CN218847360U - 一种超声波仪表的校准系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及计量表校准领域，公开了一种超声波仪表的校准系统，包括校表台、通信单元、校表电脑，所述校表台设置有若干个用于安装被校表的安装位，能够通过安装位向被校表通入已知流速的气体；所述通信单元用于实现若干个被校表和校表电脑的通信连接，以将被校表测量的气体流速传递给校表电脑；所述校表电脑连接校表台，以获取已知流速。通过通信单元将各个被校表与计算机连接，同时传输各个被校表的流速测量数据，完成计算的同时对多个被校表的基于流速法的校准，提高了校表效率，且校表系统仅采用了一台计算机作为校表电脑，降低了系统成本。

Description

一种超声波仪表的校准系统

技术领域

本实用新型属于计量表校准领域，具体涉及一种超声波仪表的校准系统。

背景技术

长期以来，国内外家用小型燃气表均使用机械膜式燃气表，其工作原理是燃气流经表内的动力及阻力部件产生阻力后形成进气口与出气口压力差，这种压力差推动燃气表的膜片在计量室内运动，再通过传动部件推动计数字轮转动进行测量。这种燃气表皮膜的材质随着使用时间增长而老化，进而导致精度变差；而且安全性低，一旦管压过高就会造成皮膜变形影响计量误差。

上述缺陷沿用原有的测量技术已经无法得到突破，必须采用新计量计数，因此诞生了超声波仪表，其工作原理是燃气表上游的传感器发出超声波给下游的传感器并测量时间T1，然后由相反方向从下游传感器向上游的传感器发出超声波并测量时间T2，通过这两个由超声波传感器得到的时间可以计算得到气体的流速，再根据管道横截面积得到气体体积。

近几年来超声波燃气表发展势头强劲，随着超声波燃气计量产品的普适化，超声波燃气计量的校准方法越来越受到关注。由于超声波仪表的量程范围宽，所以需要选取适当的校准方式，使得超声波仪表完成精确的计量气体体积。传统的膜式燃气表校准采用体积法，目前超声波仪表也多延续体积法校表。

如图1所示，体积法校表的原理过程：校表台体控制被检表通气，通过捕获被检表的脉冲数来获取被检表走的体积量，和台体自身标准器走的体积量做对比，来计算被检表误差；以小流量点qmin 16L/h为例，台体需要捕获至少2个脉冲也就是4L时才能计算得到稳定的误差，大概需要15分钟时间，大流量点时，此时流量比较大，为了更好的捕获脉冲数，需要提高脉冲当量，为了得到稳定的流量，至少需要稳定测量一定时间(至少1分钟)，此时可能需要捕获几十个脉冲才能获得稳定的流量值。不同的流量点通气的体积量不同，共用9个流量点，依次是qmax、0.7qmax、0.4qmax、0.2qmax、0.1qmax、10qmin、5qmin、3qmin、qmin，当脉冲当量是2L时，9个点对应的脉冲数为50、40、30、20、10、6、3、2、2；为确保计量精度，保证校准系数的线性度，9个流量点误差都需要获取，校表再加上复测时间，需要花费1.5-2个小时或更多，由此可知体积法校表费时费力，校表效率比较低。

由于超声波燃气表能够测量得到燃气流速，因此现有技术出现了通过读出超声波燃气表流速测量值，并与实际流速比较得到流速误差，进而进行燃气表校正的流速校表法。

现有技术中，采用流速法校表时被校表需要串接一块计量准确的标准表，通过标准表得到气体的实际流速，再读出被校表测量的气体流速，相比较得到被校表的流速误差，进而完成校表。在被校表数量较多时，需要同时占用多个校准表，导致成本很高。

目前市面上出现了能够设置多个被校表的校表台，且校表台能够测量出通入被校表的气体流速，通过一台作为校表电脑的计算机从被校表中读取出其测量的流速数据，即可完成校表，被校表的流速数据中带有被校表的编号等身份信息，便于计算机识别被校表的身份。

但是，受限于计算机的通信接口数量，同时对多台被校表校准的过程中需要多台计算机作为校表电脑，导致成本高；或者依然需要校表电脑依次连接各个被校表，导致效率较低。

实用新型内容

本实用新型提供了一种超声波仪表的校准系统，用以解决现有技术校表效率低的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型所包括的技术方案以及技术方案对应的有益效果如下：

本实用新型提供了一种超声波仪表的校准系统，包括校表台、通信单元、校表电脑，所述校表台设置有若干个用于安装被校表的安装位，能够通过安装位向被校表通入已知流速的气体；所述通信单元用于实现若干个被校表和校表电脑的通信连接，以将被校表测量的气体流速传递给校表电脑；所述校表电脑连接校表台，以获取已知流速。

上述技术方案的有益效果为：通过通信单元将各个被校表与计算机连接，同时传输各个被校表的流速测量数据，完成计算的同时对多个被校表的基于流速法的校准，提高了校表效率，且校表系统仅采用了一台计算机作为校表电脑，降低了系统成本。

而且所有被校表和标准的校表台比较，对比标准对象统一，确保误差一致性。

进一步的，所述通信单元包括串口集线器和与被校表数量相同的被校表通信设备，所述被校表通信设备的被校表连接端用于一一对应地与被校表通信连接，被校表通信设备的另一端为串口端，均对应连接于所述串口集线器上，串口集线器连接校表电脑。

