CN206959886U - 一种天然气测量系统诊断控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种天然气测量系统诊断控制器，属于设备性能诊断技术领域。具体包括：壳体，设置在壳体内部的PCB线路板(1)，以及设置在PCB线路板(1)上的中央控制器(2)、核查标准信号发生器(3)和标准信号测量模块(4)；核查标准信号发生器(3)的输入端与中央控制器(2)电连接，核查标准信号发生器(3)的输出端用于与天然气测量系统中的隔离器电连接；标准信号测量模块(4)的输入端用于与天然气测量系统的流量计算机电连接，标准信号测量模块(4)的输出端与中央控制器(2)电连接。该诊断控制器结构简单，操作简便，将该诊断控制器应用于天然气测量系统的诊断中，能够大大简化对天然气测量系统进行诊断的操作，降低成本。

Description

一种天然气测量系统诊断控制器

技术领域

本实用新型涉及设备性能诊断技术领域，特别涉及一种天然气测量系统诊断控制器。

背景技术

通过天然气测量系统对天然气的流量等性能进行测量是天然气生产过程中的重要环节。天然气测量系统中设置有二次仪表、隔离器、A/D转换器(模数转换器)和流量计算机等，二次仪表、隔离器、A/D转换器和流量计算机顺次连接，二次仪表、隔离器及A/D转换器形成信号回路，将天然气的压力信号、压差信号及温度信号等转换为相应的电信号，并输送至流量计算机进行流量计算。如果上述信号回路发生故障，将影响天然气流量测量的准确性。因此，需要定期对天然气测量系统进行诊断，及时发现上述信号回路存在的问题。

目前在对天然气测量系统进行诊断时，由工作人员携带诊断设备，包括电压表、电压信号源、电阻箱、压力信号发生器、笔记本电脑等到现场，利用电压信号源、电阻箱、压力信号发生器等向天然气测量系统的信号回路发送核查标准信号，核查标准信号通过信号回路后输送至流量计算机，通过对比流量计算机接收到的信号与初始的核查标准信号是否一致来判断信号回路是否存在问题。

在实现本实用新型的过程中，设计人发现现有技术至少存在以下问题，目前在对天然气测量系统进行诊断所用的设备较多，操作维护复杂，成本高。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种集标准信号发送、天然气测量系统信号回路信号接收等功能于一体的天然气测量系统诊断控制器，以简化对天然气测量系统进行诊断的操作，降低成本。

具体而言，包括以下的技术方案：

本实用新型实施例提供了一种天然气测量系统诊断控制器，包括：壳体，设置在所述壳体内部的PCB线路板(Printed Circuit Board，印刷线路板)，以及设置在所述PCB线路板上的中央控制器、核查标准信号发生器和标准信号测量模块；

所述核查标准信号发生器的输入端与所述中央控制器电连接，所述核查标准信号发生器的输出端用于与天然气测量系统中的隔离器电连接；

所述标准信号测量模块的输入端用于与所述天然气测量系统的流量计算机电连接，所述标准信号测量模块的输出端与所述中央控制器电连接；

所述中央控制器用于控制所述核查标准信号发生器向所述天然气测量系统中的隔离器发送核查标准信号；所述标准信号测量模块用于从所述天然气测量系统的流量计算机中获取所述核查标准信号经所述天然气测量系统的隔离器、A/D转换器传输后的信号，并对传输后的信号进行测量，并将测量结果传输至所述中央控制器，所述中央控制器还用于将所述核查标准信号和所述测量结果输出。

具体地，所述核查标准信号发生器包括标准电阻信号源和标准电压信号源。

具体地，所述诊断控制器还包括设置在所述PCB线路板上的通讯模块；所述通讯模块与所述中央控制器电连接，所述通讯模块用于获取所述天然气测量系统中的二次仪表的数据，并将获取的数据传输至中央控制器。

