CN103791985B - 静态标方校准装置及其校准方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及气体流量计校准装置，公开了一种静态标方校准装置及其校准方法。其设计要点在于该装置包括压力可控静态密封系统、信号传输系统和自动控制系统；在静态标方校准装置实现静态压力条件下，所述压力可控静态密封系统的工作台架采用液压驱动，通过电磁换向阀控制工作台架的液压缸向上运动与向下运动，向下运动为压紧被检气体流量计密封，向上运动为泄压；所述信号传输系统中被检气体流量计的压力、温度、流量值与标准的压力、温度、流量值通过计算机进行对比，得出误差值，根据设计要求判定是否合格并作相应的比对和校准，完成被检气体流量计的气密性和和输出功能的检验；所述自动控制系统实施对所有设备开关及调节的自动控制。

Description

静态标方校准装置及其校准方法

技术领域

本发明涉及气体流量计校准装置，是气体流量在静态不流动的条件下，对气体流量计显示的标况流量即标准状态下的流量进行校准的装置及校准方法，简称为静态标方校准装置及其校准方法。

背景技术

气体流量计是对气体流量进行计量的仪表，由一次仪表和二次仪表组成，一次仪表安装在管道上，与流体相互作用，产生与流量有关的信号；二次仪表通过检测一次仪表产生的与流量有关的信号，转换成电信号或磁信号，并对其进行信号放大、滤波等处理后，与温度、压力传感器所感应到的信号进行计算，得出标准状态下气体的流量作为计量和结算的依据。气体流量计作为国家强制检定的计量器具，为了获得气体流量计的测量精度及量值传递的准确性，在生产制造完成后必须对其成品进行标定或校验。上述标定或校验是指对流量计本身的特性进行的标定，其包括仪表系数、重复性、线性度、误差等，同时需要将标定后得出的仪表系数输入二次仪表，参与标方运算。

目前，一些流量计厂家将标定后的产品直接出厂，二次仪表计算得出的数据包括流量、温度、压力，没有与实际标准状态下的数据进行对比和校准，从而其二次仪表计算精度直接影响了计量的准确性。正确的校准方法是：标定合格的气体流量计，拆下取压孔的接咀，装上封口螺塞，出厂前需再做一次气密性试验。但为了方便，很多厂家都省略了此项步骤，存在因漏气而引起的计量不准确的隐患。同时，根据数据传输需要，气体流量计有多种输出方式，包括RS-485通讯、IC脉冲输出、频率输出、4-20mA电流输出等。这些是产品出厂前必须对输出功能进行的测试，目前没有一种装置能够对气体流量计输出功能进行全面系统的测试和校准。因此，建立一套静态下对标准流量、温度、压力的校准，对各项输出功能进行测试，对在此过程中将完成整机出厂前气密性试验，集这些多功能于一体的静态标方校准装置尤为重要；其有利于进一步完善出厂检验，更加确保计量的准确性和安全性。公知的同类产品较难实现静态条件下，对气体流量计温度、压力、流量与标准温度、压力、流量进行上述对比和校准，较难对气体流量计输出功能集中测试，也较难同时进行气密性试验。

发明内容

本发明为克服上述的不足，针对目前气体流量计检定的现状和市场需求，提供一种静态条件下对气体流量计的标况流量、温度、压力进行标准比对和校准，同时对气体流量计的输出功能和气密性进行系统测试的装置及校准方法，简称为静态标方校准装置及其校准方法。

本发明的装置的技术方案是：该装置包括压力可控静态密封系统、信号传输系统和自动控制系统。

所述压力可控静态密封系统包括空压机、空压机开关阀、储气罐、第一压力表、安全阀、减压阀、调压阀、温度变送器、稳压装置、油箱、油泵开关阀、油泵、电磁换向阀、第二压力表、液压缸、工作台架、被检气体流量计、排气阀，以及气体管道；所述工作台架设有液压缸，工作台架采用液压驱动，通过电磁换向阀控制工作台架的液压缸向上运动与向下运动，向下运动为压紧被检气体流量计密封，向上运动为泄压。

所述信号传输系统包括被检气体流量计、计算机、函数信号发生器、压力变送器、温度变送器，上述各部件之间进行信号传输；即所述被检气体流量计、压力变送器、温度变送器具有RS-485通讯功能，测得的信号通过RS-485通讯传输到计算机；所述函数信号发生器具有RS-485通讯功能，其发出的标准频率信号，通过RS-485通讯分别传输到计算机和被检气体流量计；所述压力变送器、温度变送器所测得的压力和温度信号，通过RS-485通讯传输到计算机，被检气体流量计内部压力、温度传感器所测得的压力和温度信号，通过RS-485通讯传输到计算机，对所述的两种压力、温度信号进行比对。

