飛機加油車流量計在線檢定技術研究

羅耿，王欣，劉波，于強，張小凡

（北京航空工程技術研究中心，北京 100076）

飛機加油車是用于在機場外場對各類飛機進行燃料油加注的油料裝備，裝載加注油品為航空煤油或噴氣燃料，具有油料質量和計量準確性要求高的特點。根據調研情況，目前飛機加油車車載流量計主要為容積式刮板流量計，小部分裝配羅茨流量計或腰輪流量計，大部分流量計為進口，近期新購置加油車開始裝配國產流量計，準確度均為0.2%。按照JJG 667-2010《液體容積式流量計》檢定規程，此類高精度容積式流量計檢定周期為半年。加之機場飛機加油車數量較多，因此流量計檢定工作需求量較大，檢定工作頻繁。

本文針對飛機加油車流量計現場檢定業務需求，研究了容積式流量計現場在線檢定技術，設計出規范、通用的現場在線檢定系統，滿足了飛機加油車流量計現場檢定工作需求，提高了機場油料流量計量檢定工作效率。

1 無法定期送檢的主要原因

我國大部分流量計量儀表采用將被檢流量計從實際使用系統拆下，送至檢定機構進行檢定，即離線檢定的方式。離線檢定方式存在一些不足，使得其不適用于機場油料保障行業的特殊情況，并在一定程度上影響了流量計的及時、準確、有效檢定。飛機加油車車載流量計安裝于機動油料裝備，不便于經常拆卸送檢，主要原因如下。

1.1 影響機場日常油料保障

飛機加油車流量計檢定周期為半年，平均每批次流量計送檢需耗時30天左右，且大多數機場距檢定實驗室較遠，每半年拆裝送檢流量計，會對機場日常和應急油料保障工作造成較大影響。

1.2 影響機場安全作業

機場在用流量計主要用于計量航空煤油等易燃易爆介質，拆裝流量計的過程中會出現油料的跑冒滴漏的現象，且送檢完成自行安裝后不易保證流量計連接處的密封性，流量計的拆裝過程難免會造成安全隱患，且會污染環境，又會造成少量的油料損耗。

1.3 檢定環境差異影響檢定結果準確性

流量計拆卸送至試驗室檢定，一般不會用油進行檢定，被測介質、溫度、壓力、安裝等參數與實際作業時的工作條件差別很大，且在飛機加油車實際工作過程中，會引入振動等因素，在實驗室狀態下檢定合格的流量計，并不能充分保證實際作業時的準確度。

1.4 影響油品質量

飛機用航空煤油對油品質量要求較高，油品中水分、雜質、顆粒物等含量均有較高標準要求。流量計拆裝及實驗室檢定過程中，以及用水等介質通過流量計檢定時，水份雜質會附著在流量計中，再次使用時會對飛機加油車油料造成污染，影響飛機加油車加注油料的質量。

1.5 水檢會銹蝕流量計

目前我國大多數流量計量檢定機構均采用水為介質進行檢定，檢定過的流量計如不及時進行清理維護，極易形成流量計內部銹蝕，影響流量計的計量性能，甚至毀壞流量計。頻繁拆裝送檢流量計，也會影響流量計的使用壽命和計量準確度，且可能損壞流量計及其附件。

1.6 檢定費用問題

流量計的送檢需要一定的費用，但目前大部分油料單位并沒有固定的流量計檢定經費，這也在較大程度上制約了流量計的按時送檢。且相關單位開展流量計檢定服務采購流程較為繁瑣，通常要進行招標、詢價等流程，在一定程度上制約了流量計檢定的時效性。

2 流量計的在線檢定

通過上述現狀及原因的分析，機場油料保障流量計量儀表宜采用現場實流檢定，即在線檢定的方式，可很好地解決送檢方式存在的各種問題。

流量計的在線檢定，是將計量標準裝置串聯接入被檢流量計工作管路，形成無旁路流出的回路，油料依次流經被檢流量計和計量標準裝置，通過相應計算，即可確定被檢流量計的計量性能。

在線檢定方式屬于現場實流檢定，在線液體即流量計實際工作時計量的液體，檢定過程可消除被測液體物性參數差異引起的計量誤差，確保流量計的使用準確度。在線檢定時不需對被檢流量計進行拆卸，可避免拆裝流量計帶來的一系列問題，并能節省流量計拆裝、運輸、送檢的諸多費用，具有不影響機場油料保障、可保證有效準確度、安全性高、不污染航空油料、不損壞流量計、高效經濟的多種特點。

對工作場所的流量計進行現場在線檢定，需使用可移動的計量檢定設備。針對機場大量流量計在線檢定的迫切需求，本文設計了飛機加油車流量計在線檢定技術和檢定系統，可實現對常見油料保障場所流量計的快速巡回現場檢定。

3 檢定系統設計

3.1 計量原理概述

目前，用于檢定流量計量儀表的方法分為容積法、稱量法、體積管法和標準表法四種。

（1）容積法

流經待檢儀表的流體注入一定容積的標準量器，記錄下注滿量器的時間，即可得到實際流量值，然后將實際流量值與待檢儀表的量值進行比較。容積法檢定的優點是制造容易，準確度高。缺點是檢定大流量儀表時，標準量器外形尺寸也相應增大，移動困難，容易變形，因此不適合移動式檢定車的大流量儀表的檢定。