具体地，所述诊断控制器还包括设置在所述PCB线路板上的继电器，所述继电器与所述中央控制器电连接。

具体地，所述诊断控制器还包括设置在所述PCB线路板上的电源模块，所述电源模块与所述中央控制器电连接，所述电源模块用于为所述中央控制器供电。

具体地，所述诊断控制器还包括设置在所述PCB线路板上的扩展端口，所述扩展端口与所述中央控制器电连接。

具体地，所述壳体包括彼此连接的下壳体和上壳体，所述PCB线路板固定在所述下壳体内。

具体地，所述PCB线路板的边缘设置有凸起，所述下壳体的内壁上设置有与所述凸起相配合的卡槽。

具体地，所述卡槽内部还设置有弹簧和夹持块，所述弹簧的一端固定在所述卡槽的内壁上，所述弹簧的另一端固定在所述夹持块上。

具体地，所述下壳体的上表面沿周长方向设置有环形卡槽，所述上壳体的下表面设置有与所述环形卡槽相配合的环形凸起。

本实用新型实施例提供的技术方案的有益效果是：

本实用新型实施例中，通过将中央控制器、核查标准信号发生器及标准信号测量模块等集成在PCB线路板上，得到了一种集标准信号发送、天然气测量系统信号回路信号接收等功能于一体的天然气测量系统诊断控制器。中央控制器控制核查标准信号发生器向天然气测量系统中的隔离器发送核查标准信号，该核查标准信号经天然气测量系统的隔离器、A/D转换器传输后，标准信号测量模块从流量计算机中获取该传输后的信号并对其进行测量，将测量结果传输至中央控制器，中央控制器将上述核查标准信号和标准信号测量模块的测量结果传输至后续的处理数据设备，通过分析、对比核查标准信号发生器发出的核查标准信号和标准信号测量模块的测量结果，对天然气测量系统进行诊断。

该诊断控制器结构简单，操作简便，将该诊断控制器应用于天然气测量系统的诊断中，大大简化了对天然气测量系统进行诊断的操作，降低成本。本实用新型实施例提供的诊断控制器可以通过与远程控制设备连接，实现天然气测量系统远程诊断；也可在现场通过与笔记本计算机等具备数据处理功能的设备连接，进行现场诊断。

本实用新型实施例提供的诊断控制器特别适用于对天然气孔板计量系统的信号回路进行诊断。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的天然气测量系统诊断控制器中PCB线路板的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的天然气测量系统诊断控制器中下壳体的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的天然气测量系统诊断控制器中上壳体的结构示意图。

图中的附图标记分别表示：

1-PCB线路板；

11-凸起；

2-中央控制器；

3-核查标准信号发生器；

31-标准电阻信号源；32-标准电压信号源；

4-标准信号测量模块；

5-通讯模块；

6-继电器；

7-电源模块；

8-扩展端口；

81-扩展模块；82-串口转换器；

91-下壳体；

911-卡槽；912-夹持块；913-环形卡槽；

92-上壳体。

具体实施方式

为使本实用新型的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。除非另有定义，本实用新型实施例所用的所有技术术语均具有与本领域技术人员通常理解的相同的含义。

本实用新型实施例提供了一种天然气测量系统诊断控制器，参见图1、图2和图3，该诊断控制器包括：壳体，设置在壳体内部的PCB线路板1，以及设置在PCB线路板1上的中央控制器2、核查标准信号发生器3和标准信号测量模块4。

核查标准信号发生器3的输入端与中央控制器2电连接，核查标准信号发生器3的输出端用于与天然气测量系统中的隔离器电连接。

标准信号测量模块4的输入端用于与天然气测量系统的流量计算机电连接，标准信号测量模块4的输出端与中央控制器2电连接。

中央控制器2用于控制核查标准信号发生器3向天然气测量系统中的隔离器发送核查标准信号；标准信号测量模块4用于从天然气测量系统的流量计算机中获取核查标准信号经天然气测量系统的隔离器、A/D转换器传输后的信号，并对传输后的信号进行测量，并将测量结果传输至中央控制器2，中央控制器2还用于将核查标准信号和测量结果输出。

本实用新型实施例中，通过将中央控制器2、核查标准信号发生器3及标准信号测量模块4等集成在PCB线路板1上，得到了一种集标准信号发送、天然气测量系统信号回路信号接收等功能于一体的天然气测量系统诊断控制器。该诊断控制器结构简单，操作简便，将该诊断控制器应用于天然气测量系统的诊断中，能够大大简化对天然气测量系统进行诊断的操作，降低成本。

本实用新型实施例提供的诊断控制器可以通过与远程控制设备连接，实现天然气测量系统远程诊断；也可在现场通过与笔记本计算机等具备数据处理功能的设备连接，进行现场诊断。

本实用新型实施例提供的诊断控制器特别适用于对天然气孔板计量系统的信号回路进行诊断。

本实用新型实施例提供的诊断控制器中，各个部件所执行的功能都是各个部件本身所具有的功能。本实用新型实施例是利用各个部件所具有的功能，通过对连接关系的优化改进来实现简化天然气测量系统诊断时的操作、降低成本的技术效果，并不涉及软件方面的改进。

本实用新型实施例提供的诊断控制器中，中央控制器2具体可以采用EM910嵌入式主板(EM910CPU芯片)。EM910嵌入式支持WinCE操作系统，并内置与外界连接的通讯端口。

