专利名称：石油密度计校准装置及方法
技术领域：
本发明密度计的检测校准技术领域，具体涉及一种对石油密度计进行校准的校 准装置及方法。
背景技术：
密度是表征物质特性的一个重要物理量。密度测量在物理学、化学、计量学、 海洋学等学科中对各种物质性质的研究起着重要的作用，它涉及到石油、化工、冶金、 建材、轻工、贸易、煤炭、医疗等国民经济的众多领域，在众多工业部门中的应用已十 分广泛。因此无论从经济还是技术的观点来看，准确的密度计量都有着非常重要的意 义。为了保证液体密度量值的一致性，我国在1965年建立了以液体静力称量法为基础的 液体密度基准装置，该基准采用液体静力称量法将密度量值复制到基准密度计上，由基 准密度计进行量值传递，其主要技术指标测量范围(650 3000)kg/m3;不确定度 (7 20) X 10_3kg/m3 (包含因子 k = 3)。密度计主要用于密度的测量，广泛应用于贸易结算、环境监测等方面，与国民 经济发展息息相关，因此被列入《中华人民共和国强制检定的工作计量器具目录》。密 度计在投入使用前，必须经法定计量检定。玻璃浮计是最常见的密度计量器具，适用于液体密度的测量。为检定玻璃浮 计，我国制定有玻璃浮计检定规程JJG86-2001和JJG42-2001，规程中采用的是直接比较 法来进行密度计的检定。随着科技的发展特别是石油化工工业的发展，越来越多的专用 密度计开始被广泛使用。常见的有石油密度计和液化石油气密度计。石油密度计专用 于检测石油及石油产品的密度，广泛应用于石油化工行业，其测量范围为(600 1100) kg/m3，液化石油气密度计测量范围为(500 650)kg/m3，然而现有的JJG86-2001与 JJG42-2001这两个规程都不适用于测量密度小于650kg/m3的石油密度计和液化石油气密 度计的检定，这是由于目前尚无密度小于650kg/m3且密度稳定的检定液所致。即便是对 于密度大于650kg/m3的常规密度计的测量，直接比对法也存在着需更换不同检定液，效 率低下，主观及客观误差较大，不确定度较大等弊端。国内对玻璃浮计的检定主要是依据国家计量检定规程JJG86-2001和JJG42-2001 采用直接比较法进行，即用标准玻璃浮计与被检玻璃浮计直接比较。这种检定方法存在 其自身缺陷，归纳如下1.在对玻璃浮计不同标记进行检定时，需要更换不同密度的检定液；而目前使 用的检定液多为有毒易燃的有机溶液。2.无法检定低量程测量密度小于650kg/m3)的玻璃浮计，因为至今尚未找到密度 稳定的检定液。对于密度小于650kg/m3的玻璃浮计的检定，国内也有一些单位使用静力称量法 做了一些有益尝试，但普遍存在对玻璃浮计的不同校准标记进行校准时，需要人工提拉 吊绳，操作麻烦，耗费人力较大，工作效率低下的缺点。
发明内容
综上所述，为了克服现有技术问题的不足，本发明提供了一种石油密度计校准 装置及方法，该校准装置通过精确称量待校密度计在空气中和参考液中的质量，进而计 算出待校密度计的校准标记点的理论值，进而计算该校准标记点的修正值。对待校密度 计不同校准标记点的检定则主要通过改变参考液的液面高度来实现。整个装置由恒温 槽、天平、液面调节装置、摄像装置、计算机等设备构成。该校准方法以液体静力称量 法为基本原理，摒除了传统直接比较法中通过更换不同密度参考液来实现对密度计进行 校准的方法，而是仅仅使用一种常温下稳定的参考液，它是依靠参考液液面的上下移动 来实现待校密度计的不同的校准标记点之间的相互切换，从而使参考液液面与需要的校 准标记点相切，进而满足密度计校准的需要，同时，通过公式计算出校准标记点的理论 密度，然后再与待校密度计的实际读数相比较，最后计算出待校密度计的校准修正值， 进而填补低量程石油密度计无法校准的空白，同时也扩展了玻璃浮计的检定范围，提高 了检定自动化程度，减小了检定校准结果的不确定度。为解决上述技术问题，本发明的技术方案是这样实现的一种石油密度计校准装置，它包括固定架、恒温槽及天平，恒温槽设置在固定 架内，固定架的顶面上设置有天平，天平下设置有吊绳，其中所述的恒温槽内设置有 玻璃量筒，所述的玻璃量筒包括主量筒和辅量筒，主量筒通过液面调节装置与辅量筒连 通，主量筒内设置有温度计，温度计、液面调节装置、天平及恒温槽均与计算机连接。本发明的技术方案还可以是这样实现的所述的液面调节装置为两个真空泵、 控制电路，一个真空泵的进液口与主量筒连通，出液口与辅量筒连通；另一个真空泵的 进液口与辅量筒连通，出液口与主量筒连通。本发明的技术方案还可以是这样实现的所述的恒温槽包括底座、槽体、电 机、搅拌器、加热器及制冷器，槽体设置在底座上，槽体包括内槽和外槽，玻璃量筒设 置在内槽内，内槽设置在外槽内，内槽与外槽之间为流体通道，槽体下设置搅拌器，电 机设置在底座内，电机与搅拌器连接，槽体上设置有加热器及制冷器。本发明的技术方案还可以是这样实现的所述的固定架上设置有照明装置，照 明装置的高度与玻璃量筒的高度相对应。本发明的技术方案还可以是这样实现的所述的固定架上设置有摄像装置，摄 像装置与计算机连接。利用石油密度计校准装置对石油密度计进行校准的方法为它包括以下步骤a、选择参考液、参考密度计、恒温介质；b、将盛有参考液的玻璃量筒放入恒温槽，启动恒温槽，待恒温介质温度稳定在 20士0.0rC时开始对待校密度计进行校准；
