CN102889915A - 基于通讯的流量计和热量表非同步计量检测方法及其系统 - Google Patents

Abstract

基于通讯的流量计和热量表非同步计量检测技术和系统，包括如下步骤：（1）仪表（流量计和热量表）的微处理器成组地将累积流量和（或）累积热量连同当前时间数据存贮到数据存贮单元；（2）微处理器通过通讯电路（有线或无线）将成组数据按指令传输到标准装置计算机控制系统；标准装置在计算机控制系统控制下产生标准的累积流量和（或）累积热量和时间值；（3）标准装置计算机控制系统按预设的计算公式计算出计量检测结果。所述的系统包括标准装置计算机控制系统、传感器、微处理器。

Description

基于通讯的流量计和热量表非同步计量检测方法及其系统

技术领域

本发明涉及流量和热量计量检测领域中，流量计的流量、热量表的流量和热量计量误差检定、校准、检测的一种通用技术。

背景技术

流量计和热量表（统称仪表）计量检测时，被检测仪表安装于流量标准装置或热量标准装置（统称标准装置）中。根据计量学理论，用标准装置的显示值作为标准值，与被检测仪表的显示值进行比较，以确定被检测仪表的误差及其计量特性。这种检测技术通常要求被检测仪表的显示值（或代表其显示值的输出信号，如脉冲信号、电流信号和数字信号）和标准装置的显示值在相同的时间内取得，即是理论上能认为两者是同步的，则其流量计量误差的计算公式见式（1），热量计量误差的计算公式见式（2）。

$E_1=\frac{V_2-V_1}{V_1}\×100\%---\left(1\right)$

$E_2=\frac{Q_2-Q_1}{Q_1}\×100\%---\left(2\right)$

公式中，E₁为流量计量误差，V₁和V₂分别为标准装置和被检测仪表在相同的时间内所记录的累积流量（可以是体积流量，也可以是质量流量），E₂为热量计量误差，Q₁和Q₂分别为标准装置和被检测仪表在相同的时间内所记录的累积热量。

然而为了实现同步或近似同步，需要仪表有高响应的脉冲信号输出，或者通过延长检测时间来忽略不同步带来的附加误差。很多仪表往往不具备高响应的脉冲信号输出，同时希望通过缩短检测时间以提高效率，所以这种基于同步计量的检测技术显得难以适应。

随着电子技术和计算机技术的发展，仪表越来越多地采用数字通讯信号作为输出信号，基于同步的检测技术无法满足检测要求。本发明是针对同步计量检测存在的缺陷，在通讯方式下，引入时间参数的测量，采用修正方法实现非同步计量检测的技术。

发明内容

为了克服现有同步检测技术的上述缺点，本发明要提供一种为基于通讯的仪表在非同步条件下实现计量检测的方法及其系统。

本发明所述的基于通讯的流量计和热量表非同步计量检测方法，包括如下步骤：

步骤1，检测被检的流量计和热量表，其微处理器在将传感器测得的流量和热量信号经信号处理和数据运算，得到累积流量和累积热量；

步骤2，当微处理器将累积流量和/或累积热量数据存贮到数据存贮单元的时候，同时将这一时刻的采集至微处理器内部时钟的时间数据存贮到数据存贮单元；对于流量计，累积流量和时间形成一组一一对应的数据；对于热量表，累积流量、累积热量和时间形成一组一一对应的数据；

步骤3，仪表通过通讯电路按照指令将这一组数据传输到外部的标准装置计算机控制系统，与标准装置测得的标准值进行比较，实现流量计和热量表计量误差的检测。

步骤3中，对于流量计，按照下列程序实现流量计量误差的检测：

步骤3.1流量标准装置的计算机控制系统通过通讯电路向流量计发出计量检测开始请求，读取一组作为起始的累积流量和时间值，记为V₁和t₁；

步骤3.2，同时流量标准装置自身开展标准流量的检测，在标准时间t_s内测得了标准累积流量V_s，在经过与t_s相差不多的时间后，计算机控制系统通过通讯电路向流量计发出计量检测结束请求，并读取一组作为终止的累积流量和时间值，记为V₂和t₂，

