CN212807256U - 一种用于检测带温度压力转换功能燃气表的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于检测带温度压力转换功能燃气表的装置，包括通过管道依次相连的空气压缩机、干燥机、储气罐、调压器、质量流量传感器、热交换箱、高低温箱、流量调节阀；所述调压器用于调节管道内气体压力；流量调节阀用于调节气体流量分别对应燃气表的工作流量；质量流量传感器进气口设有第一温度传感器和第一压力传感器；高低温箱内设有燃气表安装支架；高低温箱前设有图像采集器；高低温箱内设有第二温度传感器和第二压力传感器；采集控制终端与空气压缩机、质量流量传感器、调压器、热交换箱、高低温箱、流量调节阀、图像采集器以及上述两个压力传感器和两个温度传感器电连接，本装置可对带温度压力转换功能燃气表进行检测。

Description

一种用于检测带温度压力转换功能燃气表的装置

技术领域

本实用新型属于燃气表检测领域，特别是一种用于检测带温度压力转换功能燃气表的装置。

背景技术

按照国家计量检定规程的要求，对燃气表的检定是在标准状况进行，通常为20℃，1个大气压。但燃气表实际使用场合的环境条件并不都是标准状况，由于地域差异、季节差异和时间差异等，导致燃气表实际使用时的环境温度和环境压力与标准状况有所不同。根据理论计算，一定质量的气体，在压力保持不变的情况下，温度每增加1℃，气体体积将增加0.37％；而在温度保持不变的情况下，压力每增加1kPa，气体体积将减小0.9％。

燃气表温度/压力适应性试验是用来检查验证燃气表在不同温度和压力环境中能否正常工作，检验燃气表在高、低温和高、低压下，其重要零部件如外壳、膜片计量室、连杆机构、附加装置，以及不同制造条件和工艺的燃气表，对各自的误差计量性能的影响，是模拟产品环境试验的必备要求。国外早在20年前就开展了燃气表的温度和压力的适应性试验，由于国内燃气表生产工艺和条件水平以及技术机构的检测能力，近年来我国才开始进行这项试验。

中国专利CN102928054A公开了一种检测带温度补偿功能的燃气表的装置及其检测方法，该装置标准器采用的是容积式气体流量标准装置，是负压抽气式，试验室需要先将进入燃气表的气体温度调节成不同的试验温度，再把从燃气表流出的气体温度经温度箱调回到20度，才能进入标准器进行测量，而且测量过程仅仅是温度转换，不涉及压力，这种方式只能得到燃气表在不同温度条件下的示值误差，无法对燃气表在非标准状况的温度和压力综合条件下的计量性能进行检测，也无法判断燃气表的温度和压力适应性是否真正满足计量要求。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种用于检测带温度压力转换功能燃气表的装置，通过压力适应性和温压一体化的检测，满足对带温度压力转换功能燃气表的检测要求。

实现本实用新型目的的技术解决方案为：

一种用于检测带温度压力转换功能燃气表的装置，包括通过管道依次相连的空气压缩机、干燥机、储气罐、调压器、质量流量传感器、热交换箱、高低温箱、流量调节阀；所述调压器用于调节管道内气体压力；所述流量调节阀用于调节气体流量分别对应燃气表的工作流量；

所述质量流量传感器进气口设有第一温度传感器和第一压力传感器，分别用于测量流入质量流量传感器的气体介质的温度和压力；

所述高低温箱内设有燃气表安装支架，用于燃气表的安装；所述高低温箱前设有图像采集器，用于对燃气表的示值进行拍照采集；

所述高低温箱内设有第二温度传感器和第二压力传感器，分别用于测量流入燃气表的气体介质的温度和压力；

所述采集控制终端与空气压缩机、质量流量传感器、调压器、热交换箱、高低温箱、流量调节阀、图像采集器以及上述两个压力传感器和两个温度传感器电连接，控制各装置的工作及采集和显示各传感器和图像采集器的数据。

本发明与现有技术相比，其显著优点是：

(1)通过由变频空气压缩机、干燥机、储气罐、调压器组成的调压系统，实现对燃气表不同压力试验条件的模拟；通过由热交换箱、高低温箱组成的调温系统，实现对燃气表不同温度试验条件的模拟；能够实现在一套装置中模拟不同的温度和压力试验条件，并在不同试验条件下检测示值误差，进行燃气表的温度/压力适应性试验。

(2)通过使用变频空气压缩机、储气罐和调压器作为稳压和调压设备，实现在(0.5～50)kPa范围内调节气体压力，达到检测所需的不同试验压力值，并实现压力波动不超过±100Pa；通过热交换箱和高低温箱作为调温设备，实现在(-40～70)℃范围内调节气体温度和燃气表环境温度，达到检测所需的不同试验温度值，并实现温度变化不超过±0.5℃。

