体积管流量标定系统(加利布朗)

PROVE S 美国加利布朗公司 S系列体积管流量标定系统 应用 l 贸易交接 l 油田, 炼油厂 l 化学与石油化工 l 产品混合与分离 l 食品、奶制品与饮料 l 制药 l 泥浆与水处理 l 汽车 特性 l 工业类流体的最大兼容性（所有的密封圈的材料都采用聚四 氟乙烯）； l 简单、链条式的活塞返回装置（消除了复杂的液压系统和氮 气助推系统）； l 活塞上下行程排量相等； l 当工作压力改变时,无需调整体积管设备； l 双唇密封圈的活塞内置提升阀，消除了外部四通阀； l 连续工作的水标定,可以实现体积管定期标定； l 内置故障防护装置以防液流堵塞； l 最小的压损（小于 3.5KPa）； l 密封件寿命长（约 25000次）； l 量程比大：最小为 1200∶1，因为密封件摩擦系数低及管径 精确的缘故； l 加利布朗 CONDAT 体积管控制和数据采集系统（见 CONDAT指南） l 重量轻，压降低，支架安装； l 具有基地式和车载式两种安装方式 概述 加利布朗公司在流量体积管、体积管控制及与之相关的电 子设备方面提出了一个全新的概念，其设计思想严格满足于精 度，速度，流体兼容性，体积数据的计算，数据储存及可靠性 的要求。 加利布朗公司的核心人员负责研究、开发和设计出第一 台小体积管，同时提出双时钟记时法的观念。目前小容积体积 管的技术被所有的制造商采用，且更重要的是该技术得到 API 采纳。 SYNCRO-TRAK是一个先进的流量标定系统，其包括一 个基本的流量测量单元和一个 CONDAT控制器及一个数据处 理单元，这几个选件可提供其它任何标定系统无法提供的功 能。 基本的流量测量单元由一个光滑空心柱体和一个测量活 塞组成，活塞包含一个一体式旁路阀。活塞和阀之间有一个磨 擦系数很低的双层密封圈。配置旁路阀可使液体紊流最小化， 同时延长所有重要密封圈的预期寿命。在 SYNCRO-TRAK 流 量体积管内所有的密封圈均采用聚四氟乙烯。 在标定期间，电动活塞返回装置没有栓上活塞部件，允许 其自由的流经液体。其结果是最小限度的影响液体，从而提高 流量测量的精度。 SYNCRO-TRAK 流量体积管上下行程排量相等，使得 当改变在线压力无需调节，这简化了操作过程并减少了支撑元 件并使维修更为简单。其流体的兼容性超过任何一个流量体积 管内的流体。先进的双气阀转换类型抽水系统降低了容积误 差，从而加快了标定进程。 CONDAT 控制和数据处理系统通过一个 750KHz 的时 钟提供高分辨率时间测量法。CONDAT 为小容积体积管操作 提供多种测时法. 专有的标定接口允许 CONDAT从测试下的体积管和流 量计上接收温度和压力的实时传输数据。CONDAT 可利用内 置的原油、精制石油产品、特殊产品及液化石油天然气的 API 标准容积修正系数，CONDAT 也有提供多通道平均时间值的 功能，正如一些低频率周期操作的流量计所需求的能力（例如 P.D.或涡轮流量计），CONDAT也可为无人操作的体积管提供 自动顺序。 标定数据可立即按 API形式以数据表格打印出来或存储 在磁盘上以便将来打印或更新。也可以按 JJG667-97, JJG198-94, JJG897-95的要求处理和输出。CONDAT上产生 的流量计数据文件可直接通过 LOTUS软件来存取。 体积管内部提升机构 结构及原理 左图为体积管返回上游时的状态。CONDAT系统给体积管发出标定命令后，防爆盒内的一继电器闭合，启动马达(1)带动链 条(2)旋转，直到与两根链条相连的滑块(3) 拉着活塞(5)至液缸上游， 并碰到导向滑轮(4)。当活塞达到上游位置，连接牵引块 的链条处于档块(6)附近位置时，活塞组件就自动脱离牵引机构。牵引返回机构内有本质安全开关，电流过大时，自动切断防爆 马达的电源，停止牵引动作。 右图为在标定状态的体积管。脱离牵引机构后，提升阀关闭，流体不再从活塞中间流过，而是推动活塞移向缸体下游，上 游轴端附有一信号发生器(7)，通过光电体积检测开关(8)时，开始体积标定和计时，流量脉冲计数器也开始工作。当活塞接近行 程终点时，光电体积检测开关(9)闭合，CONDAT停止计时和计数功能。