CN101046405B - 标准体积管法流量计校验装置及其校验方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种标准体积管法流量计校验装置及其校验方法，该装置包括设置在标准体积管上的光栅尺、连接光栅尺的脉冲译码计数电路、脉冲容积检测电路以及嵌入式数据采集软件。由于不需要走完整个行程，本发明不仅可以大大提高标准体积管法校验流量计的效率、简化电路，而且使测试段的容积得到了精确修正，进一步克服了流量脉冲的不均匀性带来的误差；另外，可将测试数据提供给流量计的制造者，对流量计的线性度进行修正，以制造出高精度的流量计。

Description

标准体积管法流量计校验装置及其校验方法

【技术领域】

本发明涉及一种测量设备的校验装置及其方法，特别是涉及一种超声波为测量媒质的标准体积管法流量计校验装置及其校验方法。

【背景技术】

现有的单声道超声波流量计包括设置在管道外的一对超声波发射和接收装置和流量计发射/接收电路。一种现有技术的流量计管道是标准体积管，专门用来测量流经管道的液体流量。另外，为精确测量要求，需要标准体积管校验设备对流量计进行校验，以获得数据并对流量计进行校准。

目前已有的标准体积管校验设备，其标准段容积是固定不变的。其标准容积段所对应的流量脉冲为小数，采集和计算采用双时钟插入法。

因此，在仪表校验时，每得到一个校验数据，必须走完整个行程，浪费时间，所以工作效率比较低。特别是在做小流量校验时，更是让人无法接受。同时，其流量脉冲的采集和计算采用的双时钟插入法，电路比较复杂。

【发明内容】

为了克服现有技术标准体积管校验设备校验效率低的技术问题，本发明提供一种校验效率高且简单的标准体积管法流量计校验装置。

为了克服现有技术标准体积管校验设备校验效率低的技术问题，本发明提供一种校验效率高且简单的标准体积管法流量计校验方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：提供一种标准体积管法流量计校验装置，包括设置在标准体积管上的光栅尺、连接光栅尺的脉冲译码计数电路、脉冲容积检测电路以及管理上述电路的数据采集软件，光栅尺测量的体积管内活塞运行长度(L2-L1)，脉冲译码计数电路在该长度内获得流量脉冲数(Ns)，数据采集软件将上述数据送上位机得出被校流量计的仪表系数(K)或修正标准体积管容积(Vp)。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：提供一种标准体积管法流量计校验方法，包括步骤：A、采用光栅尺记录体积管内活塞开始运行长度(L1)；B、当活塞的运行长度与给定的光栅尺长度(L0)相等时，记录活塞终止运行长度(L2)和流量脉冲数(Ns)；C、数据送上位机得出被校流量计的仪表系数(K)：K＝(V(L2-L1)/L0)/(Ns-1)，或修正标准体积管Vp容积：Vp＝((L2-L1)/L0)×V，其中V是标准体积管的标准容积。

相对于现有技术，本发明标准体积管法流量计校验装置的有益效果是：由于不需要走完整个行程，本发明不仅可以大大提高标准体积管法校验流量计的效率、简化电路，而且使测试段的容积得到了精确修正，进一步克服了流量脉冲的不均匀性带来的误差D；另外，可将测试数据提供给流量计的制造者，对流量计的线性度进行修正，以制造出高精度的流量计。

相对于现有技术，本发明标准体积管法流量计校验方法的有益效果是：由于不需要走完整个行程，本发明不仅可以大大提高标准体积管法校验流量计的效率、简化电路，而且使测试段的容积得到了精确修正，进一步克服了流量脉冲的不均匀性带来的误差D；另外，可将测试数据提供给流量计的制造者，对流量计的线性度进行修正，以制造出高精度的流量计。

【附图说明】

图1是本发明标准体积管法流量计校验装置工作时序示意图；

图2是利用本发明标准体积管法流量计校验方法光栅尺修正标准容积的时序示意图；

图3是利用本发明标准体积管法流量计校验方法修正非均匀性误差D的时序示意图。

【具体实施方式】

本发明是在标准体积管的本体上加装能够测量长度的而且具有很高分辨率(1um)的光栅尺，并附以连接光栅尺的脉冲译码计数电路、脉冲容积检测电路以及相应的管理上述电路的嵌入式数据采集软件。所述光栅尺包括相隔一定距离的对体积管内活塞相应的两个光电开关VSW1、VSW2。

光栅尺测量出体积管内活塞运行长度(L2-L1)，脉冲译码计数电路在该长度内获得流量脉冲数(Ns)，体积管标准容积(V)是经严格标定得到的，由嵌入式数据采集软件将上述数据送上位机得出被校流量计的仪表系数(K)或修正标准体积管容积Vp。