参见图1，本实用新型实施例提供的诊断控制器中，核查标准信号发生器3包括标准电阻信号源31和标准电压信号源32。其中，标准电阻信号源31为诊断控制器标准电阻信号的发生源，具体可以为采用一组工业低温漂高准确度电阻，并通过继电器进行组合形成的模块，可以输出若干种不同阻值的电阻。由于没有任何半导体器件在信号输出回路中，不会存在非线性干扰，因此上述标准电阻信号源31可以用来模拟PT100(铂热电阻)和SBWZ-2460(热电阻温度变送器)。标准电压信号源32可以为采用ADI公司生产的AD5421数模转换器(本领域技术人员也可根据实际需要选择具有相同性能的其他型号的产品)。AD5421内置的一路稳压输出，可以提供1.8V至12V的调节输出电压，AD5421还内置1.22V和2.5V基准电压源，因而不需要再分别设立调节器和基准电压源；其高速串行接口能够以30MHz速率工作，并且允许通过一个SPI(串行外设接口，Serial Peripheral Interface)兼容型三线式接口与常用的微处理器和微控制器简单相连；AD5421还可以保证16-bit单调性；在通常条件下，AD5421积分非线性为0.0015％，失调误差为0.0012％，增益误差为0.0006％。

本领域技术人员可以理解的是，在天然气测量系统诊断过程中，根据需要发出的核查标准信号可以为电阻信号、电压信号或者电流信号。电阻信号和电压信号可以通过标准电阻信号源31和标准电压信号源32分别发出，而电流信号则可以通过标准电阻信号源31和标准电压信号源32之间的配合来发出。

本实用新型实施例提供的诊断控制器中，标准信号测量模块4具体可以为由一个由标准电阻和标准电压构成的测量源。

进一步地，参见图1，本实用新型实施例提供的诊断控制器中还可以在PCB线路板1上设置通讯模块5。通讯模块5与中央控制器2电连接，利用通讯模块5获取天然气测量系统中的二次仪表的数据，并将获取的数据传输至中央控制器2，实现二次仪表参数的读取。还可以通过通讯模块5将中央控制器2的指令发送给二次仪表，对二次仪表进行修改和调校。通讯模块5具体可以采用HART协议、BROWN协议或FF总线协议等。

进一步地，在天然气测量系统中，信号回路中包括温度信号回路、压差信号回路以及压力信号回路等。每一个回路中包括相应的二次仪表和隔离器。为了便于在温度信号回路、压差信号回路以及压力信号回路中进行切换，分别对每个信号回路进行诊断，参见图1，还可以在PCB线路板1上设置与中央控制器2电连接的继电器6，利用继电器6能够切换电路的功能，以实现信号在不同信号回路内的传输。核查标准信号发生器3的输出端可以通过多根线缆分别与每个信号回路的隔离器连接，通过继电器6使由核查标准信号发生器3发出的核查标准信号传输至不同的信号回路。

进一步地，参见图1，本实用新型实施例提供的诊断控制器还包括设置在PCB线路板1上的电源模块7，电源模块7与中央控制器2电连接，用于为中央控制器2供电。电源模块7采用常规电源即可，例如电池。具体输入电压范围可以为9-32V，优选采用同时支持直流、交流输入的电源。为了防止干扰信号通过电源影响设备工作，同时电源内部还可以做常规隔离处理。

进一步地，参见图1，本实用新型实施例提供的诊断控制器还包括设置在PCB线路板1上的扩展端口8，扩展端口8与中央控制器2电连接，以便于本实用新型实施例提供的诊断控制器外接网线或者笔记本电脑。其中，扩展端口8具体可以包括通用的扩展模块81和串口转换器82；扩展模块81用于(TPC/IPTransmissionControlProtocol/InternetProtocol，传输控制协议/因特网互联协议)，串口转换器82用于连接FF总线。

本实用新型实施例提供的诊断控制器中，核查标准信号发生器3、标准信号测量模块4、通讯模块5、继电器6、电源模块7以及扩展端口8与中央控制器2的连接电路采用本领域的常规技术手段即可。可以采用本领域的常规技术手段在PCB线路板1上形成电路图形，再将上述各部件焊接在PCB线路板1上。

进一步地，参见图2和图3，壳体包括彼此连接的下壳体91和上壳体92，其中，PCB线路板1固定在下壳体91内。本领域技术人员可以理解的是，在下壳体91和上壳体92设置有用于线缆连接的开口(图中未示出)。

