CN106556430A - 一种具有自校准功能的气体实流测试系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有自校准功能的气体实流测试系统及方法，涉及测试技术领域。防爆风机输入端通过气动阀V7与标准表输出端连接；气动阀V7与被检表台输入、输出端并联；氮气储气罐输出端与标准表输入端连接；天然气储气罐输出端连接止回阀V10，止回阀V10输出端与标准表输入端连接；活塞式气体流量标准器上腔分别与止回阀V10输入端和防爆风机输出端连通，下腔通与被检表台输出端连接。本发明解决了现有技术中气体流量仪表气流检测系统不能实流检测和同时耐久试验系统无法自核查检测效率低、结果不可靠的技术问题。本发明有益效果为：气体实流检定与耐久性试验一体化检测效率高。系统自校准检测可靠。系统封闭测试介质循环使用节能环保。

Description

一种具有自校准功能的气体实流测试系统及方法

技术领域

本发明涉及测试技术领域，尤其是涉及一种带自校准功能的气体实流测试系统及方法。

背景技术

随着技术发展，对气体流量仪表的检测标准表法气体流量标准装置发展比较迅速。这些装置多数只采用一种类型的流量计作为标准表，少数也有会采用两种类型标准表的组合式。但即使是组合式，在装置运行时也是根据流量选择一种类型标准表系统独立运行，流量范围互不兼容，造成了装置不能进行自核查。中国专利授权公告号CN202092737U ，授权公告日2011年12月28日，名称为“实现自核查功能的标准表法气体流量标准装置”实用新型专利公开了一种改进装置。该装置主要包括标准表系统、被检气体流量计、测量系统、管路系统、气源系统、控制系统；标准表系统采用气体涡轮流量计和临界流文丘里喷嘴两种类型的标准表，测量系统包括测量临界流文丘里喷嘴组件、气体涡轮标准表和被检流量计处的测温测压仪表，以及湿度计、计时器；管路系统包括气源管路、标准表管路和被检流量计管路；气源系统以大气为气源，采用风机或真空泵装置；控制系统是以PC 机为基本的控制系统；气源系统通过管路系统和标准表系统及被检气体流量计相连接，采用负压法，利用风机或泵抽气，在同一时间间隔内使气体连续通过标准表和被检气体流量计，通过测量系统测出两者的输出值，通过以PC 机为基本的控制系统，完成所有的现场设备控制和数据采集，数据处理，确定被检气体流量计的仪表系数，示值误差，重复性或测量不确定度。该装置存在如下问题：一是没有实现串联，在实现装置的自核查功能时，两套独立的标准表系统分别单独通过一台用于期间核查的表进行试验，再对各自的实验结果进行计算得出自核查的结果，无法一次性直接获得核查结果。二是整套装置没有实现闭环，不能实现实验介质的循环使用。另外，国家检定规定要求，对于家用燃气表（流量计）实行首次检定、到期报废，应用于天燃气场合的家用燃气表（流量计）检定周期为10年。这就对产品的可靠性有很高的要求，为验证产品的可靠性，就需要对产品进行耐久试验。当前大多采用空气进行耐久性试验，或者从与煤气公司具有合作关系的用户中选择安装实现实流气体耐久试验。前者，可靠性差；后者，不但不方便而且还存在安全隐患。

发明内容

为了解决现有技术中气体流量仪表气流检测系统不能用实流检测，做耐久试验需反复拆装、系统无法一次性直接获得核查结果造成检测效率低、检测结果不可靠的技术问题，本发明提供一种具有自校准功能的气体实流测试系统及方法，达到提高检测效率、提高检测可靠性的目的。

本发明的技术方案是：一种具有自校准功能的气体实流测试系统，它包括气源系统、活塞式气体流量标准器、被检表台和气体流量标准系统，气源系统包括氮气储气罐和天然气储气罐；气体流量标准系统包括标准表和防爆风机，防爆风机输入端通过设置的气动阀V7与标准表输出端连接；气动阀V7与被检表台输入、输出端并联；氮气储气罐输出端与标准表输入端连接；天然气储气罐输出端连接有止回阀V10，止回阀V10输出端与标准表输入端连接；活塞式气体流量标准器由活塞分割为相互独立的上腔和下腔，上腔分别与止回阀V10输入端和防爆风机输出端连通；下腔通过设置的气动阀V8与被检表台输出端连接。集气体实流检定与气体流量耐久性试验为一体，不需要拆装，节约使用成本，提高效率。实现系统自校准，确保系统运行准确、检测可靠。系统封闭测试介质循环使用，节能环保，改善测试环境。

