一种燃气表实流检测系统及检测方法技术方案

本发明专利技术涉及一种燃气表实流检测系统及检测方法，气源经缓冲阀门组连至低压储气罐，低压储气罐通过管路连接防爆真空泵、换向阀门组、活塞压力平衡器和双腔活塞流量发生器工作组，管路上设置多个控制通断的气控阀，换向阀门组连接被检表工作台。本发通过增加防爆真空泵和低压储气罐，在仅使用1倍整个系统容积气体条件下就可以完成整个气体置换过程；通过增加压力平衡活塞，使用动态调节检测回路体积的方式，稳定了检测过程中的压力；采用两组不同大小的双腔活塞流量发生器，在保证检测结果的准确性的前提下，扩大了检测范围；通过增加红外光通讯接口，使装置可以快速读取被检表的瞬时流量输出，减少了等待累计体积量的时间，提高了检测效率。高了检测效率。高了检测效率。

【技术实现步骤摘要】
一种燃气表实流检测系统及检测方法


[0001]本专利技术涉及测量
，尤其涉及一种燃气表实流检测系统及检测方法。

技术介绍

[0002]随着电子技术的发展，以超声波燃气表、热式质量燃气表为代表的新型电子式燃气表开始慢慢崭露头角，并逐步走向家用燃气表市场。与传统皮膜燃气表相比，这类电子式燃气表又称速度式燃气表，它们能够直接计算出气体流量，具有结构简单，无机械传动部分,不受机械磨损影响等优点。同时，超声波燃气表原理中涉及的关键参数（声速）、热式燃气表原理中涉及的关键参数（比热容）都与气体的成分有关。在研究电子式燃气表中，探究气体组分对其计量的影响是一个无法回避问题因此，迫切需要一种可以进行实流检测的系统和方法。
[0003]但是，想要进行实气流量检测，就不得不面对两个关键的技术难题：安全性与准确性。所谓安全性，就是指如何保证在使用可燃气体的情况下，保证检测过程安全进行；所谓准确性，就是指如何保证在检测结果的准确。
[0004]首先，关于安全性的考量。由于检测过程中涉及可燃气体，而一般燃烧的三要素包括可燃物、助燃剂以及温度达到燃烧点，三者缺一不可。因此，理论上来说，只要助燃剂的含量足够低，就不会发生燃烧或爆炸。目前已公开的技术方案也是采用这种策略，即：测试前先通过惰性气体对检测系统的空气进行气体置换，使检测系统中的氧气含量远远低于检测气体的极限氧浓度；然后再用检测气体对检测系统中的惰性气体进行气体置换，从而保证了检测过程的安全性。
[0005]以专利号为CN106338322A的技术文件为例，该方案以氮气为惰性气体，天然气为检测气体，其气体置换流程具体如下：先向储气罐充入氮气来降低氧气含量，然后再用双腔活塞移动进行排气，重复充气、排气若干次后，完成氮气对空气的置换。上述过程中，氮气用量是整个系统容积的二至五倍。同理，用天然气对氮气进行置换，先向储气罐充入天然气来降低氮气含量，然后再用双腔活塞移动进行排气，重复充气、排气若干次后，完成天然气对氮气的置换。上述过程中，天然气用量也是整个系统容积的二至五倍。
[0006]虽然上述技术方案可以实现气体置换从而保证检测过程对安全性，但是缺点也很明显，就是整个置换过程中用气量非常巨大。按照其正文实施例中的描述，进行一次气体置换需要整个系统容积3倍的氮气和整个系统容积3倍天然气。
[0007]同时，该技术方案还有一个隐藏的缺陷就是没有考虑到批量检测过程中被检燃气表更换的问题。被检燃气表更换过程涉及被检表拆卸与安装，容易使管路中的气体外漏，同时换表后也会向管路中引入氧气。为了避免造成安全隐患，换表前后都应该要进行气体置换。但是，按照上述技术方案，由于双腔活塞和储气罐都需要参与气体置换过程，因此每次换表需要整个系统重新置换氮气和天然气，无法重复使用。对于批量检测，被检表更换是非常频繁的。这样不仅使被检表的检测成本提高，同时产生大量的废气难以处理，容易产生安全隐患。
[0008]第二点，关于准确性的考量。由于双腔活塞不仅做为气路的一环，同时也作为标准流量的发生装置，如果检测过程中压力不稳定，就会造成检测过程中的流量不稳定，给检测结果带来误差，最终影响检测结果的准确性。因此，检测过程必须保证压力稳定。
[0009]同样以专利号为CN106338322A的技术文件为例，该技术方案以储气罐向活塞补气的方式，实现了活塞左腔与右腔零压差，其补气具体流程如下：正向工作时，步进电机驱动双腔活塞右移，右腔内天然气经过换向阀组、被检表回流左腔，同时检测过程中储气罐通过单向阀门向左腔补气。反向工作时，步进电机驱动双腔活塞左移，左腔内天然气经过换向阀组、被检表回流右腔，同时检测过程中储气罐通过单向阀门向右腔补气。
[0010]上述技术方案是通过补气的方式进行压力平衡，其本质是给活塞额外增加了一个推力，用来补偿活塞运行中的压力损失。但是，由于检测过程是在密闭循环管道中进行，每次检测中的补气都会导致最终管道整体压力上升，因而无法保证检测环境的重复性。更重要的是，这种方式在运行一段时间后，由于之前的补气会使管道整体压力增加，进而使得活塞在换向过程中难以改变流体的流向，造成活塞启动变慢，甚至产生一定的脉动流量。因此，这种以储气罐向活塞补气进行压力平衡的方式容易造成启动阶段流量的不稳定。
[0011]同时，该上述技术方案中，活塞流量发生器与被检表之间只有换向阀和管道连接，没有任何气流的缓冲结构。这就造成活塞标准器在启动、换向、停止等操作时带来的流量扰动会直接作用于被检表，使得检测过程中流过被检表的流量也会不稳定，最终给检测结果带来误差，影响检测结果的准确性。
[0012]第三点，关于检测量程的考虑。根据活塞流量发生器的原理，其标准流量是通过计算测量时间内活塞装置排出的气体体积得到的： 其中q为标准流量，S为活塞腔体的截面积，L为活塞的运动距离，t为测试时间。如果全流量测试范围内使用同一套活塞，由于活塞腔体的截面积不可变，当检测标准流量q很小的情况下（如：10 L/h以下），会使得活塞运动距离L的变化量非常小，导致活塞运动距离L的测量不确定度大大增加，使得小流量检测结果准确性下降，甚至小流量无法进行检测。
[0013]第四点，关于检测效率的考虑。超声波燃气表、热式质量燃气表本身就是速度式燃气表，可以输出瞬时流量。但是，由于目前大部分检测装置获取被检表的流量是通过计算测试时间内的累计体积量获得，即： 其中q
’
为被检表流量，N为累计脉冲数，P为脉冲当量，即单位脉冲对应的体积量，t为测试时间。为避免脉冲采样引起的误差，脉冲数必须保持一定的量。以16 L/h流量为例，假设脉冲当量为10 L/plus，检测1个脉冲的时间就至少需要2250s，这使得小流量点的检测时间非常长，降低了检测效率。

