專利名稱：石油密度計(jì)校準(zhǔn)裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明密度計(jì)的檢測校準(zhǔn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種對石油密度計(jì)進(jìn)行校準(zhǔn)的校 準(zhǔn)裝置及方法。
背景技術(shù)：
密度是表征物質(zhì)特性的一個(gè)重要物理量。密度測量在物理學(xué)、化學(xué)、計(jì)量學(xué)、 海洋學(xué)等學(xué)科中對各種物質(zhì)性質(zhì)的研究起著重要的作用，它涉及到石油、化工、冶金、 建材、輕工、貿(mào)易、煤炭、醫(yī)療等國民經(jīng)濟(jì)的眾多領(lǐng)域，在眾多工業(yè)部門中的應(yīng)用已十 分廣泛。因此無論從經(jīng)濟(jì)還是技術(shù)的觀點(diǎn)來看，準(zhǔn)確的密度計(jì)量都有著非常重要的意 義。為了保證液體密度量值的一致性，我國在1965年建立了以液體靜力稱量法為基礎(chǔ)的 液體密度基準(zhǔn)裝置，該基準(zhǔn)采用液體靜力稱量法將密度量值復(fù)制到基準(zhǔn)密度計(jì)上，由基 準(zhǔn)密度計(jì)進(jìn)行量值傳遞，其主要技術(shù)指標(biāo)測量范圍(650 3000)kg/m3;不確定度 (7 20) X 10_3kg/m3 (包含因子 k = 3)。密度計(jì)主要用于密度的測量，廣泛應(yīng)用于貿(mào)易結(jié)算、環(huán)境監(jiān)測等方面，與國民 經(jīng)濟(jì)發(fā)展息息相關(guān)，因此被列入《中華人民共和國強(qiáng)制檢定的工作計(jì)量器具目錄》。密 度計(jì)在投入使用前，必須經(jīng)法定計(jì)量檢定。玻璃浮計(jì)是最常見的密度計(jì)量器具，適用于液體密度的測量。為檢定玻璃浮 計(jì)，我國制定有玻璃浮計(jì)檢定規(guī)程JJG86-2001和JJG42-2001，規(guī)程中采用的是直接比較 法來進(jìn)行密度計(jì)的檢定。隨著科技的發(fā)展特別是石油化工工業(yè)的發(fā)展，越來越多的專用 密度計(jì)開始被廣泛使用。常見的有石油密度計(jì)和液化石油氣密度計(jì)。石油密度計(jì)專用 于檢測石油及石油產(chǎn)品的密度，廣泛應(yīng)用于石油化工行業(yè)，其測量范圍為(600 1100) kg/m3，液化石油氣密度計(jì)測量范圍為(500 650)kg/m3，然而現(xiàn)有的JJG86-2001與 JJG42-2001這兩個(gè)規(guī)程都不適用于測量密度小于650kg/m3的石油密度計(jì)和液化石油氣密 度計(jì)的檢定，這是由于目前尚無密度小于650kg/m3且密度穩(wěn)定的檢定液所致。即便是對 于密度大于650kg/m3的常規(guī)密度計(jì)的測量，直接比對法也存在著需更換不同檢定液，效 率低下，主觀及客觀誤差較大，不確定度較大等弊端。國內(nèi)對玻璃浮計(jì)的檢定主要是依據(jù)國家計(jì)量檢定規(guī)程JJG86-2001和JJG42-2001 采用直接比較法進(jìn)行，即用標(biāo)準(zhǔn)玻璃浮計(jì)與被檢玻璃浮計(jì)直接比較。這種檢定方法存在 其自身缺陷，歸納如下1.在對玻璃浮計(jì)不同標(biāo)記進(jìn)行檢定時(shí)，需要更換不同密度的檢定液；而目前使 用的檢定液多為有毒易燃的有機(jī)溶液。2.無法檢定低量程測量密度小于650kg/m3)的玻璃浮計(jì)，因?yàn)橹两裆形凑业矫芏?穩(wěn)定的檢定液。對于密度小于650kg/m3的玻璃浮計(jì)的檢定，國內(nèi)也有一些單位使用靜力稱量法 做了一些有益嘗試，但普遍存在對玻璃浮計(jì)的不同校準(zhǔn)標(biāo)記進(jìn)行校準(zhǔn)時(shí)，需要人工提拉 吊繩，操作麻煩，耗費(fèi)人力較大，工作效率低下的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
