一种活塞式体积管密封件磨损原位检测方法及系统

本发明属于仪器仪表领域，具体涉及一种活塞式体积管密封件磨损原位检测方法及系统。

背景技术：

1、流量计的校准对于流量测量的准确性至关重要，活塞式体积管作为动态容积法流量标准装置具有结构简单、使用方便、可用于现场检定等诸多优点，因此活塞式体积管广泛应用于石油化工及计量校准产业。

2、活塞式体积管内部的往复动密封件是活塞系统中的关键零部件，它对于确保流量计检定的准确性起着关键作用。然而，在实际使用中，由于密封件在往复运动过程中会发生磨损，并可能导致密封失效产生内漏，降低体积管计量精度。此外包含金属弹簧的动密封件异常磨损可能导致金属弹簧直接接触体积管内壁，产生划伤破坏计量管段，严重情况可导致设备报废。

3、体积管机械系统中往复动密封的磨损过程相当复杂，且密封件磨损难以原位测量，只能根据运行周期定期进行停机拆卸维护更换密封件，该过程不仅操作繁琐，组装完成后还需对活塞式体积管流量标准装置的标准体积进行校准，且该方法无法及时发现异常磨损，导致长期服役的体积管精度难以保证。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明提出了一种活塞式体积管密封件磨损原位检测方法及系统，使得在不对装置进行拆卸的情况下对装置活塞动密封组件磨损状态进行检测，精准掌握体积管活塞动密封的磨损状态。

2、本发明的第一方面，提供了一种活塞式体积管密封件磨损原位检测方法，包括以下步骤：

3、测量活塞式体积管工作时的进口温度、压力；出口温度、压力以及流体动力粘度，获得活塞式体积管输出的流量；

4、基于进口压力和出口压力，计算总压降；

5、依据流量、流体动力粘度和体积管结构计算流体流动压力损失；

6、计算活塞密封件的摩擦力，由所述摩擦力表征活塞密封件当前的磨损状态。

7、本发明的第二方面，提供了一种活塞式体积管密封件磨损原位检测系统，包括：

8、流量获取单元，用于测量活塞式体积管工作时的进口温度、压力；出口温度、压力以及流体动力粘度，获得活塞式体积管输出的流量；

9、总压降计算单元，用于基于进口压力和出口压力，计算总压降；

10、流动压力损失计算单元，用于依据流量、流体动力粘度和体积管结构计算流体流动压力损失；

11、磨损状态评估单元，用于计算活塞密封件的摩擦力，由所述摩擦力表征活塞密封件当前的磨损状态。

12、本发明的第三方面，提供了一种活塞式体积管密封件磨损原位检测设备，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其中，所述处理器执行所述程序时实现上述活塞式体积管密封件磨损原位检测方法。

13、本发明的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于执行上述活塞式体积管密封件磨损原位检测方法。

14、与现有技术相比，本发明具有有益效果如下：

15、本发明基于安装于进出口的压力传感器及摩擦学分析，无需对原有体积管机械结构进行改动，实现方法简单高效。

16、本发明无需不拆卸活塞式体积管即可对活塞密封件磨损的原位检测，保证体积管工作在可靠密封条件下，进而保证计量精度。

17、本发明能够实现密封件异常磨损的报警提示，避免过度磨损导致的计量缸体划伤导致的损失。

18、本发明能够实现工作在不同工况下的体积管的维护周期的准确确定。

技术特征：

1.一种活塞式体积管密封件磨损原位检测方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种活塞式体积管密封件磨损原位检测方法，其特征在于：所述的总压降主要由密封件的往复运动产生的摩擦和流体流动压力损失构成。

3.根据权利要求2所述的一种活塞式体积管密封件磨损原位检测方法，其特征在于：设上游密封组件、活塞处密封件、下游密封组件，对应的摩擦力分别为ff1、ff2和ff3；则：

4.根据权利要求3所述的一种活塞式体积管密封件磨损原位检测方法，其特征在于：所述的流体流动压力损失包括体积管流量进口至活塞右侧的流动压力损失δpfr以及流量出口至活塞左侧的流动压力损失δpfl；满足以下关系：

5.根据权利要求3或4所述的一种活塞式体积管密封件磨损原位检测方法，其特征在于：依据下述关系计算活塞密封件的摩擦力：

6.一种活塞式体积管密封件磨损原位检测系统，其特征在于，包括：

7.一种活塞式体积管密封件磨损原位检测设备，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其中，所述处理器执行所述程序时实现上述权利要求1-6任一所述的一种活塞式体积管密封件磨损原位检测方法。

8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于执行上述权利要求1-6任一所述的一种活塞式体积管密封件磨损原位检测方法。

技术总结
本发明公开了一种活塞式体积管密封件磨损原位检测方法及系统。本发明首先测量活塞式体积管工作时的进口温度、压力；出口温度、压力以及流体动力粘度，获得活塞式体积管输出的流量；其次基于进口压力和出口压力，计算总压降；然后依据流量、流体动力粘度和体积管结构计算流体流动压力损失；最后计算活塞密封件的摩擦力，由所述摩擦力表征活塞密封件当前的磨损状态。本发明无需不拆卸活塞式体积管即可对活塞密封件磨损的原位检测，保证体积管工作在可靠密封条件下，进而保证计量精度。本发明能够实现密封件异常磨损的报警提示，避免过度磨损导致的计量缸体划伤导致的损失。

技术研发人员：宋佳明,赵亚磊,章景皓,凃程旭,包福兵,曹政
受保护的技术使用者：中国计量大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15