油耗儀檢定裝置的設(shè)計(jì)

黃廣峰等

摘要：國家近幾年來積極提倡節(jié)能減排，對(duì)于汽車生產(chǎn)尤其是發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)領(lǐng)域，燃油消耗的經(jīng)濟(jì)性能測(cè)試越來越重視，因此使燃油消耗測(cè)量的整個(gè)過程形成一個(gè)完整的溯源鏈條至關(guān)重要，完備的測(cè)試設(shè)備和測(cè)試方法將使燃油消耗測(cè)量科學(xué)化、準(zhǔn)確化。

關(guān)鍵詞：機(jī)動(dòng)車；油耗儀；質(zhì)量法

中圖分類號(hào)：U467 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1674-0432（2014）-06-93-1

油耗儀是一種微小流量燃油消耗測(cè)量?jī)x，主要用于汽車等機(jī)動(dòng)車輛及發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性能測(cè)試。本文將針對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)室所使用的以質(zhì)量流量計(jì)為計(jì)量器具的油耗儀測(cè)量系統(tǒng)，設(shè)計(jì)出一套靜態(tài)質(zhì)量法流量標(biāo)準(zhǔn)裝置以滿足現(xiàn)場(chǎng)檢定的油耗儀檢定裝置。

1 檢定原理

汽車發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)室一般采用科里奧利式質(zhì)量流量作為主要計(jì)量器及其他配套設(shè)備組成的燃油消耗測(cè)量?jī)x，簡(jiǎn)稱油耗儀。

圖1 科里奧利力的形成 圖2 早期科氏力質(zhì)量流量計(jì)

2 檢定方法

針對(duì)科里奧利式質(zhì)量流量計(jì)，一般采用靜態(tài)容積法或靜態(tài)質(zhì)量法流量標(biāo)準(zhǔn)裝置進(jìn)行檢定。因現(xiàn)場(chǎng)條件的限制，在大型設(shè)備中拆除質(zhì)量流量計(jì)送達(dá)實(shí)驗(yàn)室檢定非常困難，同時(shí)由于靜態(tài)容積法存在密度測(cè)量，引入了更大的不確定度，因此本文設(shè)計(jì)的主要理念是采用便攜式靜態(tài)質(zhì)量法流量標(biāo)準(zhǔn)裝置對(duì)油耗儀進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢定。

如圖3所示：

由油耗儀出口發(fā)出油品，經(jīng)接收裝置進(jìn)入換向器，在未開始檢定時(shí)，換向器開向分流容器，待發(fā)出開始檢定命令后，換向器換向稱重容器，在一定時(shí)間間隔內(nèi)，發(fā)出停止檢定命令，換向器換向分流容器，完成一次檢定。在一定時(shí)間間隔內(nèi)，采集通過油耗儀的累計(jì)質(zhì)量流量與通過浮力修正后的電子秤采集到的質(zhì)量值相比較，計(jì)算該流量點(diǎn)下單次示值誤差。

3 裝置結(jié)構(gòu)組成

3.1 油品收集口

該收集口設(shè)計(jì)成漏斗形狀，因油耗儀流量微小，殘留量勢(shì)必一起一定的不確定度分量，故收集口盡可能小巧并與換向器之間距離盡可能短，以保證殘留量保持少并穩(wěn)定。

3.2 換向器

采用開式換向器作為換向系統(tǒng)，下游出口管路盡可能短并使油品不濺落到容器內(nèi)。因油品防爆問題，采用壓縮空氣制動(dòng)的氣動(dòng)換向器，一般采用4升壓縮空氣罐作為氣源。

3.3 容器

容器分為分流容器和稱重容器，其材質(zhì)采用耐腐蝕材料制作，要求輕質(zhì)，避免因本體質(zhì)量過大造成電子秤可用量程偏小。分流容器容積不做要求，設(shè)計(jì)為10升，稱重容器設(shè)計(jì)為5升，滿足單次累計(jì)油品量即可。

3.4 電子秤

作為該套裝置的主要標(biāo)準(zhǔn)器，其可準(zhǔn)確讀數(shù)分辨率為0.0001公斤。應(yīng)在其外部制作有機(jī)玻璃防風(fēng)護(hù)罩。

