ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА МАССЫ НЕФТЕПРОДУКТОВ ПРИ ОТГРУЗКЕ В ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ЦИСТЕРНАХ

Полезная модель относится к технике измерения массы нефтепродуктов при отгрузке в железнодорожных цистернах с применением весов.
Известны системы для измерения массы продукта в железнодорожных цистернах, включающие грузоприемное устройство, состоящее из одного или нескольких модулей, которые опираются на весоизмерительные датчики; микропроцессорные устройства преобразования, обработки, представления и хранения результатов измерения.
(Весы вагонные типа 7260 фирмы «METLER TOLEDO» Государственный реестр средств измерений. Регистрационный №148119-95.
Станция тактового налива светлых нефтепродуктов в железнодорожные цистерны фирмы «РRIМЕХ» с весами вагонными типа «DGW» фирмы «SCHENCK» Государственный реестр средств измерений. Регистрационный №22890-02.
ГОСТ 29329-92 «Весы для статического взвешивания. Общие технические требования).
В соответствии с нормативными документами
(ГОСТ Р8.595-2004. Государственная система обеспечения единства измерений. Масса нефти и нефтепродуктов. Общие требования к методикам выполнения измерений. МИ 1953-88. Государственная система обеспечения единства измерений. Масса народнохозяйственных грузов при бестарных перевозках. Методика выполнения измерений.)
Количество нефтепродуктов при учетных, торговых операциях и взаиморасчетах измеряется в единицах массы. При этом измерение на весах (взвешивание) считается прямым методом измерения массы (результат взвешивания принимается за значение массы продукта).
Недостатком таких устройств является то, что прямой результат измерения на весах не учитывает влияние выталкивающей силы окружающего воздуха (Архимедова сила или плавучесть цистерны), которая зависит от условий измерения,
а именно, плотности вещества гирь, применяемых при калибровке весов, плотности измеряемого вещества и плотности окружающего воздуха.
Плотность окружающего воздуха в месте измерения в свою очередь зависит от давления, температуры.
Возникающая при этом погрешность измерения массы, вызванная разным значением плотности измеряемого образца при калибровке весов (гирь) и при рабочем измерении (продукта), является систематической и с достаточной точностью может определяться, исходя из значения указанных параметров.
При создании полезной модели ставилась задача повышения точности измерения массы нефтепродуктов с целью более эффективного проведения учетно-расчетных операций при отгрузке в железнодорожных цистернах.
Указанная задача решается предлагаемой измерительной системой, включающей одно или несколько грузоприемных устройств, состоящих из одного или нескольких модулей, которые опираются на весоизмерительные датчики; микропроцессорные устройства преобразования, обработки, представления и хранения результатов измерения, в которой для достижения поставленной цели дополнительно к перечисленным устройствам введено микропроцессорное устройство для автоматизированного определения и ввода в результат взвешивания поправки, учитывающей выталкивающую силу воздуха (плавучесть цистерны) (далее поправка). Микропроцессорное устройство определения и ввода поправки принимает от измерительных приборов или с клавиатуры значения исходных параметров для расчета поправки, а именно:
- плотность измеряемого продукта при стандартных условиях,
- температуру измеряемого продукта,
- температуру окружающего воздуха,
- давление окружающего воздуха,
производит расчет и ввод поправки по известным физическим зависимостям:
г
в
п
п
в
г
kdM=((ρ-ρ)*ρ)/((ρ-ρ)*ρ)-1,
dM=W*kdM,
M=W+dM, где
kdM - коэффициент поправки к результату взвешивания
dM - поправка к результату взвешивания
W - результат взвешивания
М - масса измеряемого продукта
ρв - плотность воздуха
ρг - плотность материала гирь при градуировке весов
ρп - плотность измеряемого продукта.
ρв=0.4644*Рв/(tв+273.15), где
Рв - давление окружающего воздуха, мм рт.ст.
tв - температура окружающего воздуха, °С.
Плотность измеряемого продукта (ρп) определяется путем ввода температурной поправки в плотность продукта при стандартных условиях, определяемую при паспортизации продукта:
ρп=ρс-(1.828-0.00132*ρc)*(tп-20), где ρс - плотность продукта при 20 С, кг/м3.
В зависимости от требуемой точности вводимой поправки и возможных пределов изменения исходных параметров значения отдельных параметров могут быть приняты условно-постоянными величинами.
На Рис 1 приведена принципиальная схема конкретной реализации автоматизированной системы измерения массы при отгрузке нефтепродуктов в железнодорожных цистернах.
Устройство и функционирование системы следующее.
В микропроцессорное устройство вводятся данные (11) по заданию на отгрузку (номера и типы цистерн, дозы наполнения и др.).
Одна или несколько цистерн (1) тяговым устройством перемещения цистерн (4) устанавливаются на весовых площадках под наливными устройствами (2).
Весовые площадки опираются на тензорезисторные силовые датчики (6). Аналоговые сигналы от весовых датчиков по электрическим линиям связи передаются на микропроцессорное устройство (7) обработки сигналов весовых датчиков по каждой цистерне и представления результатов измерений.
По заданию с клавиатуры микропроцессорного устройства производится измерение и фиксация веса каждой цистерны до наполнения.
Наливные устройства (2), соединенные с трубопроводом нефтепродукта (3), опускаются в люки, и производится налив цистерн.
По наполнению цистерны освобождаются от наливных устройств и осуществляется измерение и фиксация веса каждой цистерны после наполнения. Результаты взвешивания по каждой из цистерн запоминаются на устройстве (7) и в цифровом виде по каналу (W) передаются в микропроцессорное устройство (8).
В микропроцессорное устройство (8) вводятся с клавиатуры или передаются от измерительных приборов исходные данные (ρс, tп, Рв, tв), необходимые для определения поправки к результатам взвешивания.
Микропроцессорное устройство (8) по приведенным выше физическим зависимостям определяет и вводит поправку в результат взвешивания каждой цистерны и передает данные на микропроцессорное устройство (9). Микропроцессорное устройство (9) формирует отгрузочные текстовые документы (10), ведет накопительные сведения по отгрузке и по цифровому каналу (12) передает данные в систему данных более высокого уровня.