附图说明

图1为本实用新型的检测装置结构示意图。

图2是本实用新型中高低温箱内部的燃气表安装支架结构图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步的介绍。

实施例1

本实施例中的一种用于检测带温度压力转换功能燃气表的装置，包括空气压缩机1、干燥机2、储气罐3、调压器4、质量流量传感器5、热交换箱6、高低温箱7、流量调节阀8、图像采集器12和采集控制终端13；

所述空气压缩机1、干燥机2、储气罐3、调压器4、质量流量传感器5、热交换箱6、高低温箱7通过管道依次相连；所述高低温箱7的出气管上设有流量调节阀8；所述调压器4用于调节管道内气体压力；所述流量调节阀8用于调节气体流量分别对应燃气表的工作流量；

所述质量流量传感器5进气口设有第一温度传感器9和第一压力传感器10；所述第一温度传感器9和第一压力传感器10分别用于测量质量流量传感器进气口处气体介质的温度T₁和压力p₁；

所述高低温箱7内设有燃气表安装支架11，用于将燃气表安装在高低温箱内进行试验；所述高低温箱7前设有图像采集器12，用于将燃气表的示值q_v2拍照并传输到采集控制终端；所述高低温箱7内设有第二温度传感器14和第二压力传感器15，第二温度传感器14用于测量高低温箱7内流入燃气表的气体介质的实际工作温度T₂，第二压力传感器15用于测量高低温箱7内流入燃气表的气体介质的实际工作压力p₂；

所述采集控制终端13与空气压缩机1、质量流量传感器5、调压器4、热交换箱6、高低温箱7、流量调节阀8、图像采集器12、两个压力传感器和两个温度传感器电连接；用于控制控制各设备的工作，以及采集传感器的数据。所述采集控制终端13用于设定热交换箱6和高低温箱7的工作温度；所述采集控制终端13根据高低温箱7内的第二温度传感器14所测温度，调节控制热交换箱6管道内气体介质的温度达到设定温度，并通过高低温箱7对燃气表的环境温度进行控制调节；所述调压器4用于调节管道内气体压力；所述流量调节阀8用于调节气体流量分别对应燃气表的工作流量；所述采集控制终端13实时采集质量流量传感器5的质量流量数据，实时显示各传感器和图像采集器12的数据。

进一步的，所述质量流量传感器5采用经标定的0.5级气体质量流量传感器，以避免使用容积式流量标准器时，串行管路局部气体温度和压力差异对流量标准器测量数据准确度有影响的情况。

所述热交换箱6中设置上下交错多排分布的气体温度交换管，高低温箱7内设置燃气表安装支架11，支架11在燃气表的进气口管道上设置有第二温度传感器14和第二压力传感器15，第二温度传感器14用于测量流经燃气表的气体介质的温度，传输至采集控制终端13，对热交换箱6和高低温箱7的温度控制进行调节。第二压力传感器15用于测量流入燃气表的气体介质的压力，传输至采集控制终端，对调压器4进行调节；高低温箱7正面透明观察窗外在燃气表正前方位置设置有图像采集器12(可采用工业相机)，用于将燃气表的示值进行图像采集并传输到采集控制终端。

所述空气压缩机1用于产生高压气体，高压气体经干燥机2干燥处理，储气罐3内气体压力高于燃气表的最大工作压力，储气压力达到100kPa。通常智能型膜式燃气表的最大工作压力p_max为10kPa，制造商声明的某些燃气表最大工作压力最高可达50kPa。所述储气罐3承载压力不低于100kPa，选择调压器的调压范围不小于(0.5～50)kPa。标准规定燃气表的最小工作环境温度范围为(-10～40)℃，制造商声明的某些燃气表工作环境温度范围可达(-40～70)℃，所述热交换箱6和高低温箱7的温度调节范围同样不小于(-40～70)℃。

使用调压器4调节管道内气体介质的压力，调压范围(0.5～50)kPa，通过燃气表入口处的第二压力传感器15实时反馈压力值至计算机(采集控制终端13)，控制调压器4微调达到所需试验压力，与设定压力值之差不超过200Pa，且在试验过程中压力波动不超过±100Pa。

使用热交换箱6控制管道内气体介质的温度，调温范围(-40～70)℃，通过燃气表入口处的第二温度传感器14实时反馈温度值至计算机(采集控制终端13)，调节气体温度达到所需试验温度，与设定温度值之差不超过2℃，且在试验过程中温度变化不超过±0.5℃；通过高低温箱7对燃气表周围的环境温度进行控制调节，调温范围(-40～70)℃，使燃气表达到试验温度，且与通过燃气表的气体介质温度相差不超过1℃，与设定温度值之差不超过2℃。

