CN112683371A - 一种气体涡轮流量计检定的信号检测方法 - Google Patents

一种气体涡轮流量计检定的信号检测方法 Download PDF

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黄智慧
章圣意
肖云巩
杨龙
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Abstract

本发明公开涉及一种气体涡轮流量计检定的信号检测方法，包括标准流量计、调频风机、变频器、检测台、直管段、上位机、涡轮流量计和激光传感器，当上位机启动检定指令，开启的调频风机使气体依次经过直管段、涡轮流量计和标准表，激光传感器的激光射线通过涡轮流量计前端的整流器间隙，并照射在内部叶轮的叶片上，叶轮叶片在气体的推动下稳定旋转，快速切割激光的光线，由此，激光传感器产生与流量成正比的高频脉冲信号，并传送给上位机，进行数据处理和运算，得出流量计各流量点的误差，该新方法可使流量计在无需增加额外高频信号输出结构的基础上，实现流量计的高效检定。

Description

一种气体涡轮流量计检定的信号检测方法
技术领域
本发明涉及仪表检测技术领域，特别涉及一种气体涡轮流量计检定的信号检测方法。
背景技术
气体涡轮流量计的型式有智能型和机械型两种，其中机械型是通过齿轮传动将涡轮转速定量减速后由机械计数器输出工况流量累积量的结构原理；在使用中，为了进一步实现温度、压力的修正和补偿，常常要配合体积修正仪一起使用，一般在表头机械计数器旁边安装低频干簧开关模块，按每个脉冲0.1m3、1m3或10m3的脉冲当量输出形式连接体积修正仪，同时该输出模块的流量信号也可供检定使用；然而，因输出是低频脉冲，按检定规程的检测要求，各流量点在取得足够脉冲的用时将明显变长，尤其在小流量点检测时，一次完整的检定工作常需要时间1h以上的；同时，该型流量计完成第一次检定后，常需要误差校准而调节传动比，并需再次检定确认，整个检定工作耗时过长，效率低下；通过在流量计表体上增加高频模块设计也可解决此检定耗时长的问题，但因高频模块所增加数百元的额外成本对该型流量计的市场竞争力影响过大，得不偿失。
发明内容
本发明的目的：为了克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种气体涡轮流量计检定的信号检测方法，在不改变流量计信号输出结构且不增加成本的基础上，采用新方法实现该流量计的高效检定。
本发明公开涉及一种气体涡轮流量计检定的信号检测方法，其特征在于：包括：
标准流量计，其用于检测标准流量体积；
检测台，其用于安装被检的涡轮流量计；
涡轮流量计，为被检测的流量计，设置在检测台上并与标准流量计串联设置；
调频风机，其用于产生负压力使气体通过涡轮流量计和标准流量计；
变频器，其用于改变调频风机的运转功率；
直管段，其设置在涡轮流量计进气口前侧，用于将气流进行整流导向；
激光传感器，其设置在直管段进气口前侧，激光头朝向直管段的管口内，用于测高频脉冲数；
通过启动调频风机使其产生负压力，使得气流依次穿过直管段、涡轮流量计和标准流量计，涡轮流量计内的整流器可以对气流进行整流和加速，激光传感器发射激光线照射在涡轮流量计叶轮的叶片上，当涡轮流量计的叶轮转动时，激光传感器采集高频脉冲信号传输到上位机上，上位机通过如下公式计算试验要求的各流量点的测试示值误差：
Figure 11739DEST_PATH_IMAGE002
Figure 141369DEST_PATH_IMAGE003
Figure DEST_PATH_IMAGE005
式中：E1为涡轮流量计的相对示值误差，%；V1为涡轮流量计的累积流量值，m3；VS为标准流量计换算到流量计处状态的累积流量值，m3；N为激光传感器采集测得的高频脉冲数，imp/s；n为涡轮流量计的叶轮叶片的数量，k为涡轮流量计统计的平均仪表系数（通过每立方米气体，叶轮的总转数或传动比），(m3)-1。
本发明的再进一步设置：激光头发射的光线平行于直管段的轴心线。
本发明的再进一步设置：激光传感器的激光头与直管段的管口保持不低于5CM的距离，直管段长度为其公称通径3倍以上。
本发明的再进一步设置：激光传感器的光线从涡轮流量计的入口穿过整流器的栅叶间隙，并抵达叶轮的叶片，提取高频信号。
综上所述，本发明存在的有益效果为，气体经过整流器呈均匀分布作用推动涡轮流量计的叶轮转动，在流速稳定后，叶轮的转速与流量成近似正比关系，由于涡轮流量计的叶轮的叶片一般设计都有10片以上，叶轮每转一圈，激光传感器可采集十多个脉冲，即便是在最小流量点上，一般频率也可达到50~300左右，检测信号极大缩短了检定需要的有效时间，在不改变流量计信号输出结构且不增加成本的基础上，采用新方法实现该流量计的高效检定，很好的解决了小流量检测时间长的问题。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明流程框图；
图3为本发明涡轮流量计爆炸图；
图4为本发明激光传感器、直管段、整流器、叶轮配合图；
图5为图4局部a放大图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式详细说明：
VS值计算的时候与温度和压力有关，随着温度或压力的变化，气体分子间距发生改变，所以气体的流量测量的时候需要考虑温度补偿和压力补偿的问题，具体解决温度、压力自动补偿属于本领域技术人员公知常识，本文就不做详细具体介绍了，调频风机4可以是离心风机，所述上位机可以采用可直接发出操控命令的计算机。
本发明公开涉及一种气体涡轮流量计检定的信号检测方法，本发明实施案例中，包括：
标准流量计1，其用于检测标准流量体积；
检测台2，其用于安装被检的涡轮流量计3；
涡轮流量计3，为被检测的流量计，设置在检测台2上并与标准流量计1串联设置；
调频风机4，其用于产生负压力使气体通过涡轮流量计3和标准流量计1；
变频器5，其用于改变调频风机4的运转功率；
直管段6，其设置在涡轮流量计3进气口前侧，用于将气流进行整流导向；
激光传感器7，其设置在直管段6进气口前侧，激光头朝向直管段6的管口内，用于测高频脉冲数；
通过启动调频风机4使其产生负压力，使得气流依次穿过直管段6、涡轮流量计3和标准流量计1，涡轮流量计3内的整流器31可以对气流进行整流和加速，激光传感器7发射激光线照射在涡轮流量计3叶轮32的叶片321上，当涡轮流量计3的叶轮32转动时，激光传感器7采集高频脉冲信号传输到上位机上，上位机通过如下公式计算试验要求的各流量点的测试误差率：
Figure 424583DEST_PATH_IMAGE002
Figure 981466DEST_PATH_IMAGE003
Figure 982920DEST_PATH_IMAGE006
式中：E1为涡轮流量计3的相对示值误差，%；V1为涡轮流量计3的累积流量值，m3；VS为标准流量计1换算到流量计处状态的累积流量值，m3；N为激光传感器7采集测得的高频脉冲数，imp/s；n为涡轮流量计3叶轮32的叶片321数量，k为涡轮流量计3统计的平均仪表系数（通过每立方米气体，叶轮的总转数或传动比），(m3)-1。
激光头71发射的光线平行于直管段6的轴心线。
激光传感器7的激光头71与直管段6的管口保持不低于5CM的距离，直管段6长度为其通称公径3倍以上。
激光传感器7的光线从涡轮流量计3的入口穿过整流器31的栅叶间隙，并抵达叶轮32的叶片321，提取高频信号。
综上所述，本发明存在的有益效果为，气体经过整流器31呈均匀分布作用推动涡轮流量计3的叶轮32转动，在流速稳定后，沿圆周均匀分布的叶轮叶片321在气体的推动下稳定旋转，快速切割激光的光线，由此，激光传感器7产生与流量成正比的高频脉冲信号，涡轮流量计3的叶轮32的叶片321一般设计都有10片以上，叶轮32每转一圈，激光传感器7可采集十多个脉冲，即便是在最小流量点上，一般频率也可达到50~300左右，检测信号极大缩短了检定需要的有效时间，在不改变流量计信号输出结构且不增加成本的基础上，采用新方法实现该流量计的高效检定，很好的解决了小流量检测时间长的问题。