綜上所述，為了克服現(xiàn)有技術(shù)問題的不足，本發(fā)明提供了一種石油密度計(jì)校準(zhǔn) 裝置及方法，該校準(zhǔn)裝置通過精確稱量待校密度計(jì)在空氣中和參考液中的質(zhì)量，進(jìn)而計(jì) 算出待校密度計(jì)的校準(zhǔn)標(biāo)記點(diǎn)的理論值，進(jìn)而計(jì)算該校準(zhǔn)標(biāo)記點(diǎn)的修正值。對待校密度 計(jì)不同校準(zhǔn)標(biāo)記點(diǎn)的檢定則主要通過改變參考液的液面高度來實(shí)現(xiàn)。整個(gè)裝置由恒溫 槽、天平、液面調(diào)節(jié)裝置、攝像裝置、計(jì)算機(jī)等設(shè)備構(gòu)成。該校準(zhǔn)方法以液體靜力稱量 法為基本原理，摒除了傳統(tǒng)直接比較法中通過更換不同密度參考液來實(shí)現(xiàn)對密度計(jì)進(jìn)行 校準(zhǔn)的方法，而是僅僅使用一種常溫下穩(wěn)定的參考液，它是依靠參考液液面的上下移動 來實(shí)現(xiàn)待校密度計(jì)的不同的校準(zhǔn)標(biāo)記點(diǎn)之間的相互切換，從而使參考液液面與需要的校 準(zhǔn)標(biāo)記點(diǎn)相切，進(jìn)而滿足密度計(jì)校準(zhǔn)的需要，同時(shí)，通過公式計(jì)算出校準(zhǔn)標(biāo)記點(diǎn)的理論 密度，然后再與待校密度計(jì)的實(shí)際讀數(shù)相比較，最后計(jì)算出待校密度計(jì)的校準(zhǔn)修正值， 進(jìn)而填補(bǔ)低量程石油密度計(jì)無法校準(zhǔn)的空白，同時(shí)也擴(kuò)展了玻璃浮計(jì)的檢定范圍，提高 了檢定自動化程度，減小了檢定校準(zhǔn)結(jié)果的不確定度。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的一種石油密度計(jì)校準(zhǔn)裝置，它包括固定架、恒溫槽及天平，恒溫槽設(shè)置在固定 架內(nèi)，固定架的頂面上設(shè)置有天平，天平下設(shè)置有吊繩，其中所述的恒溫槽內(nèi)設(shè)置有 玻璃量筒，所述的玻璃量筒包括主量筒和輔量筒，主量筒通過液面調(diào)節(jié)裝置與輔量筒連 通，主量筒內(nèi)設(shè)置有溫度計(jì)，溫度計(jì)、液面調(diào)節(jié)裝置、天平及恒溫槽均與計(jì)算機(jī)連接。本發(fā)明的技術(shù)方案還可以是這樣實(shí)現(xiàn)的所述的液面調(diào)節(jié)裝置為兩個(gè)真空泵、 控制電路，一個(gè)真空泵的進(jìn)液口與主量筒連通，出液口與輔量筒連通；另一個(gè)真空泵的 進(jìn)液口與輔量筒連通，出液口與主量筒連通。本發(fā)明的技術(shù)方案還可以是這樣實(shí)現(xiàn)的所述的恒溫槽包括底座、槽體、電 機(jī)、攪拌器、加熱器及制冷器，槽體設(shè)置在底座上，槽體包括內(nèi)槽和外槽，玻璃量筒設(shè) 置在內(nèi)槽內(nèi)，內(nèi)槽設(shè)置在外槽內(nèi)，內(nèi)槽與外槽之間為流體通道，槽體下設(shè)置攪拌器，電 機(jī)設(shè)置在底座內(nèi)，電機(jī)與攪拌器連接，槽體上設(shè)置有加熱器及制冷器。