所述采集控制终端13控制空气压缩机1、调压器4、质量流量传感器5、热交换箱6、高低温箱7、流量调节阀8的工作，设定热交换箱6、高低温箱7的试验温度，通过调压器4控制试验压力，以及采集质量流量传感器5的质量流量数据、质量流量传感器进气口的气体温度和压力、燃气表进气口的气体温度和压力，并根据测得的温度和压力控制热交换箱6、高低温箱7的试验温度以及调压器4的试验压力。采集控制终端13实时采集每一次检测中质量流量传感器5的质量流量数据。使用电动开度调节阀作为流量调节阀8进行气体流量调节，实时观察和调节气体流量值，达到实际试验流量不超过设定流量的±5％。高低温箱7中的燃气表安装支架11上设置三个安装工位，可串联安装三台燃气表，检测时可三台同时检测，也可只连接一台单独检测。每个工位之间用软管进行气路连接，且通过接头与燃气表连接，可自由安装，适合不同气体流向的燃气表的安装。使用变频空气压缩机、储气罐和调压器作为稳压和调压设备，可以在(0.5～50)kPa范围内调节气体压力，达到检测所需的不同试验压力值，并实现压力波动不超过±100Pa。

检测时，储气罐3内气体压力达到设定值后，通过调压器4调节管道内气体压力为燃气表最大工作压力p_max，设置热交换箱6和高低温箱7的温度为燃气表工作的最高工作环境温度t_max，使用流量调节阀8调节气体流量分别为燃气表工作的最大流量q_max、0.4q_max和分界流量q_t，分别测量各流量点下的示值误差。按照上述过程，分别设置气体温度和压力为燃气表的最低工作环境温度t_min和最大工作压力p_max、最高工作环境温度t_max和最小工作压力p_min、最低工作环境温度t_min和最小工作压力p_min，并分别在q_max、0.4q_max和q_t流量点下进行被检表示值误差检测。

可以经过以下计算公式即可得到燃气表的示值误差：

其中：q_v1为试验条件下质量流量传感器输出的体积流量；q_m1为质量流量传感器输出的质量流量；T₁为试验条件下的进入质量流量传感器的气体温度，热力学温度K；p₁为试验条件下的进入质量流量传感器的气体压力；M_mol为检测用干燥空气的平均摩尔质量；R为理想气体常数；q′_v1为试验条件下实际流经燃气表的气体体积流量；q_v2为试验条件下燃气表字轮显示的体积流量；T₂为试验条件下进入燃气表的气体温度，热力学温度K；p₂为试验条件下进入燃气表的气体压力。

Claims (8)

1.一种用于检测带温度压力转换功能燃气表的装置，其特征在于，包括通过管道依次相连的空气压缩机(1)、干燥机(2)、储气罐(3)、调压器(4)、质量流量传感器(5)、热交换箱(6)、高低温箱(7)、流量调节阀(8)、采集控制终端(13)；所述调压器(4)用于调节管道内气体压力；所述流量调节阀(8)用于调节气体流量分别对应燃气表的工作流量；

所述质量流量传感器(5)进气口设有第一温度传感器(9)和第一压力传感器(10)，分别用于测量质量流量传感器进气口处气体介质的温度和压力；

所述高低温箱(7)内设有燃气表安装支架(11)，用于燃气表的安装；所述高低温箱(7)前设有图像采集器(12)，用于对燃气表的示值进行拍照采集；

所述高低温箱(7)内设有第二温度传感器(14)和第二压力传感器(15)，分别用于测量燃气表进气口处气体介质的温度和压力；

所述采集控制终端(13)与空气压缩机(1)、调压器(4)、质量流量传感器(5)、热交换箱(6)、高低温箱(7)、流量调节阀(8)、图像采集器(12)以及上述两个压力传感器和两个温度传感器电连接，控制各装置的工作及采集和显示各传感器和图像采集器(12)的数据。

2.根据权利要求1所述的用于检测带温度压力转换功能燃气表的装置，其特征在于，所述质量流量传感器(5)采用经标定的0.5级气体质量流量传感器。

3.根据权利要求1所述的用于检测带温度压力转换功能燃气表的装置，其特征在于，所述安装支架(11)上设有多个安装工位，每个工位之间用软管进行气路串连接，且软管通过接头与燃气表连接；在每个工位的燃气表进气口处管道上均设置温度传感器和压力传感器。

4.根据权利要求1所述的用于检测带温度压力转换功能燃气表的装置，其特征在于，所述空气压缩机(1)为变频空气压缩机。

5.根据权利要求1所述的用于检测带温度压力转换功能燃气表的装置，其特征在于，所述图像采集器(12)采用工业相机。

6.根据权利要求1所述的用于检测带温度压力转换功能燃气表的装置，其特征在于，所述热交换箱(6)的调温范围为(-40～70)℃。

7.根据权利要求1所述的用于检测带温度压力转换功能燃气表的装置，其特征在于，所述流量调节阀(8)为电动开度调节阀。

8.根据权利要求1所述的用于检测带温度压力转换功能燃气表的装置，其特征在于，所述调压器(4)调压范围为(0.5～50)kPa。

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