CN103759793A - 气体流量计检定装置及检定方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气体流量计检定装置及检定方法。该气体流量计检定装置，包括：气罐，内部布设有温度/湿度变送器和大气压力变送器；标准质量流量计，与气罐的进气端连接，并在连接管路上布设有电磁阀和调节阀；被检气体流量计，与气罐的出气端连接。该气体流量计检定方法步骤简单合理，采用科里奥利标准质量流量计做为标准，与调节阀结合，无级调节所需的流量值，解决了音速文丘里喷嘴检定装置不能得到任意流量值的缺点，并且气体状态参数测量少，体积小，效率、可靠性和准确性均高。

Description

气体流量计检定装置及检定方法

技术领域

本发明涉及气体流量计检定领域，特别涉及一种气体流量计检定装置及检定方法。

背景技术

气体流量计的测量指标需要经过与标准流量比较而获确定。生产完成后的流量计要经过标定，符合出厂指标后才可出厂销售；使用中的流量计要周期性检定或校准，以确保其准确。检定装置可产生标准的实际流量，可作为流量的标准值，供被检流量计的流量值与之比较参考，确定误差大小，以判定被检定流量计是否符合其标称的精度指标。

现有的气体流量计检定装置有：①钟罩式气体流量检定装置；②音速文丘里喷嘴检定装置；③标准表直接比较法检定装置。

①钟罩式气体流量检定装置的工作原理是，把气体通过动力装置注入装置的钟罩内，钟罩内的气体在钟罩的自重力作用下，通过排气管、节流阀、被检流量计排出，使被检流量计在有稳定的气流下进行测量并显示气流的流量值。把被检流量计显示值，与钟罩内气体体积的减少量和相对应的消耗时间计算得到的标准流量值进行比较，计算出被检流量计的的误差。不同流量值通过一个调节阀调整得到。

②音速文丘里喷嘴检定装置的工作原理是：利用音速文丘里喷嘴在喷嘴前后气体压力差达到特定的临界点后，质量流量恒定不变的特性，得到稳定的流量值作为标准值。此流体同时流过与之串接的被检流量计，被检流量计显示对该流体的测量值，通过与标准值的比较，得到被检流量计误差。不同流量值通过不同的音速文丘里喷嘴组合得到。

③标准表直接比较法检定装置工作原理是：用动力使气体流过串接在同一管路中的标准流量计和被检流量计，通过比较两个示值的大小得到被检表的误差。不同流量值通过一个调节阀调整得到。

上述①方法每个检定进程为保证标准流量的精确，都要保证有一定量的气体消耗量，消耗时间的采样依设计的不同，为保证精度，也要保证有一定的时间间隔，所以一次注入空气一般只能完成一个流量点的检定，而注气过程也要消耗时间，每次进程结束后才能计算得到结果。每个流量点调节又花费一个甚至多个进程的时间。由此决定了此方法的效率低下，同时存在造价高体积大的缺点，其优点是精度高、稳定性高、重复性好。。

上述②方法检定气体流量计需要监测气体的多个位置气体状态的参数如压力、温度、湿度，这些参数的测量误差影响到标准气体流量值的精度。使检定结果的不确定度较大。同时存在结构复杂，计算复杂，附件较多，造价较高的缺点。同时每一音速文丘里喷嘴为一固定的流量值，一组音速文丘里喷嘴组合的流量值有限，不能调节为最大量程下任意的流量值。

上述③方法最为简单，但缺点也很明显：精度难以提高，符合高精度标准表要求的极为难找；不同量程的被检表需要配相对应量程的标准表才能覆盖，稳定性不高，重复性不如①②的方法，每个流量点的调节也占用进程时间，不利于提高效率。

发明内容

本发明是为了克服上述现有技术中缺陷，提供了一种步骤简单合理，采用科里奥利标准质量流量计做为标准，与调节阀结合，无级调节所需的流量值，解决了音速文丘里喷嘴检定装置不能得到任意流量值的缺点，并且气体状态参数测量少，体积小，效率、可靠性和准确性均高的气体流量计检定装置及检定方法。

为达到上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种气体流量计检定装置，包括：

气罐，内部布设有温度/湿度变送器和大气压力变送器；

标准质量流量计，与气罐的进气端连接，并在连接管路上布设有电磁阀和调节阀；

被检气体流量计，与气罐的出气端连接。

上述技术方案中，该气体流量计检定装置采用压缩空气做气源。

上述技术方案中，标准质量流量计采用科里奥利标准质量流量计。

上述技术方案中，标准质量流量计通过三个支路与气罐的进气端连接，各个支路上均布设有电磁阀和调节阀。

根据本发明的另一个方面，提供了一种气体流量计检定方法，包括如下步骤：

计算机通过通讯端口向电磁阀控制模块发出电磁阀开启命令，使得高压气体进入气罐；

通过装在气罐内的温度/湿度变送器和大气压力变送器测量出气体的状态参数并变换成与参数对应的电流或电压信号；所述电流或电压信号输入到电压测量模块完成温度、湿度、压力的测量并由计算机通过通讯端口读出，再由计算机内的数据处理程序计算出罐内气体的密度，此密度值与由计算机通过通讯端口向科里奥利标准质量流量计取得的质量流量值计算，得到标准的气体体积流量；