3.5 整體機(jī)構(gòu)框架

采用鋁合金搭接，輕質(zhì)便攜。

3.6 控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)分為硬件控制系統(tǒng)和軟件控制系統(tǒng)，通過PLC與人機(jī)界面有效的結(jié)合到一起。硬件控制系統(tǒng)的核心是PLC，用于發(fā)出時(shí)間頻率、采集油耗儀數(shù)據(jù)、采集電子秤數(shù)據(jù)、控制換向器換向及發(fā)出數(shù)據(jù)給人機(jī)界面。軟件控制系統(tǒng)主要通過人機(jī)界面來實(shí)現(xiàn)，通過制作控制界面來有效操作整個(gè)檢定過程并按照規(guī)程進(jìn)行示值誤差計(jì)算并輸出，也可直接通過PLC傳達(dá)給上位機(jī)實(shí)現(xiàn)軟件編程。

4 裝置的優(yōu)勢(shì)

一是可在現(xiàn)場(chǎng)有效檢定油耗儀，極大方便客戶；二是通過PLC和人機(jī)界面的結(jié)合，有效減少硬件組成，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單明了；三是該裝置不確定度可達(dá)0.05%，流量穩(wěn)定性優(yōu)于0.2%，可滿足0.2級(jí)質(zhì)量流量計(jì)及其他微小流量計(jì)的檢定校準(zhǔn)。

該裝置目前已處于研制階段，預(yù)期成果明顯，適合于向廣大計(jì)量工作者推廣，使油品消耗測(cè)量達(dá)到一個(gè)新的臺(tái)階。

作者簡(jiǎn)介：黃廣峰 ，吉林省計(jì)量科學(xué)研究院，工程師，研究方向：機(jī)動(dòng)車安檢設(shè)備自動(dòng)檢定。

摘要：國家近幾年來積極提倡節(jié)能減排，對(duì)于汽車生產(chǎn)尤其是發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)領(lǐng)域，燃油消耗的經(jīng)濟(jì)性能測(cè)試越來越重視，因此使燃油消耗測(cè)量的整個(gè)過程形成一個(gè)完整的溯源鏈條至關(guān)重要，完備的測(cè)試設(shè)備和測(cè)試方法將使燃油消耗測(cè)量科學(xué)化、準(zhǔn)確化。

關(guān)鍵詞：機(jī)動(dòng)車；油耗儀；質(zhì)量法

中圖分類號(hào)：U467 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1674-0432（2014）-06-93-1

油耗儀是一種微小流量燃油消耗測(cè)量?jī)x，主要用于汽車等機(jī)動(dòng)車輛及發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性能測(cè)試。本文將針對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)室所使用的以質(zhì)量流量計(jì)為計(jì)量器具的油耗儀測(cè)量系統(tǒng)，設(shè)計(jì)出一套靜態(tài)質(zhì)量法流量標(biāo)準(zhǔn)裝置以滿足現(xiàn)場(chǎng)檢定的油耗儀檢定裝置。

1 檢定原理

汽車發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)室一般采用科里奧利式質(zhì)量流量作為主要計(jì)量器及其他配套設(shè)備組成的燃油消耗測(cè)量?jī)x，簡(jiǎn)稱油耗儀。

圖1 科里奧利力的形成 圖2 早期科氏力質(zhì)量流量計(jì)

2 檢定方法

針對(duì)科里奧利式質(zhì)量流量計(jì)，一般采用靜態(tài)容積法或靜態(tài)質(zhì)量法流量標(biāo)準(zhǔn)裝置進(jìn)行檢定。因現(xiàn)場(chǎng)條件的限制，在大型設(shè)備中拆除質(zhì)量流量計(jì)送達(dá)實(shí)驗(yàn)室檢定非常困難，同時(shí)由于靜態(tài)容積法存在密度測(cè)量，引入了更大的不確定度，因此本文設(shè)計(jì)的主要理念是采用便攜式靜態(tài)質(zhì)量法流量標(biāo)準(zhǔn)裝置對(duì)油耗儀進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢定。

如圖3所示：

由油耗儀出口發(fā)出油品，經(jīng)接收裝置進(jìn)入換向器，在未開始檢定時(shí)，換向器開向分流容器，待發(fā)出開始檢定命令后，換向器換向稱重容器，在一定時(shí)間間隔內(nèi)，發(fā)出停止檢定命令，換向器換向分流容器，完成一次檢定。在一定時(shí)間間隔內(nèi)，采集通過油耗儀的累計(jì)質(zhì)量流量與通過浮力修正后的電子秤采集到的質(zhì)量值相比較，計(jì)算該流量點(diǎn)下單次示值誤差。

