引言

加油机自动检定装置主要由标准金属量器、液位计、温度传感器以及操作控制系统等组成［1］。其中，标准金属量器一般由计量颈、液位管、计量颈标尺、上锥体、圆筒体、下锥体等组成［2］。它是在加油机定量加油模式下，对油枪出口处的温度、量器中油温和液位等参数的自动测量、补偿和计算。与传统的加油机检定装置相比，更加高效、便捷捷，因此，被越来越多的计量检定机构选择使用。液位计作为自动测量装置，取代人眼读数，可自动获取量器内液面高度，其测量的液位高度直接关系检定装置准确与否。但加油机自动检定装置在进行量值溯源时，上级单位往往只对标准金属量器及温度传感器进行校准，忽略了液位计的校准。某计量检测机构出具的检定证书如图 1 所示。

本文通过实验，对液位计是否需要校准进行论证，并提出一种对液位计进行校准并修正的方法。

 

1、体积计算［3 － 4］

检定过程中，shou先使用液位计测得液面距离零位值的高度，再根据计量颈的分度容积，将高度值转化为体积值，根据油枪口处油温和量器内的油温，进行温度修正，得到实际体积。

 

( 1) 标准金属量器的容积

VB = ( h实 － h标) S + V标 ( 1)

式中: VB———量器在 20℃下的标准容积，L;

V标———量器在 20℃下的标称容积，L;

h实———计量颈的实测高度，mm;

h标———计量颈的实测高度，mm;

S———分度容积，即计量颈每毫米高度对应的体积，mL /mm。

 

( 2) 标准金属量器在检定温度tJ的实际体积VBt

VBt = VB 1 + βY tJ － t ( ) B + βB tB ( )[ ] － 20 ( 2)

式中: VBt———量器在tJ下给出的实际体积，L;

VB———量器在 20℃下的标准容积，L;

βY、βB———检定介质和量器材质的体膨胀系数，℃ －1( 汽油 12 × 10 －4℃ －1; 轻柴油 9 × 10 －4℃ －1; 不锈钢50 ×10 －4℃ －1; 碳钢33 ×10 －4℃ －1) ;

tJ、tB———加油机内流量测量变换器输出的油温( 由枪口处油温代替) 和量器内的油温，℃。

 

2 实验论证

根据 JJG 443 － 2015《加油机检定规程》附录 C中“表 C. 1 自动检定装置技术要求表”要求: 加油机自动检定装置的显示容积值读数误差不能超过量器计量颈分辨力所对应的容量值。为了确认液位计自动采集的数据是否准确，对三套标准金属量器( 材质为不锈钢) 已校准，但长期未对液位计进行校准的加油机自动检定装置进行测试，编号分别为 1、2、3，选取一台稳定性较好的加油机作为被测对象，汽油作为检定介质，根据检定规程的要求，对比检定装置的示值和标准金属量器的计量颈标尺所测体积，并进行分析，数据如表 1 所示。

由表 1 可知，1 号 ～ 3 号加油机自动检定装置读数误差均超过量器计量颈分辨力所对应的容量值，不符合 JJG 443 － 2015 要求。因此，需对加油机自动检定装置的液位计进行校准，满足检定工作的需要。

 

3、产生的原因

加油机自动检定装置的检定介质为汽油、柴油等。汽油中含有少量的硫和活性硫化物( 如 H2 S、S、ＲSH 等) 腐蚀性物质; 柴油主要成分含有 9 ～ 18 个碳原子的链烷、环烷或芳烃，以及少量的羧酸、羰基化合物、腐蚀性无机物等，具有一定的腐蚀性。由于液位计需长期浸泡在汽油、柴油中工作，日积月累会产生较大影响，且检定时，会受从注油口涌入的油体冲击，很可能产生形变。因此，其准确度无法长期保证。当液位计所测得的液位高度不准确时，即使标准金属量器经过了量值溯源，检定装置的测得的值也会失准。

 

4、校准方法［5 － 6］

使用水作为校准介质，将标准金属量器卡尺测量的#低、#高及中间液位点作为校准点，进行三次上下行程校准试验，并记录液位计和游标卡尺数据，共 18 组，将其按先后顺序排列成一维数组，可得 xk，

yk ( k = 1 ～ 18) 。

液位计的参比直线采用#小二乘直线，计算公式为:

Y = a + bx ( 3)

其中，截距 a 和斜率 b 的计算公式为:

式中: a，b 为#小二乘直线方程的截距和斜率。

各校准点的示值误差 Δ 的计算公式为:

Δ = yk － ( a + b·xk ) ( 6)

式中: xk———18 组校准数据中，第 k 个校准点的标准尺示值;

yk———18 组校准数据中，第 k 个校准点的液位计输出值。

 

加油机自动检定装置的液位计是利用浮力原理进行液位测量。在加油机检定时，实际测量的液体汽油、柴油，根据浮力公式 F = ρgv排，由于被测液体跟水存在密度差异，在液位计浮球重量相同时，浮球排开液体的的体积必然不同，因此，液位计的实际值应进行修正，修正方法为:

式中: h测———液位计的测量值，mm;

h修———检定时液体的实际高度，mm;

ρ液———液位计实际测量介质的密度，kg /m3;

ρ水———水的密度，kg /m3。

 

根据该方法对液位计校准后，三套加油机自动检定装置再使用相同的方法对同一台加油机进行检定，数据如表 2 所示。

由表 2 可知，检定装置读数误差均未超过量器计量颈分辨力所对应的容量值，满足检定规程要求。

 

5、结论

在加油机自动检定装置中，液位计测得的液面高度直接关系着整个检定装置的准确与否，因此，检定装置进行量值溯源时，应对液位计进行校准，从而保证整套检定装置的准确、可靠。