I lievitatori per piccoli volumi hanno un grande impatto in piccolo

Jul 06, 2023

Negli ultimi anni, gli Stati Uniti hanno importato (ed esportato) circa 8,5 milioni di barili di petrolio al giorno[1]. Supponendo che un barile valga 75 dollari (il prezzo di un barile di petrolio greggio al 1° marzo 2023), la quantità di petrolio scambiato dagli Stati Uniti ammonta a un totale di circa 230 miliardi di dollari all’anno. Supponendo queste cifre, un errore dell'1% nella misurazione dei prodotti petroliferi equivale a 2,3 miliardi di dollari su base annua. È abbastanza ovvio che l’accuratezza di queste misurazioni è quindi cruciale.

Per misurare il flusso continuo di liquido che viaggia attraverso una tubazione di produzione, in tale tubazione viene installato un contatore. Ma come controllare regolarmente la precisione del contatore senza rimuovere il contatore, interrompere il flusso del prodotto o interrompere il processo di dosaggio? La risposta è un dimostratore di spostamento di volume.

Molti impianti petrolchimici contengono un sistema di prova tubi permanente. Un prover a tubo è un prover a spostamento di volume, che utilizza una sfera come dislocatore invece di un pistone. In generale, i provatubi necessitano di un segmento di tubo relativamente grande per produrre risultati di misurazione accurati e sono quindi installazioni di grandi dimensioni, non adatte all'uso mobile. Ma grazie allo sviluppo della tecnologia, i lievitatori di piccoli volumi costituiscono ora una valida alternativa. Sono più piccoli delle provette per tubi e possono quindi essere utilizzati in configurazione mobile. Ciò rende lo Small Volume Prover (SVP) adatto all'uso da parte degli uffici locali di pesi e misure.

Nel febbraio 2023, il personale del NIST OWM è stato invitato a osservare la calibrazione di un prover di piccolo volume da parte del laboratorio metrologico statale EC Heffron del Dipartimento dell'Agricoltura del Michigan. L'obiettivo era quello di saperne di più sulle procedure di calibrazione utilizzate nei laboratori metrologici statali e di determinare i fattori critici che svolgono un ruolo in tali procedure. Il laboratorio metrologico dello stato del Michigan calibra circa 15 SVP all'anno con capacità compresa tra 5 galloni e 30 galloni. Questi lievitatori sono utilizzati principalmente dall'industria petrolchimica.

Un SVP viene definito "prover di spostamento del volume". Il principio di un prover a spostamento di volume è piuttosto semplice. Un prover di spostamento di volume è costituito da un tubo con una capacità nota, un dispositivo per spostare il fluido attraverso il tubo e sensori che rilevano quando il fluido ha raggiunto l'inizio e la fine del suo percorso attraverso il tubo.

L'SVP comprende una barra dotata di due sensori come mostrato in Figura 1 come "A" e "B". Il volume esatto tra i due sensori viene verificato durante la calibrazione dell'SVP in laboratorio. Il contatore in prova genera un impulso per ogni unità di volume che passa attraverso il contatore. Il prover è installato in linea con il contatore, quindi entrambi misurano la stessa quantità di liquido. All'interno del cella, un dislocatore viaggia con il liquido attraverso il tubo. Quando il dislocatore supera un determinato punto iniziale nel tubo, punto A, viene attivato un trigger per avviare una misurazione. Da quel momento il sistema di misura collegato alla cella inizia a contare gli impulsi generati dal contatore. Quando il dislocatore supera un secondo punto nel tubo, punto B, viene generato un altro trigger per interrompere il conteggio degli impulsi. Il liquido che si muove attraverso il misuratore non è esattamente lo stesso liquido misurato contemporaneamente dall'SVP. Tuttavia, le quantità di liquido sono le stesse. Cioè, la quantità di liquido che ha viaggiato dal punto A al punto B è uguale alla quantità di liquido che ha viaggiato attraverso il misuratore durante il tempo impiegato dal dislocatore per viaggiare dal punto A al punto B. Poiché il volume esatto di se è noto il tratto tra il punto A e il punto B, questo volume predeterminato deve corrispondere al numero di impulsi ricevuti dal contatore moltiplicato per il volume per impulso del contatore.

Un SVP utilizza un pistone come dislocatore. Il pistone è collegato ad un albero che termina all'esterno della custodia. Sull'albero del pistone è montato un grilletto che attiva i sensori sulla barra sensore adiacente, mentre il pistone si muove lungo l'albero. La distanza (d) tra i sensori definisce il volume calibrato all'interno dell'involucro (Figura 2).