步骤3.3，计算机控制系统系将采集到的上述数据按下列预置公式计算出被检测流量计的流量计量误差E₁，

$E_1=[\frac{t_s}{(t_2-t_1)}\·\frac{(V_2-V_1)}{V_s}-1]\×100\%---\left(3\right)$

步骤3中，对于热量表，按照下列程序实现流量和热量误差的计量检测：

步骤3.1，热量标准装置的计算机控制系统通过通讯电路向热量表发出计量检测开始请求，读取一组作为起始的累积流量、累积热量和时间值，记为V₁、Q₁和t₁；

步骤3.2，热量标准装置自身开展标准流量和标准热量的检测，在标准时间t_s内测得了标准累积流量V_s和标准累积热量Q_s，在经过与t_s相差不多的时间后，计算机控制系统通过通讯电路向热量表发出计量检测结束请求，并读取一组作为终止的累积流量、累积热量和时间值，记为V₂、Q₂和t₂；

步骤3.3，计算机控制系统将采集到的上述数据按下列预置公式计算出被检测热量表的流量计量误差E₁和热量计量误差E₂。

$E_1=[\frac{t_s}{(t_2-t_1)}\·\frac{(V_2-V_1)}{V_s}-1]\×100\%---\left(4\right)$

$E_2=[\frac{t_s}{(t_2-t_1)}\·\frac{(Q_2-Q_1)}{Q_s}-1]\×100\%---\left(5\right)$

公式（4）和公式（5）是本项发明的理论依据，与公式（1）和公式（2）相应的传统检测技术有显著不同。

由于t₂-t₁与t_s理论上并不相等，所以这样的检测过程称之为非同步计量检测。

基于通讯的流量计和热量表非同步计量检测的系统，包括标准装置计算机控制系统、用于测量流量计和热量表的流量信号和热量信号的传感器，其特征在于：所述的传感器连接微处理器，所述的微处理器包括累计所述的流量信号和热量信号得到累积流量和累积热量的累积单元、将所述的累积流量和累积热量与这一时刻的采集自微处理器内部时钟的时间数据一起存贮的数据存贮单元、通讯单元；所述的通讯单元连接所述的标准装置计算机控制系统的计算机，所述的计算机内设有流量计量误差E₁和热量计量误差E₂的计算单元，计算公式如下：

$E_1=[\frac{t_s}{(t_2-t_1)}\·\frac{(V_2-V_1)}{V_s}-1]\×100\%---\left(6\right)$

$E_2=[\frac{t_s}{(t_2-t_1)}\·\frac{(Q_2-Q_1)}{Q_s}-1]\×100\%---\left(7\right)$

其中，V₁、Q₁和t₁分别代表起始的累积流量、累积热量和时间值，

准装置自身开展标准流量和标准热量的检测，在标准时间t_s内测得了标准累积流量V_s和标准累积热量Q_s，在经过与t_s相差不多的时间后，计算机控制系统通过通讯电路向热量表发出计量检测结束请求，并读取一组作为终止的累积流量、累积热量和时间值，记为V₂、Q₂和t₂。这种技术可以与各种结构原理的标准装置相结合，广泛应用于各类带通讯流量计和热量表的计量检定、校准和检测。

本发明的技术关键是被检测仪表硬件电路设计采用微处理器，具备通讯接口，软件设计具备成组贮存累积流量、累积热量和时间数据组的功能，与标准装置的计算机控制系统通讯连接后，按指令成组传输数据，计算机控制系统按预定的公式处理数据。

本发明的优点是：解决了基于通讯的仪表在非同步条件下实现计量检测。

附图说明

图1是针对流量计的系统图。

图2是针对热量表的系统图。

具体实施方式

实施例一

参照附图1。

本实施例的对象是流量计，实施过程描述如下。

本发明所述的基于通讯的流量计和热量表非同步计量检测方法，包括如下步骤：

步骤1，检测被检的流量计和热量表，其微处理器在将传感器测得的流量和热量信号经信号处理和数据运算，得到累积流量和累积热量；

步骤2，当微处理器将累积流量和/或累积热量数据存贮到数据存贮单元的时候，同时将这一时刻的采集至微处理器内部时钟的时间数据存贮到数据存贮单元；对于流量计，累积流量和时间形成一组一一对应的数据；对于热量表，累积流量、累积热量和时间形成一组一一对应的数据；