将各个被校表的测量数据转为串口协议，通过串口集线器将各个被校表的测量数据汇入校表电脑，方案简单成本低的实现了一台校表电脑同时通信连接多个被校表。

进一步的，所述串口集线器通过PCI接口连接校表电脑。

进一步的，所述被校表通信设备的被校表连接端为红外接收器，被校表通信设备通过红外接收器与被校表的红外通信端口红外连接。

现在的智能燃气表带有红外通信模块，利用这一特点，可以通过红外通信实现被校表到串口的转换以实现与串口集线器的通信连接。具体采用技术上成熟可靠，且在现有技术中大量应用的红外接收器，实现红外信号到串口协议的转换。

进一步的，所述被校表通信设备的被校表连接端为蓝牙接收器，被校表通信设备通过蓝牙接收器与被校表的蓝牙通信模块连接。

若智能燃气表带有蓝牙通信功能，也可以通过USB蓝牙接收器实现串口集线器到蓝牙燃气表的通信连接。

进一步的，所述校表电脑通过串口连接校表台。

附图说明

图1是现有技术体积法校表流程图；

图2是本实用新型实施例中的超声波仪表的校准系统结构原理示意图；

图3是本实用新型实施例中的通信单元原理示意图；

图4是本实用新型实施例中的流速法校表流程图；

图5是现有技术中体积法校表与采用本实用新型进行的流速法校表的误差对比图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步地说明。

如图2所示，本实用新型的一种超声波仪表的校准系统，包括校表台1、通信单元和安装有校表软件2的校表电脑，其中通信单元包括用于与被校表直接通信的近距离通讯设备3以及作为通信服务模块4的串口集线器。

如图3所示，所述校表台1设置有若干个用于安装被校表的安装位，能够通过安装位向被校表通入已知流速的气体。校表台可以为带有标准表的台体，并带有若干待校准超声波燃气表接口，通过接口向各个被校表通入已知流速的气体，气体的已知流速通过标准表测量并传输给校表电脑即可；校表台也可以采用市场上销售的具有相同功能的产品，例如杭州天马计量科技有限公司的INP型号的校表台。

通信单元具体如图3所示，对于常见的带有红外通信功能的超声波燃气表，近距离通讯设备3具体可以采用红外接收器。红外接收器一端的红外探头一一对应地与被校表的红外通信模块连接，红外接收器另一端的USB串口与串口集线器集线端的对应母头连接；串口集线器通过PCI总线连接校表电脑；校表电脑通过串口连接校表台，以获取已知流速。

红外接收器可以采用亿光公司的PD204-6B或类似接收器。

利用本实用新型对超声波仪表的校准过程如下：校表电脑根据被校表流速数据中的被校表身份信息，例如燃气表的sn码序列号等，读取各个被校表的流速，再根据通过校表台获得的已知流速，进行流速校表法校表。

具体的，校准过程如图4所示，在校表电脑上输入所需要校正的m个流速点[VFR1,VFR2,…,VFRm]，并保存；校表电脑根据所需校验的每个流速点VFRm计算校表气体输送管路上的流速控制电磁阀开启方案，并给流速控制电磁阀下发命令打开对应的音速喷嘴使管路中校表气体的流速值达到所需流速点VFRm；校表电脑通过通信单元读取每个被校表的流速，直到完成m个流速点的测试。对应的，可得到m个流速值，再根据被校表的实际测量的m个流速值与已知流速对比得到误差值，通过误差计算出校表系数，将校表系数写入被校表中。

根据流速误差计算校表系数并对被校表进行校正的过程属于现有技术，本实施例不再赘述。

相同条件下，采用本实用新型进行的流速法校表与现有体积法校表的误差对比如图5所示，采用本实用新型进行的流速法校表能达到体积法校表相同的误差要求。

以上给出了本实用新型涉及的具体实施方式，但本实用新型不局限于所描述的实施方式。在本实用新型给出的思路下，采用对本领域技术人员而言容易想到的方式对上述实施例中的技术手段进行变换、替换、修改，并且起到的作用与本实用新型中的相应技术手段基本相同、实现的实用新型目的也基本相同，这样形成的技术方案是对上述实施例进行微调形成的，这种技术方案仍落入本实用新型的保护范围内。

Claims (6)

1.一种超声波仪表的校准系统，其特征在于，包括校表台、通信单元、校表电脑，所述校表台设置有若干个用于安装被校表的安装位，能够通过安装位向被校表通入已知流速的气体；所述通信单元用于实现若干个被校表和校表电脑的通信连接，以将被校表测量的气体流速传递给校表电脑；所述校表电脑连接校表台，以获取已知流速。

2.根据权利要求1所述的超声波仪表的校准系统，其特征在于，所述通信单元包括串口集线器和与被校表数量相同的被校表通信设备，所述被校表通信设备的被校表连接端用于一一对应地与被校表通信连接，被校表通信设备的另一端为串口端，均对应连接于所述串口集线器上，串口集线器连接校表电脑。

3.根据权利要求2所述的超声波仪表的校准系统，其特征在于，所述串口集线器通过PCI接口连接校表电脑。

4.根据权利要求2所述的超声波仪表的校准系统，其特征在于，所述被校表通信设备的被校表连接端为红外接收器，被校表通信设备通过红外接收器与被校表的红外通信端口红外连接。

5.根据权利要求2所述的超声波仪表的校准系统，其特征在于，所述被校表通信设备的被校表连接端为蓝牙接收器，被校表通信设备通过蓝牙接收器与被校表的蓝牙通信模块连接。

6.根据权利要求1所述的超声波仪表的校准系统，其特征在于，所述校表电脑通过串口连接校表台。

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