3 裝置結(jié)構(gòu)組成

3.1 油品收集口

該收集口設(shè)計(jì)成漏斗形狀，因油耗儀流量微小，殘留量勢(shì)必一起一定的不確定度分量，故收集口盡可能小巧并與換向器之間距離盡可能短，以保證殘留量保持少并穩(wěn)定。

3.2 換向器

采用開式換向器作為換向系統(tǒng)，下游出口管路盡可能短并使油品不濺落到容器內(nèi)。因油品防爆問題，采用壓縮空氣制動(dòng)的氣動(dòng)換向器，一般采用4升壓縮空氣罐作為氣源。

3.3 容器

容器分為分流容器和稱重容器，其材質(zhì)采用耐腐蝕材料制作，要求輕質(zhì)，避免因本體質(zhì)量過大造成電子秤可用量程偏小。分流容器容積不做要求，設(shè)計(jì)為10升，稱重容器設(shè)計(jì)為5升，滿足單次累計(jì)油品量即可。

3.4 電子秤

作為該套裝置的主要標(biāo)準(zhǔn)器，其可準(zhǔn)確讀數(shù)分辨率為0.0001公斤。應(yīng)在其外部制作有機(jī)玻璃防風(fēng)護(hù)罩。

3.5 整體機(jī)構(gòu)框架

采用鋁合金搭接，輕質(zhì)便攜。

3.6 控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)分為硬件控制系統(tǒng)和軟件控制系統(tǒng)，通過PLC與人機(jī)界面有效的結(jié)合到一起。硬件控制系統(tǒng)的核心是PLC，用于發(fā)出時(shí)間頻率、采集油耗儀數(shù)據(jù)、采集電子秤數(shù)據(jù)、控制換向器換向及發(fā)出數(shù)據(jù)給人機(jī)界面。軟件控制系統(tǒng)主要通過人機(jī)界面來實(shí)現(xiàn)，通過制作控制界面來有效操作整個(gè)檢定過程并按照規(guī)程進(jìn)行示值誤差計(jì)算并輸出，也可直接通過PLC傳達(dá)給上位機(jī)實(shí)現(xiàn)軟件編程。

4 裝置的優(yōu)勢(shì)

一是可在現(xiàn)場(chǎng)有效檢定油耗儀，極大方便客戶；二是通過PLC和人機(jī)界面的結(jié)合，有效減少硬件組成，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單明了；三是該裝置不確定度可達(dá)0.05%，流量穩(wěn)定性優(yōu)于0.2%，可滿足0.2級(jí)質(zhì)量流量計(jì)及其他微小流量計(jì)的檢定校準(zhǔn)。

該裝置目前已處于研制階段，預(yù)期成果明顯，適合于向廣大計(jì)量工作者推廣，使油品消耗測(cè)量達(dá)到一個(gè)新的臺(tái)階。

作者簡(jiǎn)介：黃廣峰 ，吉林省計(jì)量科學(xué)研究院，工程師，研究方向：機(jī)動(dòng)車安檢設(shè)備自動(dòng)檢定。

摘要：國家近幾年來積極提倡節(jié)能減排，對(duì)于汽車生產(chǎn)尤其是發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)領(lǐng)域，燃油消耗的經(jīng)濟(jì)性能測(cè)試越來越重視，因此使燃油消耗測(cè)量的整個(gè)過程形成一個(gè)完整的溯源鏈條至關(guān)重要，完備的測(cè)試設(shè)備和測(cè)試方法將使燃油消耗測(cè)量科學(xué)化、準(zhǔn)確化。

關(guān)鍵詞：機(jī)動(dòng)車；油耗儀；質(zhì)量法

中圖分類號(hào)：U467 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1674-0432（2014）-06-93-1

油耗儀是一種微小流量燃油消耗測(cè)量?jī)x，主要用于汽車等機(jī)動(dòng)車輛及發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性能測(cè)試。本文將針對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)室所使用的以質(zhì)量流量計(jì)為計(jì)量器具的油耗儀測(cè)量系統(tǒng)，設(shè)計(jì)出一套靜態(tài)質(zhì)量法流量標(biāo)準(zhǔn)裝置以滿足現(xiàn)場(chǎng)檢定的油耗儀檢定裝置。

1 檢定原理

汽車發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)室一般采用科里奧利式質(zhì)量流量作為主要計(jì)量器及其他配套設(shè)備組成的燃油消耗測(cè)量?jī)x，簡(jiǎn)稱油耗儀。