步骤3，仪表通过通讯电路按照指令将这一组数据传输到外部的标准装置计算机控制系统，与标准装置测得的标准值进行比较，实现流量计和热量表计量误差的检测。

步骤3中，对于流量计，按照下列程序实现流量计量误差的检测：

步骤3.1流量标准装置的计算机控制系统通过通讯电路向流量计发出计量检测开始请求，读取一组作为起始的累积流量和时间值，记为V₁和t₁，

步骤3.2，同时流量标准装置自身开展标准流量的检测，在标准时间t_s内测得了标准累积流量V_s，在经过与t_s相差不多的时间后，计算机控制系统通过通讯电路向流量计发出计量检测结束请求，并读取一组作为终止的累积流量和时间值，记为V₂和t₂，

步骤3.3，计算机控制系统系将采集到的上述数据按下列预置公式计算出被检测流量计的流量计量误差E₁，

$E_1=[\frac{t_s}{(t_2-t_1)}\·\frac{(V_2-V_1)}{V_s}-1]\×100\%---\left(3\right)$

实施例二

参照附图2。

本实施例与实施例一的主要区别是仪表对象不同，本实施例针对的仪表是热量表。

实施过程描述如下。

本发明所述的基于通讯的流量计和热量表非同步计量检测方法，包括如下步骤：

步骤1，检测被检的流量计和热量表，其微处理器在将传感器测得的流量和热量信号经信号处理和数据运算，得到累积流量和累积热量；

步骤2，当微处理器将累积流量和/或累积热量数据存贮到数据存贮单元的时候，同时将这一时刻的采集至微处理器内部时钟的时间数据存贮到数据存贮单元；对于流量计，累积流量和时间形成一组一一对应的数据；对于热量表，累积流量、累积热量和时间形成一组一一对应的数据；

步骤3，仪表通过通讯电路按照指令将这一组数据传输到外部的标准装置计算机控制系统，与标准装置测得的标准值进行比较，实现流量计和热量表计量误差的检测。

步骤3中，对于热量表，按照下列程序实现流量和热量误差的计量检测：

步骤3.1，热量标准装置的计算机控制系统通过通讯电路向热量表发出计量检测开始请求，读取一组作为起始的累积流量、累积热量和时间值，记为V₁、Q₁和t₁；

步骤3.2，热量标准装置自身开展标准流量和标准热量的检测，在标准时间t_s内测得了标准累积流量V_s和标准累积热量Q_s，在经过与t_s相差不多的时间后，计算机控制系统通过通讯电路向热量表发出计量检测结束请求，并读取一组作为终止的累积流量、累积热量和时间值，记为V₂、Q₂和t₂；

步骤3.3，计算机控制系统将采集到的上述数据按下列预置公式计算出被检测热量表的流量计量误差E₁和热量计量误差E₂。

$E_1=[\frac{t_s}{(t_2-t_1)}\·\frac{(V_2-V_1)}{V_s}-1]\×100\%---\left(4\right)$

$E_2=[\frac{t_s}{(t_2-t_1)}\·\frac{(Q_2-Q_1)}{Q_s}-1]\×100\%---\left(5\right)$

实施例三

本实施例介绍使用本发明方法的系统。

基于通讯的流量计和热量表非同步计量检测的系统，包括标准装置计算机控制系统、用于测量流量计和热量表的流量信号和热量信号的传感器，其特征在于：所述的传感器连接微处理器，所述的微处理器包括累计所述的流量信号和热量信号得到累积流量和累积热量的累积单元、将所述的累积流量和累积热量与这一时刻的采集自微处理器内部时钟的时间数据一起存贮的数据存贮单元、通讯单元；所述的通讯单元连接所述的标准装置计算机控制系统的计算机，所述的计算机内设有流量计量误差E₁和热量计量误差E₂的计算单元，计算公式如下：

$E_1=[\frac{t_s}{(t_2-t_1)}\·\frac{(V_2-V_1)}{V_s}-1]\×100\%---\left(6\right)$

$E_2=[\frac{t_s}{(t_2-t_1)}\·\frac{(Q_2-Q_1)}{Q_s}-1]\×100\%---\left(7\right)$

其中，V₁、Q₁和t₁分别代表起始的累积流量、累积热量和时间值，

准装置自身开展标准流量和标准热量的检测，在标准时间t_s内测得了标准累积流量V_s和标准累积热量Q_s，在经过与t_s相差不多的时间后，计算机控制系统通过通讯电路向热量表发出计量检测结束请求，并读取一组作为终止的累积流量、累积热量和时间值，记为V₂、Q₂和t₂。

