计量检定类虚拟仿真实验  
 
超长液位计在线校准仿真实验
作者:admin     时间:2015-8-18 18:49:14   点击:304

项目概况

中心通过深入研究标准检定设备的工作原理和国家检定规程的特殊要求,结合工业自动化仪表的特点,自主研发了半实物性质的超长液位计在线校准仿真实验,实验系统可对0~20000mm范围内的磁性浮子液位计、电磁波雷达液位计、超声波液位计、电容式液位计、静压式液位计、磁致伸缩式液位计、投入式液位计等各种“高精度液位计”的检定及校准。

远距离液位计在大型油罐等场合应用广泛,其检定装置需要宽阔的场地,而且也有一定危险性,中心不具备开展远距离液位计在线校准的条件,因此结合教师科研成果,开发了超长液位计在线校准仿真实验,其中实物校准为0~4000mm,虚拟仿真校准为4000~20000mm。本实验系统不但可以用于学生教学,稍作改动就可以作为标准检定装置进行量值传递,保证计量器具的使用准确可靠、状态受控。

本项目是教师最新科研成果的转化,相关项目包括国防军工项目《新型运载火箭低温液位传感器动态校准技术合作研究》、《地下罐容量标准装置技术研究》和科技部质检行业专项《大型石油储运工程容量计量技术研究》等。

本系统的实物标准器为激光标准装置、伺服液位计、磁栅尺以及几何量孔标准装置。同时采用了基于虚拟仪器技术实现不同原理液位计的全自动检定与校准,并且通过网络技术实现了远程检定功能。

本实验装置可以结合《热工计量技术》、《自动检测技术》、《自动检测系列实验》、《热工过程控制系统》、《可编程序控制器》、《虚拟仪器技术》等课程,培养学生在综合、设计、创新、探索等方面的科研能力。

结构与功能

实验系统采用油罐装置作为对象,系统具备有非常周全的液位调节和检测功能,便于维护、管理、运行与操作,并设计有全自动,全手动以及手自动结合的运行模式。

整体如图2.41(a)所示,模拟油罐装置整体尺寸为直径1200mm,高20000mm。检定装置整体由稳压管、三个液位计校准容器、一个不规则容器、进出水管路组成。标准器由四级不同量程的标准组成,被检液位计由事先预留的检定孔进行安装。4米以内的液位计读数和温度信息由计算机的数据采集卡进行采集,4米以上数据则由计算机直接模拟产生;由虚拟仪器根据不同液位计的校准规范编写全自动检定程序,学生可以根据规程完成相关的实验内容。

实验过程中可以利用局域网,使学生远程监视工作液位计的实时状态,远程控制整个校准过程。检定结束后,可以对检定数据进行分析与处理,实现曲线拟合、报表生成,检定证书生成等功能。

(a)    液位计在线校准仿真实验整体示意图

(b) 检定结果数据分析与处理

超长液位计在线校准仿真实验操作界面

系统效果与特色

本系统采用多标准技术实现液位计的检定与校准,使学生能够深入理解液位计的不同工作原理、安装方式、检定方法,通过虚拟仪器技术使学生了解远程校准的基本实现方法。

1)将虚拟仪器技术应用于液位计的检定与校准,使学生深入了解虚拟仪器技术的应用,通过网络实现远程校准的方法。

2)实验装置集成多种不同原理的液位计校准技术,使学生深入理解不同种类液位计的校准规范,能够在此基础上自主开发相应的校准程序。

3)该装置集成的自动控制技术及自动校准方法,能够使学生把传感器技术、自动控制技术、虚拟仪器技术、自动校准技术有机结合,可以在此基础上实现创新性、设计性实验项目。

4)该实验装置是教师最新的科研成果成功转化而成,对虚拟仪器技术、远程校准技术在工业领域的实际应用进行了模拟,不但可以用于教学,也有利于对科研成果开展进一步验证,提高市场推广效果。