浅析新型活塞式标准体积管

摘 要：新型活塞式标准体积管采用机电一体化系统，具有精度高、体积小可靠性高的特点。

关键词：活塞式；标准体积管；流量仪表；基准量器

中图分类号：TP39 文献标识码：A

一.国内外产品水平与发展趋势

活塞式标准体积管，它具有极高的精度、体积小、技术先进等优点，是世界上业界公认的流量仪表量值传递的基准量器。活塞式标准体积管是上世纪八十年代初期，继球式标准体积管之后出现的一种技术更为先进的微型标准体积管。其最大的技术特征就是两者的外形体积之比，后者大约只有前者的十几分之一的大小。 从表面上看只是体积大小之分，而实质上是技术结构上有了重大的突破，使投资和使用成本显著下降，才使流体计量仪表特别是石油成品油在商贸交易过程中所用的流量计的在线检测和在线检测的普及成为了可能。

我公司是专业生产流量仪表的专业厂家，于1985年率先引进了美国沃夫公司的活塞式标准体积管，后来又引进了美国丹尼尔布鲁克斯的活塞式标准体积管，用来作为公司内流量仪表制造过程中校验的基准量器。这其中，还为中石油中石化将引进的美国活塞式标准体积管改装成车载的可移动的流量标定装置。又为空军的油料管理系统的量值监测，采用国产活塞式标准体积管设计研制了流量检定车。

这几十年中我公司的流量测量技术是伴随着活塞式标准体积管的技术进步而走过来的。从而在活塞式标准体积管的使用维护改进等方面积累了大量丰富的经验，对活塞式标准体积管的技术发展具有充分的了解。在此基础上我们才提出了活塞式标准体积管的新型活塞驱动系统和新的测量方式，用作开发新一代的活塞式标准体积管。

二.产品功能分析

目前正在研制开发的活塞式标准体积管中活塞与缸体密封仍为聚四氟唇形密封环，活塞的驱动和复位采用了一种新型的机电一体化控制的机构。它具有如下特点：

1.简单可靠的活塞返程机电控制机构（删除了复杂而高故障率的液压气动机构）。

2.上下行程排量相等。

3.标定过程无需调整管线压力。

4.以简单的活塞体轴心内置单向阀替代传统复杂的外置三通阀。

5.无间隙的活塞专用密封零件（全特氟隆）聚四氟乙烯唇形密封环，无合成橡胶，因此特别耐油、耐磨，使标定更精确。

6.失效自动开通卸荷保护，避免液流惯性冲击（水击）。

7.聚四氟乙烯密封圈的低摩擦系数和缸壁的精细光洁，使量程比极大提高。

8.标定过程压差极小，低于0.01 MPa 。

9.具有独特的封闭内循环式测试功能，只用少量的实际被测液体就可完成流量计的标定。

10.整个活塞式标准体积管检定系统的体积更超小型化，更易实现车载化。

三.采用新原理，新技术，新结构，新材料，新工艺的论述

新型活塞式标准体积管中采用滚珠丝杆副做活塞复位的牵引机构，用机电控制技术控制伺服电机经同步带轮减速并使其实现往复传动。 机构中活塞杆与滚珠丝杆副的螺母经由一个特殊的专用轴向拉力离合器与活塞连接，它能够在工作过程中轻松灵敏地开合。当处在复位上游端的碰头触动拉力离合器，离合器的球形卡爪瞬间松开活塞杆的端头，活塞在完全自由的状态下，跟随流体同步地流向下游，完成体积管的标定动作。又在机电控制程序的指挥下，滚珠丝杆副驱使拉力离合器移向下游。到达下游后，离合器的球形卡爪被触动，立即牢牢地卡住活塞杆端头，做好第二次（牵引复位）检定工作的准备。新研发的活塞式标准体积管仍保留了活塞行程光电发信，铟钢尺检测行程的结构，控制系统仍为计算机等设计。如图1。

体积管采用机电一体化的设计取代了液压系统和氮气压力助推系统；用滚珠丝杆副取代了滚子链条机构，因此，它不但能拉而且还能推。使活塞式标准体积管的结构变得非常紧凑，整机的体积更小。

另外，利用滚珠丝杆副 “推”的功能，参照注射器的原理增加了一个管道回路，开发出一个新的功能做到了不需要外循环管路由活塞主动地推动实际被测液体，进行闭式循环完成对流量计进行标定。这个过程中，流体流量的大小由控制系统控制滚珠丝杆副的运动速度即可实现。这个功能有以下优点：1 体积管如果用作车载，工作中就不再需要下游段的油罐车。2 体积管如果安装在固定场合，就可使用多品种的实际液体对流量计进行标定，而且还不需要泵送系统，使其投入和使用成本大幅度降低。

四.市场和用户要求

体积管是校验流量计的基准量器，就目前国内市场而言，政府的各级技术监督部门和中石油、中石化的成品油销售和管理部门都需要。但是，为甚么使用量却不是太多？这主要是技术上被别人把住了高端，主要依赖进口所以价格太昂贵限制了普及，国内产品技术上暂时还无突破，基本还是仿造而且质量和性能还有待提高。所以，在此情况下，我们才提出了技术上有所突破和测量方式有所创新的并在安装方式上，更像普通设备安装更方便的新一代活塞式标准体积管，使其有低廉的价格和更方便的使用性能，相信一定能赢得市场。

参考文献

[1]冯长印，邢星.压紧活塞式冲击气缸[J].液压与气动，1980（02）.

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