作为优选，天然气储气罐输入端通过设置的减压阀V13连接有天然气气源，减压阀V13与天然气储气罐输入端连通处连接有球阀V15，球阀V15连接有放气管；保持充气平稳。

作为优选，减压阀V13与球阀V15连通处连接有真空泵。

作为优选，标准表输入端串联有气动阀V3，标准表与气动阀V3串联两端并联有气动阀V4；方便标准表接入和隔离。

作为优选，防爆风机输入端连接有流量调节阀，防爆风机电连接有变频器；通过粗细调节，流量准确，确保测试结果可靠。

作为优选，氮气储气罐输入端通过设置的减压阀V1连接有氮气气源；保持充气平稳。

作为优选，天然气储气罐输出端依次连接有球阀V12和气动阀V11，气动阀V11另一端与所述止回阀V10输入端连接；球阀手动控制、气动阀系统控制，双保险防止系统出错时导致气体失控，消除安全隐患。

一种具有自校准功能的气体实流测试方法，其特征在于：

a、气体置换：

a 1、系统密封性检测：标准表、天然气气源和真空泵与系统隔离，氮气气源向系统充气至系统的最大工作压力的1.5倍，观察24小时，系统气体无明显下降，从放气管排气，直至系统内压力与大气压力平衡；

a 2、充氮气：真空泵将系统内压力抽到真空后，氮气气源向系统充气至系统内的气压达到整个管路系统的额定压力值，再排气；

a 3、充入测试气体：重复a 2直至系统内气体的含氧量低于3%，排气后向系统内冲入天然气至系统内气体压力达到规定值；

b、自校准：隔离天然气储气罐、氮气储气罐和被检表台，标准表输入端与上腔连通，标准表输出端与下腔连通，活塞式气体流量标准器的活塞移动，根据连续密闭管道内各横截面质量流量处处相等，进行自校准；

c、标准表检定被检表：启动防爆风机，系统内天然气流经防爆风机、上腔、标准表和被检表台中的被检表循环检定被检表；

d、活塞式气体流量标准器检定被检表：隔离标准表，活塞式气体流量标准器活塞移动，系统内天然气从上腔输出流经被检表台中的被检表，回流到下腔，检定被检表；

e、耐久性试验：隔离活塞式气体流量标准器和标准表，启动防爆风机，系统内天然气从被检表台输入端进入、输出端流出强制循环，测试被检表耐久性。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：实现气体实流检定装置与气体流量耐久性试验装置的一体化，随时可实现在不需要拆装的情况下进行检定状态或耐久性试验状态的切换，检测效率高。实现系统的自校准，确保系统运行准确、检测可靠。延长了系统的检定时间，节约使用成本。系统封闭测试介质循环使用，节能环保，改善测试环境。

附图说明

附图1为本发明连接示意图；

附图2为自校准连接示意图；

附图3为标准表检定被检表连接示意图；

附图4为活塞式气体流量标准器检定被检表连接示意图；

附图5为耐久性试验连接示意图。

图中：1-气源系统；2-活塞式气体流量标准器；3-被检表台；4-气体流量标准系统；5-放气管；11-天然气气源；12-天然气储气罐；13-真空泵；14-氮气储气罐；15-氮气气源；51-出气管；21-上腔；22-下腔；41-温度调节器；42-防爆风机；43-流量调节阀；44-变频器；45-标准表。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例1：