活塞运动因减震器(10)作用而停止继续向下游移动，此 时流体推动活塞外缘，打开活塞阀，经活塞中央继续流向下游。 1. 马达 2. 链条 3. 滑块 4. 导向滑轮 5. 活塞 6. 挡块 7. 信号发生器 8. 光电体积检测开关 9. 光电体积检测开关 10. 减震器 11. 固定板 安装方式 SyncroTrak 流量标定装置有基地式、车载式两种，既可水平安装，也可竖直安装，但是必须近似于水平操作，注意要让流 体中的气体全部通过排气阀溢出。标定时，由于体积管上下排量相等，因此体积管既可装在流量计的上游，也可置于流量计的 下游，。 安装时，要根据标定装置连接流量信号变送器的规定步骤进行，保证流体流量的直线性，而消除不必要的流量曲线。采用 双轮滑车和排气型转换阀，让流体全部经过体积管。 图为 Syncro Trak标定装置与主流管的系统连接图。连接前，必须洁净所有管道，清除所有阻塞物质，且关上标定装置上的 所有气体进出阀。 注意：所有法兰、螺栓、锁紧配件和与安装有关的零部件必须有足够的额定压力，且必须绝对保证流体进出体积管的正确方向！ 技术指标 量 程 比 1200:1 排量重复性： 0.02% 温 度 范 围 -7℃-85℃ 电 气 认 证 ： *符合 SVP的 API 4.3和 4.6 密封件/轴承材料 密封件：PTFE 轴承：PTFE 电 气 等 级 NEC cl. 1, Div.1.Gp. D 接线 CONDAT接口单元(CIU)须放置在安全区。参考接线图和配置图。包括电源、控制电缆、流量计信号整形器、地线及压力、 温度变送器连接的电缆接线等。信息包括体积管到 CONDAT之间的连接及流量计算机的等级。其它安装操作指导见 CONDAT 操作者手册。 警告:：必须按本地和全国接线等级单独地连接地线，将标定系统接地时，要采用合适的接地方式！ 体积管外部接线图 体积管内部布线图 防爆继电器箱及接口箱布置图 401D体积管接口连接图 401D与 CONDAT体积管连接控制接线图 温度和压力变送器与 CONDAT连接的接线图 CONDAT信号整形器连接图 地脚安装 S25地脚安装(mm) S50地脚安装(cm) 标定 静压泄漏检测 在排水标定前或流量计标定重复精度难以保证时(流量计没问，怀疑标定装置有问题)，必须对体积管进行静压泄漏测 试。不必将体积管从管道上取下，只需在其充满流体时将进出口关闭，即可进行检测。在线检测时，需用到一能承受最大管 压的差动式压力表。检测过程中，环境和流体的温度均必须处于稳定状态。 容积测量排水标定法 容积测量标定前，所有需维修工作必须全部完成，且排水作业前最好进行静压检漏测试。换掉有问题的密封圈；注意事项: 首次排水作业的目的仅为熟悉正确的标定程序步骤并稳定标定系统工作温度。重复排水步骤，二次连续排水作业的重复精度至 少在 0.02%(或其它鉴定机构允许的重复精度)内。重复精度达不到要求，可能的原因有阀门泄漏、管内空气、脉动压力，密封不 严或标定方法不对等。 称重测量排水法 注意事项:首次排水的目的仅为熟悉正确的标定程序步骤，并稳定标定系统工作温度。重复排水步骤，二次连续排水标定 的重复精度至少在 0.02%（或符合其它鉴定机构允许的重复精度）内。重复精度达不到要求的原因有：阀门泄漏、管内存有 气体、压力不稳、密封不好或标定方法有误。 软件 加利布朗系统公司的 CONDAT标定控制器提供标准的标定特性：例如双时钟计时法和 API标准操作规程，同时可利用：API 内部的标准修正系数，你可直接通过菜单简化每一步操作步骤，灵活配置菜单方便你控制数据。我们已增加一个很有效的特性， 这可使传输更为简便。使用了动态推断质量标定模式，你所做就是给密度计通电且你的密度计可在质量条件下直接标定-无需编 程也无需大量的容积修正。 其特性: l 新流量计标定按钮用于启动新的标定或对话。它清除原先任何的标定结果的记录并复位计时钟至 0。在接收第一个数据点 之前，应使用新流量计标定。 l 接收数据点屏幕是你标定操作的主控制面板。在接收数据运行之前，必须确保配置正确。你可从接收数据点屏幕上按 F8 键即可进入配置菜单。 l 显示数据控制面板允许你详细查看所有数据变量，它也允许你编辑、删除或复制数据记录。 其带有一台计算设备，可用 于系统数据的调节或重新计算。正特殊应用场合的需要。 