圖1 科里奧利力的形成 圖2 早期科氏力質(zhì)量流量計(jì)

2 檢定方法

針對(duì)科里奧利式質(zhì)量流量計(jì)，一般采用靜態(tài)容積法或靜態(tài)質(zhì)量法流量標(biāo)準(zhǔn)裝置進(jìn)行檢定。因現(xiàn)場(chǎng)條件的限制，在大型設(shè)備中拆除質(zhì)量流量計(jì)送達(dá)實(shí)驗(yàn)室檢定非常困難，同時(shí)由于靜態(tài)容積法存在密度測(cè)量，引入了更大的不確定度，因此本文設(shè)計(jì)的主要理念是采用便攜式靜態(tài)質(zhì)量法流量標(biāo)準(zhǔn)裝置對(duì)油耗儀進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢定。

如圖3所示：

由油耗儀出口發(fā)出油品，經(jīng)接收裝置進(jìn)入換向器，在未開始檢定時(shí)，換向器開向分流容器，待發(fā)出開始檢定命令后，換向器換向稱重容器，在一定時(shí)間間隔內(nèi)，發(fā)出停止檢定命令，換向器換向分流容器，完成一次檢定。在一定時(shí)間間隔內(nèi)，采集通過油耗儀的累計(jì)質(zhì)量流量與通過浮力修正后的電子秤采集到的質(zhì)量值相比較，計(jì)算該流量點(diǎn)下單次示值誤差。

3 裝置結(jié)構(gòu)組成

3.1 油品收集口

該收集口設(shè)計(jì)成漏斗形狀，因油耗儀流量微小，殘留量勢(shì)必一起一定的不確定度分量，故收集口盡可能小巧并與換向器之間距離盡可能短，以保證殘留量保持少并穩(wěn)定。

3.2 換向器

采用開式換向器作為換向系統(tǒng)，下游出口管路盡可能短并使油品不濺落到容器內(nèi)。因油品防爆問題，采用壓縮空氣制動(dòng)的氣動(dòng)換向器，一般采用4升壓縮空氣罐作為氣源。

3.3 容器

容器分為分流容器和稱重容器，其材質(zhì)采用耐腐蝕材料制作，要求輕質(zhì)，避免因本體質(zhì)量過大造成電子秤可用量程偏小。分流容器容積不做要求，設(shè)計(jì)為10升，稱重容器設(shè)計(jì)為5升，滿足單次累計(jì)油品量即可。

3.4 電子秤

作為該套裝置的主要標(biāo)準(zhǔn)器，其可準(zhǔn)確讀數(shù)分辨率為0.0001公斤。應(yīng)在其外部制作有機(jī)玻璃防風(fēng)護(hù)罩。

3.5 整體機(jī)構(gòu)框架

采用鋁合金搭接，輕質(zhì)便攜。

3.6 控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)分為硬件控制系統(tǒng)和軟件控制系統(tǒng)，通過PLC與人機(jī)界面有效的結(jié)合到一起。硬件控制系統(tǒng)的核心是PLC，用于發(fā)出時(shí)間頻率、采集油耗儀數(shù)據(jù)、采集電子秤數(shù)據(jù)、控制換向器換向及發(fā)出數(shù)據(jù)給人機(jī)界面。軟件控制系統(tǒng)主要通過人機(jī)界面來實(shí)現(xiàn)，通過制作控制界面來有效操作整個(gè)檢定過程并按照規(guī)程進(jìn)行示值誤差計(jì)算并輸出，也可直接通過PLC傳達(dá)給上位機(jī)實(shí)現(xiàn)軟件編程。

4 裝置的優(yōu)勢(shì)

一是可在現(xiàn)場(chǎng)有效檢定油耗儀，極大方便客戶；二是通過PLC和人機(jī)界面的結(jié)合，有效減少硬件組成，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單明了；三是該裝置不確定度可達(dá)0.05%，流量穩(wěn)定性優(yōu)于0.2%，可滿足0.2級(jí)質(zhì)量流量計(jì)及其他微小流量計(jì)的檢定校準(zhǔn)。

該裝置目前已處于研制階段，預(yù)期成果明顯，適合于向廣大計(jì)量工作者推廣，使油品消耗測(cè)量達(dá)到一個(gè)新的臺(tái)階。

作者簡(jiǎn)介：黃廣峰 ，吉林省計(jì)量科學(xué)研究院，工程師，研究方向：機(jī)動(dòng)車安檢設(shè)備自動(dòng)檢定。