Лабораторная работа №7

Средства измерения уровня нефти и нефтепродуктов

в резервуарных парках

Базовый стандарт: ГОСТ 13196-93. Устройства автоматизации резервуарных парков. Средства измерения уровня и отбора проб нефти и нефтепродуктов. Общие технические требования и методы испытаний

Цель работы:

1.Разработка методики испытаний измерителей уровня

2. Проведение испытаний измерителей уровня

3. Определение метрологических характеристик измерителей уровня

4. Оформление протокола испытаний

Выполнение работы:

1. Собрать модель испытательного стенда (рис. 1).

Рис. 1

2. Создать модель объекта X1+0.001*X2, где X1 – заданный уровень, X2 – случайная составляющая

Рис. 2

3. Трижды произвести измерения уровня на каждом из заданных значений: 0,25; 0,5; 0,75; 1,0 от диапазона измерения уровня Н (табл. 1).

Таблица 1.1

Вариант
Избыточное давление, МПа	0,025	0,16	0,25	0,40	1,0	1,6	2,5	4,0	10,0	25,0
Диапазон измерения уровня Н, м	0,4
Нижняя граница температуры продукта в резервуаре t_ж, ºС	-30	-40	-50
Верхняя граница температуры продукта в резервуаре t_ж, ºС
Температура продукта при нормальных условиях t_ну, ºС
Плотность ρ, кг/м³
Плотность ρ_min, кг/м³
Пределы допускаемой основной погрешности Δ, мм	± 1,0	± 1,0	± 2,0	± 3,0	± 4,0	± 5,0	± 5,0	±10,0	±10,0	± 20,0
Температура окружающего воздуха t_в, ºС
Нижняя граница температуры окружающего воздуха t_н, ºС	-40	-50	-60
Верхняя граница температуры окружающего воздуха t_н, ºС
Температурный коэффициент , 1/°С	0,0003	0,0004	0,0005
Глубина погружения поплавка h, мм
Максимальный коэффициент объемного расширения жидкости β	0,000002	0,000003	0,000004

Таблица 1.2

Вариант
Избыточное давление, МПа	0,04	0,1	0,2	0,40	1,0	2,0	4,0	8,0	16,0	24,0
Диапазон измерения уровня Н, м	0,25	0,5	1,6	2,5
Нижняя граница температуры продукта в резервуаре t_ж, ºС	-40	-40	-40
Верхняя граница температуры продукта в резервуаре t_ж, ºС
Температура продукта при нормальных условиях t_ну, ºС
Плотность ρ, кг/м³
Плотность ρ_min, кг/м³
Пределы допускаемой основной погрешности Δ, мм	± 1,0	± 1,0	± 2,0	± 3,0	± 4,0	± 5,0	± 5,0	±10,0	±10,0	± 20,0
Температура окружающего воздуха t_в, ºС
Нижняя граница температуры окружающего воздуха t_н, ºС	-40	-40	-40
Верхняя граница температуры окружающего воздуха t_н, ºС
Температурный коэффициент , 1/°С	0,0003	0,0004	0,0005
Глубина погружения поплавка h, мм
Максимальный коэффициент объемного расширения жидкости β	0,000002	0,000003	0,000004

Таблица 1.3

Вариант
Избыточное давление, МПа	0,025	0,05	0,1	0,25	0,5	1,0	2,5	5,0	10,0	20,0
Диапазон измерения уровня Н, м	0,5
Нижняя граница температуры продукта в резервуаре t_ж, ºС	-50	-50	-50
Верхняя граница температуры продукта в резервуаре t_ж, ºС
Температура продукта при нормальных условиях t_ну, ºС
Плотность ρ, кг/м³
Плотность ρ_min, кг/м³
Пределы допускаемой основной погрешности Δ, мм	± 1,0	± 1,0	± 2,0	± 3,0	± 4,0	± 5,0	± 5,0	±10,0	±10,0	± 20,0
Температура окружающего воздуха t_в, ºС
Нижняя граница температуры окружающего воздуха t_н, ºС	-50	-50	-50
Верхняя граница температуры окружающего воздуха t_н, ºС
Температурный коэффициент , 1/°С	0,0003	0,0004	0,0005
Глубина погружения поплавка h, мм
Максимальный коэффициент объемного расширения жидкости β	0,000002	0,000003	0,000004

4. Произвести расчеты основной и дополнительных погрешностей.

Дополнительные погрешности от влияния температуры окружающего воздуха и измеряемой жидкости для средств измерения уровня должны быть не более 0,3 пределов допускаемой основной погрешности.

4.1. Предельная функция влияния температуры окружающего воздуха ψ(t_в) и дополнительная погрешность, вызываемая изменением температуры измеряемой жидкости , поплавковых (буйковых) средств измерения

где		- допускаемая основная погрешность средств измерения уровня;
		- абсолютное значение разности температур, °С;
;
	t_в	- значение температуры окружающего воздуха, °С;
	t_н	- значение температуры окружающего воздуха, °С;
		- максимальное значение ;
	H	- верхний предел диапазона измерения уровня, мм;
		- температурный коэффициент линейного расширения материала гибкой связи между поплавком и показывающим прибором, 1/°С.

4.2. Дополнительная погрешность, вызываемая изменением температуры измеряемой жидкости , в мм, не должна превышать значения, определяемого по формуле

где	t_ж	- значение температуры измеряемой жидкости, °С;
	t_ну	- температура измеряемой жидкости (20±5) °С.

4.3. Погрешность установления и контроля уровня в мерном баке должна быть в диапазоне ± 0,5 мм.

Абсолютные погрешности измерений:

при предварительном снижении уровня

и при предварительном повышении уровня

где		- соответственно показания уровнемера при предварительном снижении и повышении уровня 0,25; 0,5; 0,75; 1,0 от предельного значения уровня;
	Н_д	- действительное значение уровня;
	i	- номер значения уровня, на котором производят испытания;
	j	- номер опыта.

4.4. Систематические составляющие допускаемой основной погрешности измерения:

;

Среднеквадратическое отклонение случайной составляющей основной погрешности измерения

Погрешности измерения определяют при доверительной вероятности 0,95 и надежности результата 0,95 по следующим формулам:

;

4.5. При проведении испытаний с жидкостью, плотность которой отлична от наименьшей

;	.
где		- плотность жидкости, применяемой при испытаниях, при t = 20°C

		- наименьшая плотность рабочей жидкости при t = 20°C.

Из найденных значений выбирают максимальное по абсолютной величине значение , принимаемое за допускаемую основную погрешность средства измерения.

4.6. Дополнительную погрешность средств измерения уровня, вызываемую изменением плотности продукта, определяют путем измерения величины погружения поплавка в жидкость на каждом из трех значений диапазона измерения и последующими расчетами:

где		- максимальный коэффициент объемного расширения измеряемой жидкости;
	h	- величина погруженной в жидкость части поплавка.