体积管检定流量计运行状态监控系统的研制

图3 流量计表头发讯器校验仪电路设计示意图

2 监控系统自检程序的设计

设计原理是通过一个内部脉冲发生器模拟流量计的脉冲，利用电子继电器模拟体积管触位开关的动作，预置温度、压力、校验时间，启动“自检程序”，控制台自动模拟体积管检定流量计的过程，最终计算出模拟数据，计算的结果和预先设置的数据吻合，则程序检验通过。

3 体积管头部密封快速自动检测的设计

体积管推球器在液压缸的作用下，使头部处于严密堵塞，保证了原油全部流经体积管标准而不从头部漏失。在球台型推球器安装了两道密封圈，当体积管推球器处在体积管头部处，打开检测口的阀门，若体积管头部此时是密封的，从检测口流出的原油经过一段时间后将停止流出，而若体积管头部密封不严，则从检测口流出的原油将永不停止。

体积管头部自动检漏的原理是：在体积管检漏口安装一个电磁阀和数字压力传感器，组成快速检漏的控制回路，见图4。启动体积管头部检漏程序后，计算机自动控制电磁阀开、关，自动检测数字压力表的电信号。计算机系统根据电磁阀开、关时压力变送器的压力值，来判断体积管头部是否处于良好的密封状态。

图4 体积管头部密封快速自动检测工作示意图

在监控系统主页面，设置了“体积管密封”快捷按钮，可以随时对体积管的头部密封性进行检测，同时为满足JJG667-97检定规程的要求（要求每个流量点下应检查体积管头部的密封性），把体积管自动检漏子程序加到了体积管检定流量计的过程中。

4 介质气体自动排放的设计

体积管设计了两处排气口。在两个排气口分别安装了电磁阀，通过计算机的控制，来实现体积管内气体的自动排放。电路设计示意图见5。

图5 体积管内气体自动排放的电路设计示意图

在监控系统主页面，设置了“体积管排气”快捷按钮，可以随时对体积管进行排气，同时为满足JJG 667-97容积式流量计检定规程的要求（要求每个流量点下应进行气体排放），把体积管排气子程序加到了体积管检定流量计的过程中。

5 流量计脉冲波型监视的设计

在体积管控制台中增加脉冲信号波形检测单元，来判断流量计脉冲信号是否存在干扰信号。通过优化设计信号分路器（见图6），确保进示波器和进控制台数据采集单元的两路信号不失真。

图6 流量计脉冲信号两分电路图

6 检定数据网络化设计

（1）数据传输及网络化设计体积管运行状态监控系统把体积管的运行情况通过油田局域网保存到数据服务器，油田内部各用户通过WEB服务器授权访问检测数据。网络设计如图7。

图7 流量计检定信息网络系统流程图

（2）网络系统的构成东营原油库外销站的体积管运行状态监控系统分为：运行状态检测子系统和检测数据发布子系统。运行状态检测子系统设置了5个模块，检测数据发布子系统也设置了4个模块。设计的系统结构框图见图8。

7 体积管控制台的自动化设计

设计的体积管控制台在具备基本功能的基础上，把监控功能的设计到控制台内。结构框图见图9。

控制系统的运行过程是：按照JJG667-97检定规程规定的步骤，在每一个流量点下，自动完成控制体积管提推球器、推推球器、抽插杆、放插杆，自动进行体积管头部检漏、体积管排气，自动采取流量计脉冲信号、体积管检测开关信号和原油的温度压力信号。完成一台流量计检定数据录取后，计算机按照JJG667-97提供的计算公式，计算出流量计的误差、重复性，自动形成“流量计检定数据计算表”和检定证书；通过信息系统，完成流量计在线审核和指令反馈。

现场测试实验及应用

“体积管运行状态监控系统”开发完成后，在胜利油田外销站经过认真的实验测试，得到了交接双方的认可。自投入使用以来，共完成了胜利油田外销口6台流量4个周期的检定。通过一年的使用，“监控系统”作用越来越突出，以前没有发现的问题，通过监控系统暴露出来并得以消除，大大提高了检定数据的可靠性、准确性。

通过现场测试实验及应用，认为“监控系统”具有以下功能：

（1）实现了体积管检定流量计过程的自动化。
（2）流量计表头发讯器校验仪能够检测出流量计机械表头和发讯器之间的一致性。
（3）监控系统具有良好地防止病毒和人为因素侵犯的自检能力。
（4）能够快速完成体积管头部密封检测、体积管内气体排放的控制。头部密封检测准确性100%，气体排放程度完全能控制在规程的要求范围内。
（5）能够实时监控流量计发讯器的脉冲波型，有效消除了检定过程中脉冲信号不稳定对流量计检定误差的影响。
（6）“体积管运行状态监控系统”，实现了检定数据快速上网、检定人员和管理人员对话交流、即检即审的在线网络管理。

结束语

在体积管、流量计、流程、流体组成的原油流量计量系统中，每一环节都有影响流量计检定误差的因素。通过对计量系统的影响因素分析，建立的“体积管检定流量计运行状态监控系统”，作为一种技术方法，与大家交流，意在对其它计量系统能有一定的指导作用。

另外，在体积管检定流量计的过程中，还有一些因素值得考虑，如体积管和流量计之间阀门的密封性、体积管内置换球位置的跟踪、原油黏度的测试等，也应纳入到系统的监控范围。但不同的场所、不同的地点，可以根据实际情况、按照最大影响因素消除原则，设计出实际需要的监控系统。

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