本發(fā)明的技術(shù)方案還可以是這樣實(shí)現(xiàn)的所述的固定架上設(shè)置有照明裝置，照 明裝置的高度與玻璃量筒的高度相對應(yīng)。本發(fā)明的技術(shù)方案還可以是這樣實(shí)現(xiàn)的所述的固定架上設(shè)置有攝像裝置，攝 像裝置與計(jì)算機(jī)連接。利用石油密度計(jì)校準(zhǔn)裝置對石油密度計(jì)進(jìn)行校準(zhǔn)的方法為它包括以下步驟a、選擇參考液、參考密度計(jì)、恒溫介質(zhì)；b、將盛有參考液的玻璃量筒放入恒溫槽，啟動恒溫槽，待恒溫介質(zhì)溫度穩(wěn)定在 20士0.0rC時(shí)開始對待校密度計(jì)進(jìn)行校準(zhǔn)；
C、首先用天平稱量待校密度計(jì)在空氣中的質(zhì)量Ins,并用千分尺測得待校密 度計(jì)的各校準(zhǔn)標(biāo)記點(diǎn)的干管直徑D，并給待校密度計(jì)附上配重并通過吊繩吊掛在天平下 端，將參考密度計(jì)放進(jìn)參考液中，啟動溫度計(jì)及攝像裝置；d、啟動液面調(diào)節(jié)裝置，使主量筒內(nèi)的參考液的液面上升，待主量筒內(nèi)液面的高 度與待校密度計(jì)的下端校準(zhǔn)標(biāo)記點(diǎn)平齊后，停止液面調(diào)節(jié)裝置；
e、從天平讀取m ^，從溫度計(jì)讀取t，從攝像裝置采集的圖像讀取參考密度計(jì) 的讀數(shù)P 和待校密度計(jì)的讀數(shù)P實(shí)，根據(jù)公式
權(quán)利要求
1.一種石油密度計(jì)校準(zhǔn)裝置，它包括固定架(2)、恒溫槽及天平(1)，恒溫槽設(shè)置在 固定架(2)內(nèi)，固定架(2)的頂面上設(shè)置有天平(1)，天平(1)下設(shè)置有吊繩(3)，其特 征在于所述的恒溫槽內(nèi)設(shè)置有玻璃量筒(4)，所述的玻璃量筒(4)包括主量筒(21)和 輔量筒(20)，主量筒(21)通過液面調(diào)節(jié)裝置(17)與輔量筒(20)連通，主量筒(21)內(nèi) 設(shè)置有溫度計(jì)(9)，溫度計(jì)(9)、液面調(diào)節(jié)裝置(17)、天平(1)及恒溫槽均與計(jì)算機(jī)(18) 連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石油密度計(jì)校準(zhǔn)裝置，其特征在于所述的液面調(diào)節(jié)裝置 (17)包括兩個(gè)真空泵，一個(gè)真空泵的進(jìn)液口與主量筒(21)連通，出液口與輔量筒(20)連 通，另一個(gè)真空泵的進(jìn)液口與輔量筒(20)連通，出液口與主量筒(21)連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石油密度計(jì)校準(zhǔn)裝置，其特征在于所述的恒溫槽包括底 座(16)、槽體、電機(jī)(15)、攪拌器(14)、加熱器(8)及制冷器(13)，槽體設(shè)置在底座 (16)上，槽體包括內(nèi)槽(6)和外槽(7)，玻璃量筒⑷設(shè)置在內(nèi)槽(6)內(nèi)，內(nèi)槽(6)設(shè)置 在外槽⑵內(nèi)，內(nèi)槽(6)與外槽(7)之間為流體通道，槽體下設(shè)置攪拌器(14)，電機(jī)(15) 設(shè)置在底座(16)內(nèi)，電機(jī)(15)與攪拌器(14)連接，槽體上設(shè)置有加熱器(8)及制冷器 (13)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石油密度計(jì)校準(zhǔn)裝置，其特征在于所述的固定架(2)上設(shè) 置有照明裝置(19)，照明裝置(19)的高度與玻璃量筒(4)的高度相對應(yīng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石油密度計(jì)校準(zhǔn)裝置，其特征在于所述的固定架(2)上設(shè) 置有攝像裝置(12)，攝像裝置(12)與計(jì)算機(jī)(18)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石油密度計(jì)的校準(zhǔn)方法，其特征在于它包括以下工藝步驟a、選擇參考液、參考密度計(jì)(5)、恒溫介質(zhì)；b、將盛有參考液的玻璃量筒(4)放入恒溫槽，啟動恒溫槽，待恒溫介質(zhì)溫度穩(wěn)定在 20 士0.01°C附近時(shí)開始對待校密度計(jì)(10)進(jìn)行校準(zhǔn)；C、首先用天平(1)稱量待校密度計(jì)(10)在空氣中的質(zhì)量mp并用千分尺測得待校 密度計(jì)(10)的各校準(zhǔn)標(biāo)記點(diǎn)的干管直徑D，并給待校密度計(jì)(10)附上配重(11)并通過 吊繩(3)吊掛在天平(1)下端，將參考密度計(jì)(5)放進(jìn)參考液中，啟動溫度計(jì)(9)及攝像 裝置(12)；d、啟動液面調(diào)節(jié)裝置(17)，使主量筒(21)內(nèi)的參考液的液面上升，待主量筒(21) 內(nèi)液面的高度與待校密度計(jì)(10)的最下端校準(zhǔn)標(biāo)記點(diǎn)平齊后，停止液面調(diào)節(jié)裝置(17)；e、從天平(1)讀取n^p從溫度計(jì)(9)讀取t，從攝像裝置(12)采集的圖像讀取參 考密度計(jì)(5)的讀數(shù)P a和待校密度計(jì)(10)的讀數(shù)P實(shí)，根據(jù)公式
全文摘要
本發(fā)明密度計(jì)的檢測校準(zhǔn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種對石油密度計(jì)進(jìn)行校準(zhǔn)的校準(zhǔn)裝置及方法，它包括固定架、恒溫槽及天平，恒溫槽設(shè)置在固定架內(nèi)，固定架的頂面上設(shè)置有天平，天平下設(shè)置有吊繩，恒溫槽內(nèi)設(shè)置有玻璃量筒，玻璃量筒包括主量筒和輔量筒，主量筒通過液面調(diào)節(jié)裝置與輔量筒連通，主量筒內(nèi)設(shè)置有溫度計(jì)，本發(fā)明是依靠參考液液面的上下移動來實(shí)現(xiàn)密度計(jì)的不同的校準(zhǔn)標(biāo)點(diǎn)之間的相互切換，從而使參考液液面與需要的校準(zhǔn)標(biāo)點(diǎn)相切，進(jìn)而滿足密度計(jì)校準(zhǔn)的需要，進(jìn)而填補(bǔ)低量程石油密度計(jì)無法校準(zhǔn)的空白，擴(kuò)展了石油密度計(jì)的檢定范圍，提高了檢定自動化程度，提高檢定效率，減小測量誤差，提高檢定校準(zhǔn)的不確定度水平。
文檔編號G01N9/04GK102023121SQ20101053938
公開日2011年4月20日 申請日期2010年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月11日
發(fā)明者丁峰元, 孔小平, 孟潔, 尚嵐, 朱茜, 李博, 李鶯, 許建軍, 郭勝 申請人:孔小平, 朱茜, 李博