l 图形数据控制面板允许你图形显示存储器中的标定数据。有几个预先定义的图形，同时也可自定义图形显示存储器中的任 何数据。 l 打印数据表格控制面板允许你确定标定环境，所测试的流量计和其它相关信息都将打印到数据表格中。你可打印或显示每 一个数据表格及用户表格。 l 存储文件控制面板允许你存储标定数据，以便将来参考。你也可通过它恢复原先的标定结果以便比较图形和记录。该存储 文件也允许你对存储器中的标定数据进行排列。 l 诊断和特殊功能控制面板允许你测试系统的每一个主要功能；模拟输出，计数器和数字控制，计算,数据简化及补偿。 l 系统配置控制面板允许你为标定操作指定操作配置。使用配置面板可指定体积管特性，发射器连接，标定模式，流体类型， 密度测量方法及系统单位。 l 退到 DOS按钮可结束标定软件并立即退到系统的 DOS命令下。 主菜单 系统完成自我检测后，控制 程序即进入主菜单。 数据点标定菜单 标定操作的初始控制 页面。采集数据点前，按 下 F8进到“配置“页面， 检查配置是否正确。 自诊断菜单 自诊断在“诊断”控制页 面，可对如下主要的系统功能 进行检测：模拟输出、计数器 和数字控制、运算、数据换算 及补偿。 打印菜单 确认标定工况、被标 定流量计和数据表上其它 要打印的相关参数，每个 数据表均可显示或打印出 来。 .加利布朗体积管的发展历史 l 1963年，作为美国火箭工程设计开发的先驱，E.E弗朗西斯科先生成立了 FlowTechnology公司，致力开发和经营流量测量装 置。凭借在火箭开发过程中积累的丰富经验，弗朗西斯科先生能够以长远的眼光设计出先进的设备以满足迅速发展的流量测量 技术的需要。 l 1964年，用 Flow Technology 公司设计并制造了第一台小容积流量体积管，来检定涡轮流量计，该流量计用于瞬间火箭测试 时测量特殊的火箭燃料，第一个用户是在 Edwards,CA的美国空军。 l 1965年，美国 NASA Huntsville（美国航空航天局）向 flow prover公司订购了一台小容积流量体管，在这个项目中，E.E弗 朗西斯科先生发明了双时钟脉冲插入技术。 l 1968年，弗西斯科先生的双时钟脉冲插入技术获得了美国#3,403,544号专利。API 的 4.6章中也描述了双时钟脉冲插入技 术，并作为小容积管的 API标准。 l 1970年，弗朗西斯科先生为体积管设计的活塞内置提升阀的结构获得了美国#3,492,856号专利。 l 1975年，E.E弗朗西斯科先生作为 Flow Technology公司的总裁，也是现在的 Calibron Systems公司的总裁，责承Gary,Cohrs, 即 Flow Technology的项目工程师,也是现在的Calibron Systems公司的总经理,为石油行业设计小容积流量体积管。这项设计 是依据#3,492,856专利中描述的活塞内置提升阀结构来进行的。 l 1977年，Flow Technology公司卖出了第一台小容积流量体积管，它应用的介质是高压 LPG。 l 1979年，弗朗西斯科先生为石油工业设计的第一台小容积流量体积管获得美国#4,152,922专利。 l 1981年，弗朗西斯科先生将 Flow Technology公司卖给了布鲁克斯公司的分公司Ｅmerson Electric,允许该公司独家生产和经 营象专利中描述的那种流量检定体积管。 l 1986年，Cohrs和弗朗西斯科先生的合作开发的在实验室中使用的流量计检定装置获得美国#4,627,267号专利。 l 1986年，成立了 Flow Technology公司的分公司－加利布朗分公司，着重开发流量计检定装置和流量检定体积管。该公司的 首批二名雇员是Gary Cohrs ，即现在加利布朗公司的总经理和 Paul Kloft，即现在加利布朗公司的高级工程师。 l 1988年，加利布朗公司成为一个独立公司，弗朗西斯科先生任总裁。 l 1988年，E.E弗朗西斯科先生将 Flow Technology公司买给了 EG&G公司. l 1988年，Cohrs和弗朗西斯科合作设计的流量计检定装置获美国#4,766,759号专利。 l 1988 年，加利布朗公司移置到 Scottsdale,AZ.