本发明装置的工作过程是这样的：被校验的流量计装上之后，由上位工控机通过串行通讯接口将给定的体积管活塞运行长度发给体积管控制器，同时发出启动命令，使体积管开始运行，当活塞运行至光电开关VSW1时，体积管控制器开始记录活塞的运行长度，流量脉冲计数器也开始计数，并记下第一个脉冲对应的光栅尺长度(L1)，在活塞运行过程中，每发出一个流量脉冲，体积管控制器就检测一次光栅尺的长度。其信号图见附图1。当活塞的运行长度与上位机给定的光栅尺长度相等时，即到达光电开关VSW2时，体积管控制器记下最后一个流量脉冲所对应的光栅尺长度(L2)和总计的流量脉冲数(Ns)，经短暂延时之后，控制换向控制阀换向，活塞返回到起点，准备下一次校验。由于体积管的标准容积(V)和其对应的标准光栅尺长度(L0)是经过严格标定给出的，因此，很容易就可以得出被校流量计的仪表系数(K)，即：

K＝(V(L2-L1)/L0)/(Ns-1)

以上，本发明的为了得到该参数而提供了一种高效率、高精度的实现方法。

本发明不仅可以大大提高标准体积管法校验流量计的效率、简化电路，而且由于在流量测试时，用流量脉冲检测其对应的光栅尺长度(L2-L1)，并将测试段的长度定为流量脉冲不均匀性周期的整倍数，使测试段的容积(Vp)得到了精确修正(如图二所示)：

Vp＝((L2-L1)/L0)×V

并且，进一步克服了流量脉冲的不均匀性带来的误差D(如图三所示)。

该消除测量流量计不均匀性脉冲的非均匀性误差的步骤是：测得的流量脉冲数(Ns)中，当非均匀性脉冲周期为整数N时，非均匀脉冲等价于相同个数n的均匀性脉冲，设等价均匀性脉冲宽度为We，当非均匀性脉冲周期不为整数N时，非均匀脉冲不等价于相同个数n的均匀性脉冲，设非等价均匀性脉冲宽度为Wu，则非均匀性误差X为：

X％＝[(n×Wu)-(n×We)]/(n×Wu)

如果进一步研究，配以必要的软件和电路，还可以增加流量测试的范围，测试流量计输出脉冲的均匀性，或者用标准信号发生器发出的标准脉冲检验体积管的线性度，另外，也可将测试数据提供给流量计的制造者，对流量计的线性度进行修正，制造出高精度的流量计。

Claims (5)

1.一种标准体积管法流量计校验装置，其特征在于：包括：

设置在标准体积管上的光栅尺；

连接光栅尺的脉冲译码计数电路、脉冲容积检测电路；

以及管理上述电路的数据采集软件；

光栅尺测量的体积管内活塞运行长度为L2-L1，其中L1表示第一个脉冲对应的光栅尺长度，L2表示最后一个脉冲所对应的光栅尺长度，脉冲译码计数电路在该长度内获得流量脉冲数Ns，体积管标准容积V和其对应的光栅尺长度L0是用高精度的计量器具经过严格标定取得的，数据采集软件将上述数据送上位机经计算得到被校流量计的仪表系数K或修正标准体积管容积Vp，所述仪表系数K＝(V(L2-L1)/L0)/(Ns-1)，所述标准体积管容积Vp修正为Vp＝((L2-L1)/L0)×V。

2.根据权利要求1所述的标准体积管法流量计校验装置，其特征在于：所述光栅尺包括相隔一定距离的对体积管内活塞相应的两个光电开关，两个光电开关对应的是体积管在此段的标准容积V，它们之间的距离对应的是光栅尺的长度L0。

3.一种标准体积管法流量计校验方法，包括步骤：

A、利用连接光栅尺的脉冲译码计数电路，所述光栅尺包括相隔一定距离的对体积管内活塞相应的两个光电开关，将给定的光栅尺长度L0发给体积管控制器，同时发出启动命令，使体积管开始运行，当活塞运行至第一个光电开关时，体积管控制器开始记录活塞的运行长度L1，脉冲译码计数电路开始计数；

B、在活塞运行过程中，每发出一个流量脉冲，体积管控制器就检测一次光栅尺的长度，当活塞的运行长度与给定的光栅尺长度L0相等时，体积管控制器记下最后一个流量脉冲所对应的光栅尺长度L2和总计的流量脉冲数Ns；

C、采集的数据送上位机得出被校流量计的仪表系数K：

K＝(V(L2-L1)/L0)/(Ns-1)

或修正标准体积管Vp容积：

Vp＝((L2-L1)/L0)×V

其中V是标准体积管的标准容积。

4.根据权利要求3所述的标准体积管法流量计校验方法，其特征在于：当活塞的运行长度与给定的光栅尺长度L0相等时，控制换向控制阀换向，活塞返回到起点，准备下一次校验。

5.根据权利要求4所述的标准体积管法流量计校验方法，其特征在于：进一步包括测量流量计不均匀性脉冲的非均匀性误差的步骤D：测得的流量脉冲数Ns中，当非均匀性脉冲周期为整数N时，非均匀脉冲等价于相同个数n的均匀性脉冲，设等价均匀性脉冲宽度为We，当非均匀性脉冲周期不为整数N时，非均匀脉冲不等价于相同个数n的均匀性脉冲，设非等价均匀性脉冲宽度为Wu，则非均匀性误差X为：

X％＝[(n×Wu)-(n×We)]/(n×Wu)。

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