本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围的不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。

Claims (4)

1.基于通讯的流量计和热量表非同步计量检测方法，

包括如下步骤：

步骤1，检测被检的流量计和热量表，其微处理器在将传感器测得的流量和热量信号经信号处理和数据运算，得到累积流量和累积热量；

步骤2，当微处理器将累积流量和/或累积热量数据存贮到数据存贮单元的时候，同时将这一时刻的采集至微处理器内部时钟的时间数据存贮到数据存贮单元；对于流量计，累积流量和时间形成一组一一对应的数据；对于热量表，累积流量、累积热量和时间形成一组一一对应的数据；

步骤3，仪表通过通讯电路按照指令将这一组数据传输到外部的标准装置计算机控制系统，与标准装置测得的标准值进行比较，实现流量计和热量表计量误差的检测。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

步骤3中，对于流量计，按照下列程序实现流量计量误差的检测：

步骤3.1流量标准装置的计算机控制系统通过通讯电路向流量计发出计量检测开始请求，读取一组作为起始的累积流量和时间值，记为V₁和t₁；

步骤3.2，同时流量标准装置自身开展标准流量的检测，在标准时间t_s内测得了标准累积流量V_s，在经过与t_s相差不多的时间后，计算机控制系统通过通讯电路向流量计发出计量检测结束请求，并读取一组作为终止的累积流量和时间值，记为V₂和t₂；

步骤3.3，计算机控制系统系将采集到的上述数据按下列预置公式计算出被检测流量计的流量计量误差E₁，

$E_1=[\frac{t_s}{(t_2-t_1)}\·\frac{(V_2-V_1)}{V_s}-1]\×100\%---\left(3\right)$

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

步骤3中，对于热量表，按照下列程序实现流量和热量误差的计量检测：

步骤3.1，热量标准装置的计算机控制系统通过通讯电路向热量表发出计量检测开始请求，读取一组作为起始的累积流量、累积热量和时间值，记为V₁、Q₁和t₁；

步骤3.2，热量标准装置自身开展标准流量和标准热量的检测，在标准时间t_s内测得了标准累积流量V_s和标准累积热量Q_s，在经过与t_s相差不多的时间后，计算机控制系统通过通讯电路向热量表发出计量检测结束请求，并读取一组作为终止的累积流量、累积热量和时间值，记为V₂、Q₂和t₂；

步骤3.3，计算机控制系统将采集到的上述数据按下列预置公式计算出被检测热量表的流量计量误差E₁和热量计量误差E₂。

$E_1=[\frac{t_s}{(t_2-t_1)}\·\frac{(V_2-V_1)}{V_s}-1]\×100\%---\left(4\right)$

$E_2=[\frac{t_s}{(t_2-t_1)}\·\frac{(Q_2-Q_1)}{Q_s}-1]\×100\%---\left(5\right)$

4.使用如权利要求1所述的方法的系统，包括标准装置计算机控制系统、用于测量流量计和热量表的流量信号和热量信号的传感器，其特征在于：所述的传感器连接微处理器，所述的微处理器包括累计所述的流量信号和热量信号得到累积流量和累积热量的累积单元、将所述的累积流量和累积热量与这一时刻的采集自微处理器内部时钟的时间数据一起存贮的数据存贮单元、通讯单元；所述的通讯单元连接所述的标准装置计算机控制系统的计算机，所述的计算机内设有流量计量误差E₁和热量计量误差E₂的计算单元，计算公式如下：

$E_1=[\frac{t_s}{(t_2-t_1)}\·\frac{(V_2-V_1)}{V_s}-1]\×100\%---\left(6\right)$

$E_2=[\frac{t_s}{(t_2-t_1)}\·\frac{(Q_2-Q_1)}{Q_s}-1]\×100\%---\left(7\right)$

其中，V₁、Q₁和t₁分别代表起始的累积流量、累积热量和时间值，

准装置自身开展标准流量和标准热量的检测，在标准时间t_s内测得了标准累积流量V_s和标准累积热量Q_s，在经过与t_s相差不多的时间后，计算机控制系统通过通讯电路向热量表发出计量检测结束请求，并读取一组作为终止的累积流量、累积热量和时间值，记为V₂、Q₂和t₂。

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