Claims (4)

1.一种气体涡轮流量计检定的信号检测方法，其特征在于：包括：
标准流量计，其用于检测标准流量体积；
检测台，其用于安装被检的涡轮流量计；
涡轮流量计，为被检测的流量计，设置在检测台上并与标准流量计串联设置；
调频风机，其用于产生负压力使气体通过涡轮流量计和标准流量计；
变频器，其用于改变调频风机的运转功率；
直管段，其设置在涡轮流量计进气口前侧，用于将气流进行整流导向；
激光传感器，其设置在直管段进气口前侧，激光头朝向直管段的管口内，用于测高频脉冲数；
通过启动调频风机使其产生负压力，使得气流依次穿过直管段、涡轮流量计和标准流量计，涡轮流量计内的整流器可以对气流进行整流和加速，激光传感器发射激光线照射在涡轮流量计叶轮的叶片上，当涡轮流量计的叶轮转动时，激光传感器采集高频脉冲信号传输到上位机上，上位机通过如下公式计算试验要求的各流量点的测试示值误差：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
Figure 575284DEST_PATH_IMAGE002
Figure 978583DEST_PATH_IMAGE003
式中：E1为涡轮流量计的相对示值误差，%；V1为涡轮流量计的累积流量值，m3；VS为标准流量计换算到流量计处状态的累积流量值，m3；N为激光传感器采集测得的高频脉冲数，imp/s；n为涡轮流量计的叶轮叶片的数量，k为涡轮流量计统计的平均仪表系数（通过每立方米气体，叶轮的总转数或传动比），(m3)-1。
2.根据权利要求1所述的一种气体涡轮流量计检定的信号检测方法，其特征在于：激光头发射的光线平行于直管段的轴心线。
3.根据权利要求1或2所述的一种气体涡轮流量计检定的信号检测方法，其特征在于：激光传感器的激光头与直管段的管口保持不低于5CM的距离，直管段长度为其公称通径3倍以上。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种气体涡轮流量计检定的信号检测方法，其特征在于：激光传感器的光线从涡轮流量计的入口穿过整流器的栅叶间隙，并抵达叶轮的叶片，提取高频信号。
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