加利布朗公司的设计人员融 70 多年的流量体积管设计经验，致力开发更先进 的工业用小容积流量体积管。 l 1988年，加利布朗公司成功地研制了 SYNCROTRAK流量体积管，毫无疑问，SYNCROTRAK目前是最简单、最先进、最耐 用、性能最好的精确流量检定体积管。 l 1988年，第一台 CSI SYNCROTRAK体积管进入市埸。 l 1991年，Cohrs和弗朗西期科先生再次获得专利#5,052 211，该项专利包含了用于检定体积流量计的装置和方法等项权力， 该专利体现了加利布朗公司的SYNCROTROTRAK体积管的设计水平。 规格尺寸 型号 A(cm) B(cm) C(cm) D(cm) E(cm) F(cm) 法兰尺寸 S-05X3C 243.84 60.96 62.23 78.23 73.15 42.93 3 “ANSI S15X1A 391.16 91.44 73.66 136.91 145.54 42.93 6 “ANSI S25X3C 406.4 91.44 86.36 136.91 149.86 53.34 6 “ANSI S50X3C 449.58 106.68 107.44 147.32 186.69 72.39 8 “ANSI S85X3C 523.24 127 123.95 193.04 202.69 110.74 12”ANSI S120A2B 533 137 152 16 “ANSI 最大流量 最大流量 排量 排量 排量 运输重量 运输重量 型号 BPH m3/hr 桶 加仑 m3 磅 公斤 S-05X3C 715 113 0.119 5 0.0189 1,200 545 S-15X1A 2,140 340 0.476 20 0.0757 1,900 865 S-25X3C 3,570 567 0.476 20 0.0757 4,350 1,977* S-50X3C 8,000 1.273 0.952 40 0.1514 7,850 3,340* S-85X3C 12,500 1,988 1.548 75 0.2461 12,500 5,590* S120A2B 17,500 2,784 2.857 120 0.454 14,500 6,590 选型指南 型 号 产品内容 S 体积管 编 号 缸体 A 碳钢/无电镀镍涂层(内缸体) B 17-4不锈钢/无涂层(内缸体) C 304 不锈钢/镀铬涂层(内缸体) D 17-4 不锈钢/镀铬涂层(内缸体) E 316 不锈钢/镀铬涂层(内缸体) 编 号 法兰连接 1 150#ANSI法兰盘连接 2 300#ANSI 法兰盘连接 3 600#ANSI 法兰盘连接 4 900#ANSI法兰盘连接 5 900# 环型焊接法兰盘连接 6 150# 环型焊接法兰盘连接 7 300# 环型焊接法兰盘连接 8 600# 环型焊接法兰盘连接 编 号 耐压 A 275 PSI标准压力 B 720 PSI 标准压力 C 1440 PSI标准压力 D 2160 PSI 标准压力 E 1480 PSI标准压力 编 号 入/出口型式 1 入口/出口法兰在缸体异侧 2 入口/出口法兰在缸体同侧 3 入口/出口法兰成 90oC角 编 号 电源 A 115VAC 60Hz 20AMP B 220 VAC 60Hz 10AMP C 220 VAC 50 HZ 10AMP D(S85) 220VAC 60Hz 15AMP 编 号 软件 1 有 condat软件系统 2 无 condat软件系统 例:S25A3C1A1 S25体积管 600#进出法兰 115VAC电源 CONDAT软件 广泛应用于化工石油…… 全系列产品 CALIBRON公司 S系列体积管 D625L”U”管密度计 SVT直管密度计 RST直管密度计 DELTA公司 DC1000C油中水仪 CAMBRIGE公司 VISCO PRO2000粘度计 FLOWDATA公司 DC系列流量计 ES系列双转子涡轮流量计 FC燃油流量计 BR2000流量计算机 电磁传感器 网址:http://www.cial.com.cn E-mail:szchamp@public.szptt.net.cn 特约经销商： CSI-0002-S