技术实现思路

[0014]针对现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种燃气表实流检测系统及
检测方法的技术方案。
[0015]所述的一种燃气表实流检测系统，其特征在于包括气源、缓冲阀门组、低压储气罐、防爆真空泵、气控阀、换向阀门组、被检表工作台、活塞压力平衡器、双腔活塞流量发生器工作组和连接各个部件的管路，气源经缓冲阀门组连至低压储气罐，低压储气罐通过管路连接防爆真空泵、换向阀门组、活塞压力平衡器和双腔活塞流量发生器工作组，管路上设置多个控制通断的气控阀，换向阀门组连接被检表工作台，被检表工作台上设置多组被检表。
[0016]所述的一种燃气表实流检测系统，其特征在于所述气源包括工作气气源和保护气气源，工作气气源为天然气，保护气气源为氮气，工作气气源和保护气气源设置在防爆气柜中，工作气气源和保护气气源分别通过相应的缓冲阀门组连接低压储气罐。
[0017]所述的一种燃气表实流检测系统，其特征在于所述换向阀门组用于切换进气方向，换向阀门组包括四个气控阀，其中两个配合用于左进气被检表，另外两个配合用于右进气被检表。
[0018]所述的一种燃气表实流检测系统，其特征在于所述被检表工作台用于采集测试过程中被检表流量、温度和压力本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃气表实流检测系统，其特征在于包括气源、缓冲阀门组、低压储气罐、防爆真空泵、气控阀、换向阀门组、被检表工作台、活塞压力平衡器、双腔活塞流量发生器工作组和连接各个部件的管路，气源经缓冲阀门组连至低压储气罐，低压储气罐通过管路连接防爆真空泵、换向阀门组、活塞压力平衡器和双腔活塞流量发生器工作组，管路上设置多个控制通断的气控阀，换向阀门组连接被检表工作台，被检表工作台上设置多组被检表。2.根据权利要求1所述的一种燃气表实流检测系统，其特征在于所述气源包括工作气气源和保护气气源，工作气气源为天然气，保护气气源为氮气，工作气气源和保护气气源设置在防爆气柜中，工作气气源和保护气气源分别通过相应的缓冲阀门组连接低压储气罐。3.根据权利要求1所述的一种燃气表实流检测系统，其特征在于所述换向阀门组用于切换进气方向，换向阀门组包括四个气控阀，其中两个配合用于左进气被检表，另外两个配合用于右进气被检表。4.根据权利要求1所述的一种燃气表实流检测系统，其特征在于所述被检表工作台用于采集测试过程中被检表流量、温度和压力，被检表工作台的左进气管和右进气管上都装有温度变送器和压力变送器，用于采集被检表温度参数和压力参数，被检表工作台的每个工位的进出气口均设有差压变送器和红外光通讯接口，红外光通讯接口与被检燃气表每一秒钟通讯一次，能够快速获得被检表的瞬时流量。5.根据权利要求1所述的一种燃气表实流检测系统，其特征在于所述活塞压力平衡器由活塞、丝杠、活塞腔体和电机组成，活塞压力平衡器与气控阀连接，气控阀另一端连接在整体系统管路上，通过控制伺服电机转动，从而驱动丝杠带动活塞前进或后退，进而调整活塞腔体与整体系统管路连接部分的体积腔大小，使双腔活塞流量发生器运行中的压力平衡。6.根据权利要求1所述的一种燃气表实流检测系统，其特征在于所述双腔活塞流量发生器工作组用于产生标准流量，...

【专利技术属性】
技术研发人员：支洪林，陈成，石爱国，周延慧，宁宇宇，王颖嘉，田文单，石扬，
申请(专利权)人：杭州先锋电子技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：