PCB线路板1具体可以通过以下方式固定在下壳体91内：在PCB线路板1的边缘设置凸起11，在下壳体91的内壁上设置与PCB线路板1的凸起11相配合的卡槽911。将PCB线路板1的凸起11卡入下壳体91的卡槽911内。如图2所示，可以在PCB线路板1的相对的两条边上分别设置2个凸起11；下壳体91和上壳体92均设计为长方体形，分别在下壳体91的相对的两个内表面上设置上述凹槽911。

作为本实用新型实施例的一种改进，卡槽911内部还设置有弹簧和夹持块912，弹簧的一端固定在卡槽911的内壁上，弹簧的另一端固定在夹持块912上。弹簧和夹持块912组合形成一个弹性部件，利用弹簧的弹性固定PCB线路板1。

PCB线路板1还可以采用其他方式固定在下壳体91内，例如在PCB线路板1边缘处开设连接孔，在下壳体91内开设螺纹孔，通过螺栓将PCB线路板1固定。

进一步地，参见图2和图3，可以在下壳体91的上表面沿周长方向设置环形卡槽913，在上壳体92的下表面设置与上述环形卡槽913相配合的环形凸起(图中未示出)，通过将环形凸起嵌入环形卡槽913来将下壳体91和上壳体92固定。

以上所述仅是为了便于本领域的技术人员理解本实用新型的技术方案，并不用以限制本实用新型。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种天然气测量系统诊断控制器，其特征在于，包括：壳体，设置在所述壳体内部的PCB线路板(1)，以及设置在所述PCB线路板(1)上的中央控制器(2)、核查标准信号发生器(3)和标准信号测量模块(4)；

所述核查标准信号发生器(3)的输入端与所述中央控制器(2)电连接，所述核查标准信号发生器(3)的输出端用于与天然气测量系统中的隔离器电连接；

所述标准信号测量模块(4)的输入端用于与所述天然气测量系统的流量计算机电连接，所述标准信号测量模块(4)的输出端与所述中央控制器(2)电连接；

所述中央控制器(2)用于控制所述核查标准信号发生器(3)向所述天然气测量系统中的隔离器发送核查标准信号；所述标准信号测量模块(4)用于从所述天然气测量系统的流量计算机中获取所述核查标准信号经所述天然气测量系统的隔离器、A/D转换器传输后的信号，并对传输后的信号进行测量，并将测量结果传输至所述中央控制器(2)，所述中央控制器(2)还用于将所述核查标准信号和所述测量结果输出。

2.根据权利要求1所述的诊断控制器，其特征在于，所述核查标准信号发生器(3)包括标准电阻信号源(31)和标准电压信号源(32)。

3.根据权利要求1所述的诊断控制器，其特征在于，所述诊断控制器还包括设置在所述PCB线路板(1)上的通讯模块(5)；所述通讯模块(5)与所述中央控制器(2)电连接，所述通讯模块(5)用于获取所述天然气测量系统中的二次仪表的数据，并将获取的数据传输至中央控制器(2)。

4.根据权利要求1所述的诊断控制器，其特征在于，所述诊断控制器还包括设置在所述PCB线路板(1)上的继电器(6)，所述继电器(6)与所述中央控制器(2)电连接。

5.根据权利要求1所述的诊断控制器，其特征在于，所述诊断控制器还包括设置在所述PCB线路板(1)上的电源模块(7)，所述电源模块(7)与所述中央控制器(2)电连接，所述电源模块(7)用于为所述中央控制器(2)供电。

6.根据权利要求1所述的诊断控制器，其特征在于，所述诊断控制器还包括设置在所述PCB线路板(1)上的扩展端口(8)，所述扩展端口(8)与所述中央控制器(2)电连接。

7.根据权利要求1所述的诊断控制器，其特征在于，所述壳体包括彼此连接的下壳体(91)和上壳体(92)，所述PCB线路板(1)固定在所述下壳体(91)内。

8.根据权利要求7所述的诊断控制器，其特征在于，所述PCB线路板(1)的边缘设置有凸起(11)，所述下壳体(91)的内壁上设置有与所述凸起(11)相配合的卡槽(911)。

9.根据权利要求8所述的诊断控制器，其特征在于，所述卡槽(911)内部还设置有弹簧和夹持块(912)，所述弹簧的一端固定在所述卡槽(911)的内壁上，所述弹簧的另一端固定在所述夹持块(912)上。

10.根据权利要求8所述的诊断控制器，其特征在于，所述下壳体(91)的上表面沿周长方向设置有环形卡槽(913)，所述上壳体(92)的下表面设置有与所述环形卡槽(913)相配合的环形凸起。