소규모 Prover는 소규모로 큰 영향력을 발휘합니다.

Jul 06, 2023

지난 몇 년 동안 미국은 하루에 약 850만 배럴의 석유를 수입(및 수출)했습니다[1]. 1배럴의 가치를 75달러(2023년 3월 1일 기준 원유 1배럴의 가격)로 가정하면, 미국의 연간 석유 거래량은 총 2,300억 달러에 이른다. 이 수치를 가정하면 석유제품 측정의 1% 오차는 연간 23억 달러에 해당한다. 따라서 이러한 측정의 정확성이 중요하다는 것은 매우 분명합니다.

생산 파이프라인을 통해 이동하는 액체의 연속 흐름을 측정하기 위해 해당 파이프라인에 계량기가 설치됩니다. 하지만 계량기를 제거하거나, 제품의 흐름을 중단하거나, 계량 공정을 중단하지 않고 계량기의 정확성을 정기적으로 확인하려면 어떻게 해야 합니까? 답은 체적 변위 증명자입니다.

많은 석유화학 설비에는 영구 파이프 프루버가 포함되어 있습니다. 파이프 프루버는 피스톤 대신 구형을 디스플레이서로 사용하는 체적 변위 프루버입니다. 일반적으로 파이프 검증기는 정확한 측정 결과를 생성하기 위해 상대적으로 큰 파이프 세그먼트가 필요하므로 대규모 설치이므로 이동 용도로는 적합하지 않습니다. 그러나 기술 발전으로 인해 이제 소규모 Prover가 실행 가능한 대안이 되었습니다. 이는 파이프 프루버보다 작으므로 모바일 구성에 사용할 수 있습니다. 따라서 SVP(Small Volume Prover)는 지역 도량형 사무소에서 사용하기에 적합합니다.

2023년 2월, NIST OWM 직원은 미시간 농무부 EC Heffron 주립 계측 연구소의 소량 증명기 교정을 관찰하도록 초대되었습니다. 목표는 주립 계측 실험실에 배포된 교정 절차에 대해 자세히 알아보고 해당 절차에서 중요한 역할을 하는 중요한 요소를 결정하는 것이었습니다. 미시간 주립 계측 연구소는 5갤런에서 30갤런까지 용량 범위에서 연간 약 15개의 SVP를 교정합니다. 이러한 증명자는 주로 석유화학 산업에서 사용됩니다.

SVP를 "볼륨 변위 증명자"라고 합니다. 체적 변위 프루버의 원리는 다소 간단합니다. 체적 변위 프루버는 용량이 알려진 파이프, 파이프를 통해 유체를 변위시키는 장치, 유체가 파이프를 통과하는 이동의 시작과 끝에 도달한 시기를 감지하는 센서로 구성됩니다.

SVP에는 그림 1에서 "A"와 "B"로 표시된 두 개의 센서가 장착된 막대가 포함되어 있습니다. 두 센서 사이의 정확한 부피는 실험실에서 SVP를 교정하는 동안 확인됩니다. 테스트 중인 미터는 미터를 통과하는 모든 볼륨 단위에 대해 펄스를 생성합니다. 프루버는 미터와 일직선으로 설치되므로 둘 다 동일한 양의 액체를 측정합니다. 프루버 내부에서는 디스플레이서(displacer)가 파이프를 통해 액체와 함께 이동합니다. 디스플레이서가 파이프의 특정 시작점인 A점을 통과하면 측정을 시작하기 위한 트리거가 제공됩니다. 그 순간부터 증명자에 연결된 측정 시스템은 미터에서 생성된 펄스를 계산하기 시작합니다. 디스플레이서가 파이프의 두 번째 지점인 B 지점을 통과하면 펄스 카운트를 중지하는 또 다른 트리거가 생성됩니다. 계기를 통해 이동하는 액체는 SVP가 동시에 측정하는 것과 동일한 액체가 아닙니다. 그러나 액체의 양은 동일합니다. 즉, A 지점에서 B 지점으로 이동한 액체의 양은 디스플레이서가 A 지점에서 B 지점으로 이동하는 데 걸린 시간 동안 미터를 통해 이동한 액체의 양과 동일합니다. A지점과 B지점 사이의 단면을 알고 있는 경우, 미리 결정된 이 볼륨은 미터기 펄스당 볼륨을 곱한 미터기로부터 수신된 펄스 수와 일치해야 합니다.

SVP는 피스톤을 디스플레이서로 사용합니다. 피스톤은 인클로저 외부에서 끝나는 샤프트에 연결됩니다. 피스톤 샤프트에는 피스톤이 샤프트를 따라 움직일 때 인접한 센서 막대의 센서를 활성화하는 트리거가 장착되어 있습니다. 센서 사이의 거리(d)는 인클로저 내의 교정된 볼륨을 정의합니다(그림 2).