（2）稱量法

使用標準稱稱量一定時間內流過待檢儀表流體的質量得到質量流量，然后與被檢儀表進行比較。該方法的優點是：稱量精度高，不受溫度影響，可直接得出質量。缺點是用來裝載流體的容器體積要與被檢儀表的流量范圍相適應，不適合檢定大流量計量儀表。另外標準稱的安裝有水平要求，測得的質量值與機場現有的容積式儀表還有一個密度換算關系。該方法多用于質量流量計的檢定。

（3）體積管法

標準體積管與被檢儀表串聯在管路系統中，將流過標準體積管的流體體積與被檢儀表的讀數進行比較。由汽車底盤、體積管、車廂、電纜卷盤及供電系統、金屬軟管、隨車吊、工具箱、軟管安放架等組成。該方法的優點是計量準確度高、重復性好、自動化程度高、檢定量程寬；體積管本身的檢定周期長為3年，用標準罐即可檢定，檢定方法簡單。缺點是價格昂貴、使用運行成本高、維護要求高，需要外接380V交流電源。

（4）標準表法

標準表與被檢表串聯在管路系統中，按照檢定規程通過一定量的流體，將標準表的讀數與被檢表的讀數進行比較。標準表法的優點是計量準確度較高（可達到0.1%），重復性好，成本較低，系統結構緊湊，適合車載安裝使用要求。缺點是單臺標準表量程較窄，擴大量程時需要將多臺標準表組合使用，標準表本身檢定周期為半年，周期短，需要在試驗室進行檢定，對檢定設備要求較高。

綜合考慮系統計量準確度、便捷性、成本等因素，本文按照標準表法進行設計。

3.2 系統組成及布局

主要由汽車底盤、標準表、標準容器、消氣過濾器、閥門、管道、儲氣罐、檢測儀表和控制系統等組成，另外配備檢修箱。檢測部分裝于一個撬板上，然后固定安裝在汽車底盤上。檢定系統分為標準流量計和標準容器檢定裝置，能檢測的流量計口徑從40～150mm，流量從6.4～165m3/h。標準容器容量為100L，用來專檢加油機。配備的消氣過濾器，用于消除管道內的氣體和雜質。配備的儲氣罐用于管路放空時提供壓縮空氣。

3.3 系統工藝流程

系統工藝流程設計如圖1所示，主要具備流量計檢定流程、加油機檢定流程和放空流程。

圖1 系統流程設計

（1）DN150流量計檢定：軟管接頭接入被檢流量計下游的管路系統。低流量檢定點時（流量小于DN100標準流量計的檢定范圍），球閥1、3、5開啟，球閥2、4、6關閉，蝶閥9調節流量。高流量檢定點時（流量超出DN100標準流量計的檢定范圍），球閥1、3、4、5、6開啟，球閥2、7、8關閉，蝶閥9調節流量，油料同時通過DN80和DN100的標準流量計，實現對DN150流量計的檢定。

（2）DN100流量計檢定：如被檢流量計管路系統出口為鶴管，則將鶴管連接器與鶴管連接，球閥2、3、5開啟，球閥1、4、6關閉，蝶閥9調節流量。如被檢流量計管路系統出口為CRJ接頭，則通過軟管接頭配相應的轉換接頭與管路系統連接，球閥1、3、5開啟，球閥2、4、6關閉，蝶閥9調節流量。

（3）DN80流量計檢定：如被檢流量計管路系統出口為鶴管，則將鶴管連接器與鶴管連接，球閥2、4、7開啟，球閥1、3、6、8關閉，蝶閥10調節流量。如被檢流量計管路系統出口為CRJ接頭或飛機壓力加油接頭，則通過軟管接頭配相應的轉換接頭與管路系統連接，球閥1、4、7開啟，球閥2、3、6、8關閉，蝶閥10調節流量。

（4）DN40流量計檢定：軟管接頭接入被檢流量計下游的管路系統，球閥1、4、8開啟，球閥2、3、6、7關閉，蝶閥10調節流量。

（5）加油機檢定：加油槍注入標準容器。具體過程按照加油機檢定規程進行。

3.4 測控系統設計

測控系統主要用于對被檢表數據的比較評定、誤差分析、出具檢驗報告等，安裝在車載控制盤中，控制盤上設有數字按鍵，閥門控制按鈕等。使用中顯示屏顯示出檢測點的瞬時流量、流體的溫度、壓力、一次檢測的累積量。在測控過程中由各儀表、閥門輸出信號到控制盤，并由控制盤中的PLC的高速計數模塊對流量計輸出的流量脈沖信號進行計數并由PLC進行操控、運算，并將運算處理結果傳送至控制盤上的液晶顯示屏顯示出檢測結果，再由車載筆記本電腦從PLC中讀入各存檔數據進行運算和處理，最終得出檢定結果并輸出至打印機進行報表打印。

測控系統由車載筆記本電腦、車載控制盤（PLC、中文顯示屏、電源、通訊設備、主板、接線端子等）、TCP/IP通訊模塊、網絡設備、打印輸出設備和相應的數據采集、處理和控制軟件組成。另外系統預留網絡接口，采用開放式設計，局域網內計算機可作為客戶端訪問標定主機系統，查詢標定數據。

4 結語

本文通過對機場油料計量儀表檢定現狀的調研分析，結合國家對流量儀表檢定的要求，提出了研制的具體技術路線，完成了流量計在線檢定系統設計。系統研制生產并配備機場后，能有效解決機場現有油料計量設備超過規定的檢定期限，無法保證計量準確度的問題，促進機場油料計量正規化、法制化建設，確保油料的規范合理使用，將產生顯著的經濟效益，提高油料加注、使用管理的效率和綜合保障能力，對實現飛行油料高效精細保障具有重要意義。