行業產品質量提升、系統精準度調試具有十分重要的意義。經科學檢定/校準的油流量計，可以為各行業提供準確的數據反饋，為生產、研發、使用等環節提供準確數據。

1? 正文

1.1 裝置結構與檢測方法

高溫高壓油流量計標準裝置，主要由以下幾部分組成：1、高壓供液裝置;2、工作介質參數保障系統;3、管道與裝夾系統;4、稱量系統;5、過程控制系統。具體結構如圖1所示。

檢定/校準方法有標準表法和靜態質量法，標準表法即為用一準確度等級較高的流量計作為流量標準來傳遞準確度等級較低的流量計;靜態質量法是通過稱重裝置稱出一定時間內通過被檢流量計的質量，經過計算得出其標準流量，與被檢流量計的流量值做比較來檢定/校準。

1.2? 裝置各部分功能實現

1.2.1 高壓供液裝置

主要由變頻電機、伺服變量柱塞泵、伺服流量調節器組成，其功能是提供壓力、溫度、流量可控的穩定流量。

變頻電機是裝置的動力源，伺服變量柱塞泵是裝置的高壓液體輸出裝置。在變頻電機的驅動下，通過聯軸器驅動伺服變量柱塞泵工作，吸液管從油箱中抽取工作介質，在全參數控制儀的控制下，工作介質通過控制伺服流量調節器調節，輸出全參數控制儀設定的高壓流量。

1.2.2 工作介質參數保障系統

主要由油箱及內部安裝的吸油過濾器、加熱裝置、磁性過濾器、水冷式冷卻器、消泡網、油箱溫度傳感器組成。其中吸油過濾器、磁性過濾器、消泡網的功能是保證工作介質的過濾與消泡處理;磁性過濾器用于吸收鐵屑雜質;加熱裝置用于工作介質的加熱;水冷式冷卻器用于冷卻工作介質，為工作介質提供加熱與散熱功能，保持試驗過程油溫恒定。

1.2.3 管道與裝夾系統

本系統主要由高壓氣體析出裝置、標準流量計、高壓伸縮直管、壓力溫度傳感器、聯接裝置、伺服壓力調節器、三通式伺服換向器組成。

本系統各部件的主要功能：

a.高壓氣體析出裝置：排出供油裝置輸出的工作介質內部未溶空氣;

b.高壓伸縮直管段：與高壓氣體析出裝置連接，其功能是將高壓氣體析出裝置析出空氣后的工作介質經具有多種尺寸結構的前聯接裝置導入被檢流量計，在其上部安裝有壓力溫度傳感器，用于后期檢定/校準時的參數修正;

c.標準流量計：用于實時監測流經裝置的工作介質流量。伺服流量調節器根據標準流量計的反饋值自動按照全參數顯示控制儀的設定值進行自動調節并輸出工作介質的流量。

d.伺服壓力調節器：，將流經被檢流量計的工作介質，按照全參數顯示控制儀的設定進行加載，使壓力溫度傳感器達到全參數顯示控制儀的設定值，以試驗被檢流量計在設定壓力下的準確度。

e.三通式伺服換向器：用于控制管路工作介質的流出方向，工作介質可通過換向器切換到回液管流回油箱或流向稱重系統的稱重油箱，并可相互切換。

1.2.4 稱重系統

本系統由稱重油箱、電動放液閥、稱重傳感器、溫度傳感器組成。系統的主要功能是通過靜態質量法稱量出在試驗時間內流經被檢流量計的工作介質質量。

1.2.5 過程控制系統

該功能由全參數顯示控制儀完成，控制儀與壓力溫度傳感器、標準流量計、稱重傳感器連接，可實現壓力、溫度、流量、質量的數據采集。通過對變頻調速電機、伺服流量調節器的控制實現輸出流量的調整控制，通過對伺服壓力調節器的控制實現對裝置壓力的控制;通過對三通式伺服換向器、電動放液閥的控制實現對試驗過程中工作介質流向的控制。通過對被檢流量計的信號采集，實現瞬時流量采集、累積流量與脈沖量的采集、時間計時、數據運算與存儲等功能。

2? 結論

本文介紹的高溫高壓油流量標準裝置最大流量為400L/min，最大壓力可控制在35MPa，最高溫度可達80℃，可應用在高壓油品輸送計量、高壓液壓元件、液壓系統的性能檢驗等領域，為現在的高溫高壓油流量計的量值溯源提供了一種可行的方法與裝置，解決了高溫高壓油流量計計量領域一直以來無準確可靠的標準裝置的難題。

參考文獻

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