气罐内气体通过管路流过被检气体流量计，对流过管内的气体流量进行测量并得到测量值，计算机把采集到的被检表测量值与标准值进行比较运算，得到本次测量误差和相应的实时不确定度。

上述技术方案中，电磁阀为三个，计算机通过通讯端口向电磁阀控制模块发出命令，选择一个或多个电磁阀开启，使得相应的支路流过高压气体进入气罐，三个电磁阀分别在各自打开时对应被检气体流量计的20%、40%、60%量程。

上述技术方案中，被检流量计得到测量值由计算机读出或由检定人读得再输入计算机。

上述技术方案中，还包括：计算机根据操作者指令对已存在数据的检定记录，调用证书模板，输出由操作者选定的被检流量计的检定证书。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：该气体流量计检定方法步骤简单合理，采用科里奥利标准质量流量计做为标准，与调节阀结合，无级调节所需的流量值，解决了音速文丘里喷嘴检定装置不能得到任意流量值的缺点，并且气体状态参数测量少，体积小，效率、可靠性和准确性均高。

附图说明

图1为本发明的气体流量计检定装置的结构示意图；

图2为本发明的气体流量计检定方法的流程图；

附图标记说明：

1-气罐，11-温度/湿度变送器，12-大气压力变送器，2-科里奥利标准质量流量计，21-电磁阀，22-调节阀，3-被检气体流量计，4-计算机，5-电磁阀控制模块，6-电压测量模块。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。需要理解的是，本发明的以下实施方式中所提及的“上”、“下”、“左”、“右”、“正面”和“反面”均以各图所示的方向为基准，这些用来限制方向的词语仅仅是为了便于说明，并不代表对本发明具体技术方案的限制。

本发明的气体流量计检定方法步骤简单合理，采用科里奥利标准质量流量计做为标准，与调节阀结合，无级调节所需的流量值，解决了音速文丘里喷嘴检定装置不能得到任意流量值的缺点，并且气体状态参数测量少，体积小，效率、可靠性和准确性均高。

以下详细的描述通过举例但非限制的方式说明了本公开，应该明白的是本公开的各种方面可被单独的实现或者与其他方面结合的实现。本说明书清楚的使本领域的技术人员能够制造并使用我们相信为新的且非显而易见的改进，描述了若干实施例、变通方法、变型、备选方案以及系统应用，包括当前被认为是执行本说明书中描述的发明原理的最好模式。当描述元件或特征和/或实施例时，冠以“一”“一个”“该”和“所述”旨在表示具有元件或特征中的一个或多个。术语“包括”“包含”和“具有”旨在为包括性的，并表示在那些具体描述的元件或特征以外还具有额外的元件或特征。

如图1所示（箭头代表气体流动方向），该气体流量计检定方法通过计算机程序控制检定装置实现气体流量计的检定，检定装置包括：气罐1，以及与气罐1进气端、出气端分别连接的科里奥利标准质量流量计2、被检气体流量计3。气罐1内布设有温度/湿度变送器11和大气压力变送器12，用于测量出气体的状态参数并变换成与参数对应的电流或电压信号，该电流或电压信号输入到电压测量模块6完成温度、湿度、压力的测量并由计算机4通过通讯端口读出。科里奥利标准质量流量计2通过三个支路与气罐1进气端连接，各个支路上均布设有电磁阀21和调节阀22，电磁阀21通过计算机4的通讯端口向电磁阀控制模块5发出命令，选择一个或多个电磁阀21开启，使得相应的支路流过高压气体进入气罐1。该检定装置采用工业生产所用的稳定的压缩空气作为检定介质，用科里奥利质量流量计作为标准，高压的气源流过科里奥利标准质量流量计后，进入三个调节阀和电磁阀支路，使得相应的支路流过高压气体进入气罐。罐内气体再通过管路流过被检气体流量计，被检流量计对流过管内的气体流量进行测量并得到测量值，此测量值可由计算机读出或由检定人没读得再输入计算机。根据流体连续性原理，被检气体流量计测量的气体流量实际值即是标准的气体体积流量；计算机把采集到的被检表测量值与标准值进行比较运算，得到本次测量误差和相应的实时不确定度。该气体流量计检定方法采用科里奥利标准质量流量计做为标准，与调节阀结合，无级调节所需的流量值，解决了音速文丘里喷嘴检定装置不能得到任意流量值的缺点，并且气体状态参数测量少，体积小，效率、可靠性和准确性均高。

如图2所示，该气体流量计检定方法的检定过程如下：

首先，计算机通过通讯端口向电磁阀控制模块发出命令，选择一个或多个电磁阀21开启，使得相应的支路流过高压气体进入气罐1。其中，三个电磁阀21分别在各自打开时对应被检气体流量计3的20%、40%、60%量程，通过组合即可得到另外的80%、100%、120%量程；每一种量程的被检流量计在第一次检定时，由三个电磁阀所在的支路前的调节阀分别调定一个流量点20%、40%、60%即可得到所有检定要求的流量点，第二个开始，无需再做这一步骤，各检定点的流量均由计算机通过电磁阀控制模块快速切换，在同量程被检流量计批量检定时，可得到极高检定效率。

