Разработка вторичного эталона единицы длины для измерения уровня жидкости, страница 2

Учитывая специфичность данного вида линейных измерений, осуществляемого в особых условиях на жидких объектах, в основу системы метрологического обеспечения измерений уровня жидкости положен специальный эталон, предназначенный для воспроизведения, хранения и передачи единицы длины для уровня жидкости [1, 2].

Наиболее широко используются уровнемеры нефтепродуктов, продуктов химического производства и пищевой промышленности. Точностные характеристики рабочих СИТ уровня жидкости должны отвечать современным требованиям к учету дорогостоящих жидких материалов. Во многих случаях погрешность измерений уровня жидкости 1-2 мм, вообще говоря, является оптимальной, хотя и трудно достижима на практике.

Следует отметить, что ведущие фирмы мира внедряют высокоточные уровнемеры в различные отрасли промышленности, в том числе и в Украине. Так, например, радиолокационные уровнемеры типа RTG 2390 шведской фирмы “SAAB” обеспечивают (по рекламным данным) инструментальную погрешность измерения в пределах ±1мм. В настоящее время многими предприятиями и организациями Украины производятся работы по созданию отечественных уровнемеров.

Очевидно, что создание в стране эффективно действующего парка СИТ уровня жидкости невозможно без своевременного развития системы их метрологического обеспечения, тем более что требования к точности, надежности и унификации таких приборов постоянно возрастают[2].

В Украине система метрологического обеспечения измерений уровня жидкости базируется на государственном специальном эталоне единицы длины для уровня жидкости ДЕТУ 03-02-97, структура этой системы определена ДСТУ 3497-97 (Государственная поверочная схема для средств измерений уровня жидкости), предусматривающим передачу единицы измерения уровня – метра от первичного эталона к рабочим средствам измерений с помощью рабочих эталонов 1-го и 2-го разрядов.

Принцип действия государственного специального эталона единицы длины для уровня жидкости основан на воспроизведении величины уровня жидкости в реальном виде, измерении с необходимой точностью этого уровня с помощью контрольных СИТ, входящих в состав эталона, и передаче установленного таким образом размера уровня исследуемым образцовым или рабочим уровнемерам методом непосредственного сличения.

Такой принцип позволяет исследовать достаточно широкий круг уровнемеров различных типов, максимально приблизить условия метрологических исследований к реальным условиям работы уровнемеров и минимизировать влияние внешних факторов, воздействующих на процесс воспроизведения величины уровня жидкости.

Эталонная установка содержит вертикальный резервуар с непосредственным воспроизведением уровня жидкости, выполненный в виде двух гидравлически соединенных между собой измерительных труб, в одной из которых установлены контрольные, а в другой исследуемые СИТ уровня жидкости. В качестве контрольных СИТ используются: оптический интерферометрический уровнемер (ИУ), работающий по оптическому отражателю, фиксирующему уровень жидкости в резервуаре, а также гидроакустический локационный уровнемер (ГУ) время-импульсного типа, датчики которого установлены в днищах измерительных труб.

Метрологические характеристики государственного специального эталона: среднеквадратическое отклонение (СКО) результата воспроизведения величины уровня жидкости не более 0,3мм; неисключенная систематическая погрешность (НСП) не превышает 0,5мм, что удовлетворяет требованиям ТЗ на разработку эталона. Диапазон воспроизводимых величин уровня жидкости от 0 до 20м.

Наблюдаемая тенденция к применению как можно более высокоточных уровнемеров в системах коммерческого учета количеств высокоценных жидкостей, а также при проведении калибровки резервуаров, требует постоянного развития и усовершенствования системы метрологического обеспечения измерений уровня жидкости, увеличение требований к точности, надежности и унификации этих приборов.

Учитывая вышесказанное, работу по созданию вторичного эталона единицы длины для измерения уровня жидкости в составе первичного эталона следует считать актуальной.

Точность измерения вторничного эталона должна быть максимально приближенной к точностным характеристикам первичного государственного специального эталона единицы длины для уровня жидкости, т.е. его погрешность должна бить не более 0,5мм.

Вторичный эталон единицы длины должен обеспечивать:

-  простоту обслуживания;

-  сравнительную дешевизну;

-  мобильность.

В основу разработки положены требования высокой точности измерений, высоких эксплуатационных характеристик, возможности проведения метрологических исследований эталонных и рабочих уровнемеров по месту их установки. Такой комплекс требований определяет сложность технической задачи по созданию вторичного эталона единицы длины. Путем правильного подбора метода измерения, при котором прибор максимально отвечает конкретным условиям эксплуатации, а также принятием дополнительных технологических мероприятий, таких, как повышение точности обработки механических узлов, применение материалов с оптимальными характеристиками, с современной радиотехнической базой и др., можно обеспечить необходимую точность измерения.