一种高温高压油流量标准装置的设计

臧京　孙俊峰　李天星　王彦程　谢智勇

摘要 介绍一种高温高压油流量计的标准装置，具体是涉及一种高温高压油流量计的检定/校准需要的装置与方法，为现在的高温高压油流量计的量值溯源提供一种可行的方法与装置，解决了高温高压油流量计计量领域一直以来无准确可靠的标准装置的难题

关键词 油流量計;流量标准装置; 高温高压

0 引言

随着工业、农业、林业、渔业、工程施工等行业机械化、自动化、智能化的推进，以油为介质的液压传动技术得到广泛应用，而判断液压传动系统质量最重要的参数是流量指标，高温高压油流量计是测量流量指标的重要计量器具。目前，全国绝大多数农机站、工程机械生产企业配备了高压高温的油流量计检测设备，但是不能进行高温高压条件下的流量量值溯源，溯源手段还停留在常温常压条件下。在高温高压条件下，油流量计的流量特性与常温常压条件下的流量特性有很大不同，故在常温常压条件下校准的流量计在实际使用时的测量数据并不能准确反映液压传动系统的真实质量指标。

本装置通过模拟高温高压油流量计的实际工作压力、温度，以液压油为介质建立高温高压油流量标准装置，采取温度、压力、流量的准确控制输出稳定温度压力的流量对高温高压油流量计进行检定/校准。

本装置的研究，可以解决高温高压油流量计的检定/校准，对于提高我国农、林、渔业机械、工程机械、液压元件生产等使用液压传动、高压输送、高压流量计的行业产品质量提升、系统精准度调试具有十分重要的意义。经科学检定/校准的油流量计，可以为各行业提供准确的数据反馈，为生产、研发、使用等环节提供准确数据。

1  正文

1.1 装置结构与检测方法

高温高压油流量计标准装置，主要由以下几部分组成：1、高压供液装置;2、工作介质参数保障系统;3、管道与装夹系统;4、称量系统;5、过程控制系统。具体结构如图1所示。

检定/校准方法有标准表法和静态质量法，标准表法即为用一准确度等级较高的流量计作为流量标准来传递准确度等级较低的流量计;静态质量法是通过称重装置称出一定时间内通过被检流量计的质量，经过计算得出其标准流量，与被检流量计的流量值做比较来检定/校准。

1.2  装置各部分功能实现

1.2.1 高压供液装置

主要由变频电机、伺服变量柱塞泵、伺服流量调节器组成，其功能是提供压力、温度、流量可控的稳定流量。

变频电机是装置的动力源，伺服变量柱塞泵是装置的高压液体输出装置。在变频电机的驱动下，通过联轴器驱动伺服变量柱塞泵工作，吸液管从油箱中抽取工作介质，在全参数控制仪的控制下，工作介质通过控制伺服流量调节器调节，输出全参数控制仪设定的高压流量。

1.2.2 工作介质参数保障系统

主要由油箱及内部安装的吸油过滤器、加热装置、磁性过滤器、水冷式冷却器、消泡网、油箱温度传感器组成。其中吸油过滤器、磁性过滤器、消泡网的功能是保证工作介质的过滤与消泡处理;磁性过滤器用于吸收铁屑杂质;加热装置用于工作介质的加热;水冷式冷却器用于冷却工作介质，为工作介质提供加热与散热功能，保持试验过程油温恒定。

1.2.3 管道与装夹系统

本系统主要由高压气体析出装置、标准流量计、高压伸缩直管、压力温度传感器、联接装置、伺服压力调节器、三通式伺服换向器组成。

本系统各部件的主要功能：

a.高压气体析出装置：排出供油装置输出的工作介质内部未溶空气;

b.高压伸缩直管段：与高压气体析出装置连接，其功能是将高压气体析出装置析出空气后的工作介质经具有多种尺寸结构的前联接装置导入被检流量计，在其上部安装有压力温度传感器，用于后期检定/校准时的参数修正;

c.标准流量计：用于实时监测流经装置的工作介质流量。伺服流量调节器根据标准流量计的反馈值自动按照全参数显示控制仪的设定值进行自动调节并输出工作介质的流量。

d.伺服压力调节器：，将流经被检流量计的工作介质，按照全参数显示控制仪的设定进行加载，使压力温度传感器达到全参数显示控制仪的设定值，以试验被检流量计在设定压力下的准确度。

e.三通式伺服换向器：用于控制管路工作介质的流出方向，工作介质可通过换向器切换到回液管流回油箱或流向称重系统的称重油箱，并可相互切换。

1.2.4 称重系统

本系统由称重油箱、电动放液阀、称重传感器、温度传感器组成。系统的主要功能是通过静态质量法称量出在试验时间内流经被检流量计的工作介质质量。

1.2.5 过程控制系统

该功能由全参数显示控制仪完成，控制仪与压力温度传感器、标准流量计、称重传感器连接，可实现压力、温度、流量、质量的数据采集。通过对变频调速电机、伺服流量调节器的控制实现输出流量的调整控制，通过对伺服压力调节器的控制实现对装置压力的控制;通过对三通式伺服换向器、电动放液阀的控制实现对试验过程中工作介质流向的控制。通过对被检流量计的信号采集，实现瞬时流量采集、累积流量与脉冲量的采集、时间计时、数据运算与存储等功能。

2  结论

本文介绍的高温高压油流量标准装置最大流量为400L/min，最大压力可控制在35MPa，最高温度可达80℃，可应用在高压油品输送计量、高压液压元件、液压系统的性能检验等领域，为现在的高温高压油流量计的量值溯源提供了一种可行的方法与装置，解决了高温高压油流量计计量领域一直以来无准确可靠的标准装置的难题。

参考文献

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