其次，高压气体进入气罐1后，被降低为常压并稳定，通过装在气罐内的温度/湿度变送器11和大气压力变送器12测量出气体的状态参数并变换成与参数对应的电流或电压信号；变送器的电流或电压信号输入到电压测量模块(优选的，电压测量模块采用研华自动控制科技有限公司4017模块)完成温度、湿度、压力的测量并由计算机通过通讯端口读出，再由计算机内的数据处理程序计算出罐内气体的密度，此密度值与由计算机通过通讯端口向科里奥利标准质量流量计取得的质量流量值计算，得到标准的气体体积流量。采用工业上所用的压缩空气做气源，可连续进行检定，没有了钟罩式气体流量检定装置要间歇性注气的过程，可大为提高效率。本装置采用科里奥利标准质量流量计2做为标准，与调节阀22结合，可无级调节所需的流量值，解决了音速文丘里喷嘴检定装置不能得到任意流量值的缺点，并且气体状态参数测量只有三个，比音速文丘里喷嘴检定装置少一倍多，体积也更小，整个装置可靠性更高和准确。另外,科里奥利标准质量流量计具有高精度和长期稳定性,有效量程宽,单个科里奥利标准质量流量计即可覆盖极宽的被检流量计量程。不需要为不同量程的被检流量计配备相对应的标准流量计。

再次，气罐1内气体通过管路流过被检气体流量计3，被检流量计对流过管内的气体流量进行测量并得到测量值，此测量值可由计算机读出或由检定人读得再输入计算机。根据流体连续性原理，被检气体流量计测量的气体流量实际值即是标准的气体体积流量。

最后，计算机把采集到的被检表测量值与标准值进行比较运算，得到本次测量误差和相应的实时不确定度。没有人为的计算过程，所有数据处理由计算机程序采集、计算完成，对防止人为错误和减轻检定人员的劳动强度有利。没有了钟罩式气体流量检定装置体积大，空间占用多,造价高的缺点。

重复上述过程，完成检定规程要求的20%、40%、60%、80%、100%各流量点，并可根据实际要求检测到120%流量点。然后，计算机自动根据数据判断被检流量计测量指标合格与否，并根据操作者指令决定对所得结果数据执行保存与否的操作。计算机根据操作者指令对已存在数据的检定记录，调用证书模板，输出由操作者选定的被检流量计的检定证书。

综上，该气体流量计检定方法步骤简单合理，采用科里奥利标准质量流量计做为标准，与调节阀结合，无级调节所需的流量值，解决了音速文丘里喷嘴检定装置不能得到任意流量值的缺点，并且气体状态参数测量少，体积小，效率、可靠性和准确性均高。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种气体流量计检定装置，其特征在于，包括：

气罐，内部布设有温度/湿度变送器和大气压力变送器；

标准质量流量计，与所述气罐的进气端连接，并在连接管路上布设有电磁阀和调节阀；

被检气体流量计，与所述气罐的出气端连接。

2.根据权利要求1所述的气体流量计检定装置，其特征在于：该气体流量计检定装置采用压缩空气做气源。

3.根据权利要求1所述的气体流量计检定装置，其特征在于：所述标准质量流量计采用科里奥利标准质量流量计。

4.根据权利要求1或2所述的气体流量计检定装置，其特征在于：所述标准质量流量计通过三个支路与气罐的进气端连接，各个支路上均布设有电磁阀和调节阀。

5.一种应用如权利要求1至4所述的气体流量计检定装置的检定方法，其特征在于：包括如下步骤：

计算机通过通讯端口向电磁阀控制模块发出电磁阀开启命令，使得高压气体进入气罐；

通过装在气罐内的温度/湿度变送器和大气压力变送器测量出气体的状态参数并变换成与参数对应的电流或电压信号；所述电流或电压信号输入到电压测量模块完成温度、湿度、压力的测量并由计算机通过通讯端口读出，再由计算机内的数据处理程序计算出罐内气体的密度，此密度值与由计算机通过通讯端口向科里奥利标准质量流量计取得的质量流量值计算，得到标准的气体体积流量；

气罐内气体通过管路流过被检气体流量计，对流过管内的气体流量进行测量并得到测量值，计算机把采集到的被检表测量值与标准值进行比较运算，得到本次测量误差和相应的实时不确定度。

6.根据权利要求5所述的气体流量计检定方法，其特征在于：电磁阀为三个，计算机通过通讯端口向电磁阀控制模块发出命令，选择一个或多个电磁阀开启，使得相应的支路流过高压气体进入气罐，三个电磁阀分别在各自打开时对应被检气体流量计的20%、40%、60%量程。

7.根据权利要求5所述的气体流量计检定方法，其特征在于：被检流量计得到测量值由计算机读出或由检定人读得再输入计算机。

8.根据权利要求5所述的气体流量计检定方法，其特征在于：还包括：计算机根据操作者指令对已存在数据的检定记录，调用证书模板，输出由操作者选定的被检流量计的检定证书。

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