所述自动控制系统包括上位机模块和下位机模块，自动控制系统的上位机模块和下位机模块通过操作软件安装于计算机中，实施对所有设备开关及调节的自动控制。所述上位机是指直接发出操控命令的计算机，一般是屏幕上显示各种信号变化，常用于液压、水位、温度等信号的变化。所述下位机是指直接控制设备获取设备状况的计算机，一般是PLC/单片机之类的；本发明采用的下位机是单片机。

所述被检气体流量计通过压紧盘与工作台架连接，即上述试验完成后为进行下一次测试时，松开压紧盘，调整或更换被检气体流量计即可。

本发明具有的有益效果是：该静态标方校准装置实现静态压力条件下，被检气体流量计计量的压力、温度、标况流量等参数与标准压力、温度、流量进行比对和校准；实现被检气体流量计的气密性和输出功能的检验。同时，采用空压机将产生压力的气源稳定，采用稳压装置将使进入被检气体流量计的气体稳定，温度、压力与稳压装置相同，即稳压装置的气体环境与被检气体流量计的气体环境近相同。即理论上，稳压装置上安装的压力变送器和温度变送器检测到的压力、温度信号与被检气体流量计内部压力、温度传感器所检测到的信号应相同，才具有一定的可比性。采用函数信号发生器发出相同的标准频率信号分别传递到计算机和被检气体流量计，使得参与计算的频率相同。

附图说明

图1为本发明工作原理的结构示意图，图中标注的箭头是指本发明各元器件、零部件之间相互工作联接示意，也称为工作程序示意。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述：如图1所示，本发明的该静态标方校准装置由空压机1、空压机开关阀2、储气罐3、第一压力表4、安全阀5、减压阀6、调压阀7、压力变送器8、温度变送器9、稳压装置10、油箱11、油泵开关阀12、油泵13、电磁换向阀14、第二压力表15、液压缸16、工作台架17、被检气体流量计18、排气阀19、计算机20、函数信号发生器21，以及气体管道组成。

图1中油泵13从油箱11抽取油液压油，供液压缸16做功，驱动工作台架17上端的压紧盘，压紧盘经压紧联动压紧至被检气体流量计18的上端，带动被检气体流量计18的下端与工作台架17底板连接，所述底板采用法兰及垫片密封。压力变送器8和温度变送器9检测到的信号通过RS-485通讯传递到计算机20；被检气体流量计18的二次仪表所产生的温度、压力、流量信号及IC脉冲输出、频率输出、4-20mA电流输出功能等信号均通过RS-485通讯传递到计算机20；函数信号发生器21发出相同的标准频率信号通过RS-485通讯传递给计算机20和被检流量计18；所有控制工作及数据处理工作通过计算机软件完成。

根据上述结构特征，该静态标方校准装置的校准方法是：将被检气体流量计18安装在工作台架17内，开启油泵13，驱动液压缸16做功，使得工作台架17上端的压紧盘向下运动，压紧被检气体流量计18进气口，带动出气口与工作台架17底板之间通过法兰及垫片密封；接着，关闭排气阀19，开启空压机1，将空气注入储气罐2，第一压力表4显示储气罐3中的压力，安全阀5起到过压保护作用，调节减压阀6，降低气体压力，调节调压阀7进一步降低进气压力，使其达到试验需要的压力值。此时，稳压装置10中的压力和温度值近似与被检气体流量计18中压力和温度值相等；将压力变送器8和温度变送器9检测的稳压装置10中的压力和温度值，通过RS-485通讯传递到计算机20中，作为标准的压力、温度值，与被检气体流量计18内部压力、温度传感器所检测到的信号进行对比，被检气体流量计18内部压力、温度传感器所检测到的信号也通过RS-485通讯传递到计算机20中；函数发生器21发送相同的频率信号到计算机20和被检气体流量计18，计算机20中标准频率信号与压力变送器8和温度变送器9所传递的信号进行计算，得到标准状态下的流量值，即标况流量值。

被检气体流量计18二次仪表中，标准频率信号与内部压力、温度传感器所感应的信号进行计算，得到标准状态下流量值，并通过RS-485通讯传递到计算机20；被检气体流量计18的二次仪表计算后传递到计算机20的标况流量值，与计算机20中计算得到的标准标况状态下流量值进行对比；被检气体流量计18的压力、温度、流量值与标准的压力、温度、流量值进行对比，得出误差值，根据设计要求判定是否合格并作相应的校准；同时，被检气体流量计18二次仪表的各项输出功能均通过RS-485通讯传递到计算机20，进行检验；在此过程中，完成被检气体流量计18的气密性试验。上述试验完成后，开启排气阀19，排空该静态标方校准装置内空气；换下被检气体流量计18，更换另外的被检气体流量计，进行下一次测试。