如图1所示，一种具有自校准功能的气体实流测试系统，它包括：气源系统1、活塞式气体流量标准器2、被检表台3和气体流量标准系统4。气体流量标准系统4包括：温度调节器41、防爆风机42、流量调节阀43、变频器44和标准表45。标准表45输入端串联有气动阀V3，标准表45与气动阀V3串联两端并联有气动阀V4。防爆风机42与变频器44电连接。防爆风机42输入端与流量调节阀43输出端连接。流量调节阀43的输入端连接有气动阀V7，气动阀V7另一端与标准表45输出端连通。被检表台3放置有串联的被检表。被检表台3输入端连接有气动阀V5、输出端接有气动阀V6。气动阀V7与被检表台3输入、输出端并联。气动阀V5与第一个被检表输入端连通、气动阀V5另一端与气动阀V7一端连通。气动阀V6与最后一个被检表输出端端连通、气动阀V6另一端与气动阀V7另一端连通。气源系统1包括：天然气气源11、天然气储气罐12、真空泵13、氮气储气罐14和氮气气源15。天然气气源11出口连接有减压阀V13，减压阀V13输出端与天然气储气罐12输入端连通。天然气储气罐12输出端连接有止回阀V10。天然气储气罐12输出端连接有球阀V12，球阀V12另一端连接有气动阀V11，气动阀V11另一端与止回阀V10输入端连通。止回阀V10输出端与标准表45输入端连接。氮气气源15出口连接有减压阀V1，减压阀V1输出端与氮气储气罐14输入端连通。氮气储气罐14输出端与标准表45输入端连接。氮气储气罐14输出端连接有球阀V2。球阀V2另一端、止回阀V10输出端、气动阀V3和气动阀V4连于同一个四通。减压阀V13与天然气储气罐12输入端连通处连接有球阀V15，球阀V15另一端连接有与大气连通的放气管5。减压阀V13与球阀V15连通处连接有气动阀V14，气动阀V14另一端与真空泵13连通。活塞式气体流量标准器2由活塞将缸体分割为相互独立的上腔21和下腔22。上腔21分别与止回阀V10输入端和防爆风机42输出端连通。防爆风机42输出端与温度调节器41连接。温度调节器41另一端与上腔21连通。气动阀V11与止回阀V10输入端连通处与上腔21连通。下腔22通过设置的气动阀V8与被检表台3输出端连接。气动阀V8一端与下腔22连通、另一端与气动阀V6、气动阀V7和流量调节阀43输入端连通于同一个四通。

一种具有自校准功能的气体实流测试方法，包括a、气体置换；b、自校准；c、标准表检定被检表；d、活塞式气体流量标准器检定被检表；e、耐久性试验。图1-5中，阀门涂黑的表示阀关闭，阀门未涂黑表示阀打开。箭头表示气流方向。

a、气体置换，如图1所示：

a 1、系统密封性检测：活塞式气体流量标准器2的活塞运动至最底端，上腔21体积最大、下腔22体积接近零。关闭气动阀V3、减压阀V13和气动阀V14 ，其它阀门打开，将标准表45、天然气气源11和真空泵13与系统隔离。打开减压阀V1，氮气气源15向系统充入氮气。当充入系统的氮气至系统达到最大工作压力的1.5倍，关闭减压阀V1系统保压。观察24小时，系统气体无明显下降，打开球阀V15，从放气管5排气，直至系统内压力与大气压力平衡，关闭球阀V15。

a 2、充氮气：打开气动阀V14、开启真空泵13。真空泵13将系统抽到真空后，关闭气动阀V14和真空泵13。打开减压阀V1，氮气气源15向系统充气入氮气。系统内的气压达到整个管路系统的额定压力值，关闭气动阀V1。然后，打开球阀V15再排气，系统内压力与大气压力平衡，关闭球阀V15。

a 3、充入测试气体：重复a 2直至系统内气体的含氧量低于3%。排气后，打开减压阀V13，天然气气源11通过天然气储气罐12向系统内冲入天然气，至系统内气体压力达到测试标准规定值，关闭气动阀V11、球阀V12和减压阀V13。

b、自校准：如图2所示，打开气动阀V3、气动阀V7和气动阀V8，其它阀门关闭，隔离气源系统1、被检表台3和防爆风机42。标准表45输入端与上腔21连通，标准表45输出端与下腔22连通。初始状态，活塞式气体流量标准器2的活塞运动至最底端，上腔21体积最大、下腔22体积接近零。活塞式气体流量标准器2的活塞移动，根据连续密闭管道内各横截面质量流量处处相等，进行活塞式气体流量标准器2和标准表45自校准。

c、标准表检定被检表：如图3所示，打开气动阀V3、气动阀V5、气动阀6和气动阀9，其它阀门关闭，隔离气源系统1。启动防爆风机42。调节变频器44，通过变频器44控制防爆风机42转速，粗调节系统流量，流量调节阀43精确调节系统流量。防爆风机42输出的天然气通过温度调节器41注入上腔21，活塞式气体流量标准器2的活塞下移到上腔21体积最大停止。防爆风机42输出的天然气经过上腔21达到平稳，再流入标准表45。系统内天然气流经防爆风机42、上腔21、标准表45和被检表台3中的被检表循环检定被检表。

d、活塞式气体流量标准器检定被检表：如图4所示，打开气动阀V 4、气动阀V5、气动阀6、气动阀V 8，其它阀门关闭，隔离气源系统1、防爆风机42和标准表45。初始状态，活塞式气体流量标准器2的活塞运动至最底端，上腔21体积最大、下腔22体积接近零。活塞式气体流量标准器2活塞移动，系统内天然气从上腔21输出流经被检表台3中的被检表，回流到下腔22，检定被检表。

e、耐久性试验：如图5所示，打开气动阀V 4、气动阀V5、气动阀6、气动阀V 9，其它阀门关闭，隔离气源系统1和标准表45。启动防爆风机42，系统内天然气从被检表台3输入端进入、经过被检表，从被检表台3输出端流出，强制循环，测试被检表耐久性。