C、首先用天平称量待校密度计在空气中的质量Ins,并用千分尺测得待校密 度计的各校准标记点的干管直径D，并给待校密度计附上配重并通过吊绳吊挂在天平下 端，将参考密度计放进参考液中，启动温度计及摄像装置；d、启动液面调节装置，使主量筒内的参考液的液面上升，待主量筒内液面的高 度与待校密度计的下端校准标记点平齐后，停止液面调节装置；
e、从天平读取m ^，从温度计读取t，从摄像装置采集的图像读取参考密度计 的读数P 和待校密度计的读数P实，根据公式
权利要求
1.一种石油密度计校准装置，它包括固定架(2)、恒温槽及天平(1)，恒温槽设置在 固定架(2)内，固定架(2)的顶面上设置有天平(1)，天平(1)下设置有吊绳(3)，其特 征在于所述的恒温槽内设置有玻璃量筒(4)，所述的玻璃量筒(4)包括主量筒(21)和 辅量筒(20)，主量筒(21)通过液面调节装置(17)与辅量筒(20)连通，主量筒(21)内 设置有温度计(9)，温度计(9)、液面调节装置(17)、天平(1)及恒温槽均与计算机(18) 连接。
2.根据权利要求1所述的石油密度计校准装置，其特征在于所述的液面调节装置 (17)包括两个真空泵，一个真空泵的进液口与主量筒(21)连通，出液口与辅量筒(20)连 通，另一个真空泵的进液口与辅量筒(20)连通，出液口与主量筒(21)连通。
3.根据权利要求1所述的石油密度计校准装置，其特征在于所述的恒温槽包括底 座(16)、槽体、电机(15)、搅拌器(14)、加热器(8)及制冷器(13)，槽体设置在底座 (16)上，槽体包括内槽(6)和外槽(7)，玻璃量筒⑷设置在内槽(6)内，内槽(6)设置 在外槽⑵内，内槽(6)与外槽(7)之间为流体通道，槽体下设置搅拌器(14)，电机(15) 设置在底座(16)内，电机(15)与搅拌器(14)连接，槽体上设置有加热器(8)及制冷器 (13)。
4.根据权利要求1所述的石油密度计校准装置，其特征在于所述的固定架(2)上设 置有照明装置(19)，照明装置(19)的高度与玻璃量筒(4)的高度相对应。
5.根据权利要求1所述的石油密度计校准装置，其特征在于所述的固定架(2)上设 置有摄像装置(12)，摄像装置(12)与计算机(18)连接。
6.根据权利要求1所述的石油密度计的校准方法，其特征在于它包括以下工艺步骤a、选择参考液、参考密度计(5)、恒温介质；b、将盛有参考液的玻璃量筒(4)放入恒温槽，启动恒温槽，待恒温介质温度稳定在 20 士0.01°C附近时开始对待校密度计(10)进行校准；C、首先用天平(1)称量待校密度计(10)在空气中的质量mp并用千分尺测得待校 密度计(10)的各校准标记点的干管直径D，并给待校密度计(10)附上配重(11)并通过 吊绳(3)吊挂在天平(1)下端，将参考密度计(5)放进参考液中，启动温度计(9)及摄像 装置(12)；d、启动液面调节装置(17)，使主量筒(21)内的参考液的液面上升，待主量筒(21) 内液面的高度与待校密度计(10)的最下端校准标记点平齐后，停止液面调节装置(17)；e、从天平(1)读取n^p从温度计(9)读取t，从摄像装置(12)采集的图像读取参 考密度计(5)的读数P a和待校密度计(10)的读数P实，根据公式
全文摘要
本发明密度计的检测校准技术领域，具体涉及一种对石油密度计进行校准的校准装置及方法，它包括固定架、恒温槽及天平，恒温槽设置在固定架内，固定架的顶面上设置有天平，天平下设置有吊绳，恒温槽内设置有玻璃量筒，玻璃量筒包括主量筒和辅量筒，主量筒通过液面调节装置与辅量筒连通，主量筒内设置有温度计，本发明是依靠参考液液面的上下移动来实现密度计的不同的校准标点之间的相互切换，从而使参考液液面与需要的校准标点相切，进而满足密度计校准的需要，进而填补低量程石油密度计无法校准的空白，扩展了石油密度计的检定范围，提高了检定自动化程度，提高检定效率，减小测量误差，提高检定校准的不确定度水平。
文档编号G01N9/04GK102023121SQ20101053938
公开日2011年4月20日 申请日期2010年11月11日 优先权日2010年11月11日
发明者丁峰元, 孔小平, 孟洁, 尚岚, 朱茜, 李博, 李莺, 许建军, 郭胜 申请人:孔小平, 朱茜, 李博