Claims (3)

1.一种静态标方校准装置，其特征在于：

该静态标方校准装置包括压力可控静态密封系统、信号传输系统和自动控制系统；

所述压力可控静态密封系统包括空压机(1)、空压机开关阀(2)、储气罐(3)、第一压力表(4)、安全阀(5)、减压阀(6)、调压阀(7)、温度变送器(9)、稳压装置(10)、油箱(11)、油泵开关阀(12)、油泵(13)、电磁换向阀(14)、第二压力表(15)、液压缸(16)、工作台架(17)、被检气体流量计(18)、排气阀(19)，以及气体管道；所述工作台架(17)设有液压缸(16)，工作台架(17)采用液压驱动，通过连接电磁换向阀(14)控制工作台架(17)的液压缸(16)作向上运动与向下运动，向下运动为压紧被检气体流量计(18)密封，向上运动为泄压；

所述信号传输系统包括被检气体流量计(18)、计算机(20)、函数信号发生器(21)、压力变送器(8)、温度变送器(9)，上述各部件之间进行信号传输；即所述被检气体流量计(18)、压力变送器(8)、温度变送器(9)具有RS-485通讯功能，测得的信号通过RS-485通讯传输到计算机(20)；所述函数信号发生器(21)具有RS-485通讯功能，其发出的标准频率信号，通过RS-485通讯分别传输到计算机(20)和被检气体流量计(18)；所述压力变送器(8)、温度变送器(9)所测得的压力和温度信号，通过RS-485通讯传输到计算机(20)，被检气体流量计(18)内部压力、温度传感器所测得的压力和温度信号，通过RS-485通讯传输到计算机(20)，对所述的两种压力、温度信号进行比对；

所述自动控制系统包括上位机模块和下位机模块，自动控制系统的上位机模块和下位机模块通过操作软件安装于计算机(20)中，实施对所有设备开关及调节的自动控制。

2.如权利要求1所述的静态标方校准装置，其特征在于所述被检气体流量计(18)通过压紧盘与工作台架(17)连接。

3.如权利要求1所述的静态标方校准装置的校准方法，其特征在于：

将被检气体流量计(18)安装在工作台架(17)内，开启油泵(13)，驱动液压缸(16)做功，使得工作台架(17)上端的压紧盘向下运动，压紧被检气体流量计(18)进气口，出气口与工作台架(17)底板之间通过法兰及垫片密封；接着，关闭排气阀(19)，开启空压机(1)，将空气注入储气罐(3)，第一压力表(4)显示储气罐(3)中的压力，安全阀(5)起过压保护作用，调节减压阀(6)，降低气体压力，调节调压阀(7)进一步降低进气压力，使其达到试验需要的压力值；

此时，稳压装置(10)中的压力和温度值近似与被检气体流量计(18)中压力和温度值相等；将压力变送器(8)和温度变送器(9)检测的稳压装置(10)中的压力和温度值，通过RS-485通讯传递到计算机(20)中，作为标准的压力、温度值，与被检气体流量计(18)内部压力、温度传感器所检测到的信号进行对比，被检气体流量计(18)内部压力、温度传感器所检测到的信号也通过RS-485通讯传递到计算机(20)中；函数发生器(21)发送相同的频率信号到计算机(20)和被检气体流量计(18)，计算机(20)中标准频率信号与压力变送器(8)和温度变送器(9)所传递的信号进行计算，得到标准状态下的流量值，即标况流量值；

被检气体流量计(18)二次仪表中，标准频率信号与内部压力、温度传感器所感应的信号进行计算，得到标准状态下流量值，并通过RS-485通讯传递到计算机(20)；被检气体流量计(18)的二次仪表计算后传递到计算机(20)的标况流量值，与计算机(20)中计算得到的标准状态下流量值进行对比；被检气体流量计(18)的压力、温度、流量值与标准的压力、温度、流量值进行对比，得出误差值，根据设计要求判定是否合格并作相应的校准；同时，被检气体流量计(18)二次仪表的各项输出功能均通过RS-485通讯传递到计算机(20)进行检验；在此过程中，完成被检气体流量计(18)的气密性试验；

上述试验完成后，开启排气阀(19)，排空该静态标方校准装置内空气；换下被检气体流量计(18)，更换另外的被检气体流量计，进行下一次测试。