Claims (8)

1.一种具有自校准功能的气体实流测试系统，它包括气源系统（1）、活塞式气体流量标准器（2）、被检表台（3）和气体流量标准系统（4），其特征在于：所述气源系统（1）包括氮气储气罐（14）和天然气储气罐（12）；所述气体流量标准系统（4）包括标准表（45）和防爆风机（42），防爆风机（42）输入端通过设置的气动阀V7与标准表（45）输出端连接；所述气动阀V7与被检表台（3）输入、输出端并联；所述氮气储气罐（14）输出端与标准表（45）输入端连接；所述天然气储气罐（12）输出端连接有止回阀V10，止回阀V10输出端与标准表（45）输入端连接；所述活塞式气体流量标准器（2）由活塞分割为相互独立的上腔（21）和下腔（22），上腔（21）分别与止回阀V10输入端和防爆风机（42）输出端连通；所述下腔（22）通过设置的气动阀V8与被检表台（3）输出端连接。

2.根据权利要求1所述的一种具有自校准功能的气体实流测试系统，其特征在于：所述天然气储气罐（12）输入端通过设置的减压阀V13连接有天然气气源（11），减压阀V13与天然气储气罐（12）输入端连通处连接有球阀V15，球阀V15连接有与大气连通的放气管（5）。

3.根据权利要求2所述的一种具有自校准功能的气体实流测试系统，其特征在于：所述减压阀V13与所述球阀V15连通处连接有真空泵（13）。

4.根据权利要求1所述的一种具有自校准功能的气体实流测试系统，其特征在于：所述标准表（45）输入端串联有气动阀V3，标准表（45）与气动阀V3串联两端并联有气动阀V4。

5.根据权利要求1所述的一种具有自校准功能的气体实流测试系统，其特征在于：所述防爆风机（42）输入端连接有流量调节阀（43），防爆风机（42）电连接有变频器（44）。

6.根据权利要求1所述的一种具有自校准功能的气体实流测试系统，其特征在于：所述氮气储气罐（14）输入端通过设置的减压阀V1连接有氮气气源（15）。

7.根据权利要求1所述的一种具有自校准功能的气体实流测试系统，其特征在于：所述天然气储气罐（12）输出端依次连接有球阀V12和气动阀V11，气动阀V11另一端与所述止回阀V10输入端连接。

8.根据权利要求1所述的一种具有自校准功能的气体实流测试方法，其特征在于：

a、气体置换：

a 1、系统密封性检测：标准表（45）、天然气气源（11）和真空泵（13）与系统隔离，氮气气源（15）向系统充气至系统最大工作压力的1.5倍，观察24小时，系统气体无明显下降，从放气管（5）排气，直至系统内压力与大气压力平衡；

a 2、充氮气：真空泵（13）将系统抽到真空后，氮气气源（15）向系统充气至系统内的气压达到整个管路系统的额定压力值，再排气；

a 3、充入测试气体：重复a 2直至系统内气体的含氧量低于3%，排气后向系统内冲入天然气至系统内气体压力达到规定值；

b、自校准：隔离天然气储气罐（12）、氮气储气罐（14）和被检表台（3），标准表（45）输入端与上腔（21）连通，标准表（45）输出端与下腔（22）连通，活塞式气体流量标准器（2）的活塞移动，根据连续密闭管道内各横截面质量流量处处相等的原理，进行自校准；

c、标准表检定被检表：启动防爆风机（42），系统内天然气流经防爆风机（42）、上腔（21）、标准表（45）和被检表台（3）中的被检表循环检定被检表；

d、活塞式气体流量标准器检定被检表：隔离标准表（45），活塞式气体流量标准器（2）活塞移动，系统内天然气从上腔（21）输出流经被检表台（3）中的被检表，回流到下腔（22），检定被检表；

e、耐久性试验：隔离标准表（45），启动防爆风机（42），系统内天然气从被检表台（3）输入端进入、输出端流出强制循环，测试被检表耐久性。