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描述精密磁翻板液位計與自動數據采集系統率規則描 述: 測量和監測設備經過一段時間的使用后,需要對設備進行重新率定,經率定合格后,方可重復使用。筆者所在單位大量使用 自動靜力水準儀,以前都通過廠家進行率定,周期長,效率低,無法滿足工程實際需要,因此單位探索和建立了一套自有的率定系統,滿足了自我設備率定的基本要求。需要注意的是,這樣的實驗室需要申請計量合格證,才能標準化和商用化,本文僅僅是從技術角度探討這種方法的可行性。 系統中任一特定容器(儲液筒)液位變化按下列公式計算: ΔELn=(R1n-R0n)Gn-(R0Ref-R1Ref)GRef 其中: ΔELn———n 號容器的液位變化,即該點相對于基準點的沉降量; R1n———n 號容器當前讀數; R0n———n 號容器初始讀數; Gn———n 號容器傳感器系數; R0Ref———參照容器的初始讀數; R1Ref———參照容器的當前讀數; GRef———參照容器傳感器系數; 注:ΔELx 為負值時表示沉降(ΔELx 為正值時表示升高)。 2 設備特點和性能 GeoKon 4675 型靜力水準儀是一種高精密液位系統,該系統設計是 用于測量多點相對沉降的系統。在使用中,一系列的傳感器容器均采用PVC 液管聯接,每一容器的液位由一精密振弦式力傳感器測出,該傳感 器內有一個自由懸重,一旦液位發生變化,懸重的懸應浮力即被傳感器感,精確測出小至 0.025mm 的垂直變化。在多點系統中,所有傳感器的垂 直位移均是相對于其中的一點,該點的垂直位移是相對恒定的或者可用其它人工觀測手段準來確定。 3 產品規格 產品規格詳細情況如圖 2 所示。 4 率定方法 4.1 簡易率定法 因為振弦式傳感器,最重要的核心就是弦,從基本原理入手,采用加 載砝碼的方法進行率定,每個砝碼固定重量為 300g,最多添加砝碼個數 為 6 個,總量可達 1800g。砝碼較多時,需要很長時間穩定。為了提高系統 穩定性,減少系統穩定時間,因此對簡易校驗裝置進行改進,如圖 4、圖 5 所示。 采用一根鋼制桿下端連接一個砝碼,砝碼重量必須為 300g,每個砝 碼采用懸掛式方式加入,每增加一個砝碼,讀數一次。簡易率定法速度很 慢,效率極低,無法適用于大批量設備的率定。 4.2 磁翻板液位計率定法 此種裝置,精度高,速度快,但是需要通過人工來調節精密齒輪,來抬升或者降低測點的高度,此外讀數也是通過讀數儀來完成,而且每次 只能率定一個儀器,也不適用于大批量設備的率定。 4.3 精密磁翻板液位計與自動數據采集系統率定法 為了在建設費用和和校驗效率兩個方面取得平衡,根據需要校驗的 儀器數量綜合分析,建議一次率定 5 個設備。同時進行溫度校驗。 采用連通管原理,設置 5 個監測點,1 個基準點,基準點放置高精度 磁翻板液位計,6 個底座放置在同一個穩定的平臺上,平臺采用大理石面板,寬 度為 0.6m,長度為 6m,高度為 1m,基礎采用磚石砌成,每個監測點均有 一個完全相同的透明式玻璃鋼浮筒,每個浮筒帶有一個三通接口,每個 容器之間采用 PVC 管進行連通,布局示意圖如圖 7 所示。 在本率定系統中,采用磁致伸縮式高精度磁翻板液位計,精度為±0.01mm。采用高低溫交變濕熱試驗箱進行溫度傳感器率定。數據采集系統為美國 坎貝爾 CR1000 自動數據采集系統,通過控制電腦,將設定好的頻率裝載 入采集系統,自動加水和放水以及數據采集,同時數據自動保存和計算。 5 率定系數計算方法 計算方法如表 2 所示。 其中: 均值=average(測值 1+測值 2+測值 3) 理論直線=Trend(所有均值,所有負載值) 6 實際應用 經過一年左右的運行和試驗,從春天到冬天,對本套裝置進行了大量和反復的測試,率定裝置運行穩定,高效,同時采用簡易裝置和人工讀 數的方法進行驗證,率定結果都正確無誤,采用高精度磁翻板液位計,也提升了 率定精度,對于批量設備率定,是一種經濟和有效的率定方法。 |