计量表标定装置和方法制造方法及图纸

公开了一种计量表标定装置和方法，该装置包括：标准器，连接至存储有被测气体的储气罐的出气口，输出标准流速值；流速调节阀，连接至储气罐的进气口，用于设定气体流速，标准器输出的标准流速值表示所设定的流速；以及采集控制部，采集和处理用于标定计量表的数据，并控制所述装置的操作。待标定的计量表连接在标准器与流速调节阀之间，储气罐、标准器、计量表、流速调节阀通过气体管道连接，形成闭环结构。根据本发明专利技术示例实施例的装置和方法，形成气体的封闭循环流动，确保了使用有毒、有害、可燃等危险性气体作为标定介质时的安全性，能够使用任意组份的实测气体作为标定介质，保证标定结果可直接用于实际工作过程。

【技术实现步骤摘要】
计量表标定装置和方法
本专利技术涉及流体计量
，具体涉及用于气体计量表的标定装置和方法。
技术介绍
在计量例如混合性可燃气体时，电子计量相比传统机械计量具有优越性，例如MEMS技术在流体计量方面已有应用。但是对于包含不同组份的混合气体，电子计量装置的标定比较困难。传统的机械计量装置一般采用空气标定，以空气与实际待测气体之间的精度等效方式进行估计，以针对待测气体来标定计量装置。而多数电子计量方法(超声波、MEMS、电化学等)在原理上对于混合性流体的组份、温度和压力敏感，因此不能像机械计量那样做精度等效的假设。目前还没有比较好的方法实现对多种气体的计量标定。现有的气体流量电子计量设备大多采用和机械式相同的空气标定法，使用音速喷嘴、钟罩等设备完成。在用于实气测量时，采用两种方法：1)遵循原有的精度等效采用的产品标准，2)和机械式表计串联，构造有限的流量点，通过实际测量获得电子气表和机械表计之间的误差，进而进行数学修正的方法。这些技术方案存在缺陷，例如空气计量结果等效方案实际上缺乏直接的理论依据，藏匿了严重的计量误差。串联修正方案存在两个隐患：第一作为标准器的机械式表计的精度往往低于电子表计，其对比结果的准确性缺乏依据；第二由于缺乏精准的测试装置和方法，无法准确得到流量点上与计量误差的对应关系，后期修正缺乏精确可靠的分析数据源。此外，这两个方法都是基于有限气体样本来做的，而且天然气等混合气体的成分不断变化，更进一步降低了电子计量表计的可信度，限制了电子计量的气体流量检测产品的市场推广和气体流量计量原理的根本突破。另外，很多流体具有易燃、易爆、有毒等特性，使得在实际生产过程中不能直接用来建立气体流量和计量表的传感器信号输出的关系，无法进行标定。因此，需要一种用于标定计量表的方法，能够使用任意组份的混合气体作为标定介质，保证标定结果可直接用于计量表实际工作过程，并且能够考虑到被测气体的有毒、有害、可燃等危险性以及不同组份气体残留对检测结果的影响，提高标定的安全性、便利性、准确性和可扩展性。
技术实现思路
根据本专利技术示例实施例，提出了一种计量表标定装置，包括：标准器，连接至存储有被测气体的储气罐的出气口，输出标准流速值；流速调节阀，连接至储气罐的进气口，用于设定气体流速，标准器输出的标准流速值表示所设定的流速；以及采集控制部，采集和处理用于标定计量表的数据，并控制所述装置的操作；其中，待标定的计量表连接在标准器与流速调节阀之间，储气罐、标准器、计量表、流速调节阀通过气体管道连接，形成闭环结构。根据本专利技术示例实施例，提出了一种计量表标定方法，包括：a)使储气罐中存储的被测气体从储气罐出气口流出，经由气体管道流经标准器、计量表和流速调节阀，并从储气罐进气口回到储气罐；b)由流速调节阀调节和设定气体流速；c)由标准器输出标准流速值，该标准流速值表示所设定的气体流速；d)由计量表测量气体的流速并输出测量流速值；e)根据测量流速值与标准流速值之间的偏差，计算计量表的计量误差，并根据计量误差来标定计量表。根据本专利技术示例实施例的装置和方法，形成气体的封闭循环流动，而不是简单的排空或点燃，极大地提高系统的安全性，能够使用有毒、有害、可燃等危险性气体作为标定介质，避免被测气体对环境的危害。此外，能够模拟计量表实际工作情况，使用任意组份的实测气体作为标定介质，保证标定结果可直接用于实际工作过程。集中式的信息采集和误差计算，便于快速进行测试结果的整理和输出。附图说明通过下面结合附图说明本专利技术的示例实施例，将使本专利技术的上述及其它目的、特征和优点更加清楚，其中：图1示出了根据本专利技术示例实施例的计量表标定装置的示意图；图2示出了根据本专利技术示例实施例的计量表标定装置的采集控制连接示意图；图3示出了根据本专利技术示例实施例的计量表标定方法的示意流程图；图4示出了根据本专利技术示例实施例的计量表标定方法中气体置换过程的示意流程图；以及图5示出了根据本专利技术示例实施例的计量表标定方法中计量表置换过程的示意流程图。具体实施方式以下参照附图，对本专利技术的示例实施例进行详细描述，本专利技术不限于下述示例实施例。为了清楚描述本专利技术的基本思想，附图中仅示出了与本专利技术的技术方案密切相关的部件、功能或步骤，并且以下描述中省略了对已知技术、功能、部件或步骤的具体描述。下文中主要采用电子计量表作为示例描述本专利技术示例实施例，但是本领域技术人员可以理解，本专利技术可以广泛应用于民用、医疗器械、半导体工业等其它气体流量设备的标定。此外，采用混合可燃气体作为示例进行描述，但是本领域技术人员可以理解，本专利技术可以广泛应用于任何组份的气体。例如微机电(MEMS)计量表等电子计量表一般采用流量传感器为检测元件，实现流体流速测量，能够将流体流速转换为信号输出，例如转换为电压信号。电子计量表中一般存储有流速值-传感器电压值之间的关系参数。当气体以一定流速值流经计量表时，传感器输出相应的电压值，计量表可以通过存储的关系参数得到气体的流速值，进而通过累积得到流经气体的总量。由于实测气体的组份变化不定，对于每一种实测气体，计量表的流速值-传感器电压值是未知的。因此，在计量表投入实际使用之前，需要建立该关系并且进行标定。此外，由于在生产过程中工艺变化等因素影响，即使同一批生产的计量表，也存在个体差异，在同种流体同一流速或流量下，这些计量表的信号输出无法完全相同，因此在非常严格的情况下也需要对每个计量表进行标定。由于计量表计量的一般不是空气，而是例如天然气等工业或民用的其他气体，所以传统方法中采用空气作为标定介质，无法精确反映计量表的信号输出与实测气体的实际流量之间的关系，降低了计量表的计量精度。此外，一些流体具有易燃、易爆、有毒等特性，在实际生产过程中不能直接用来建立流速值-传感器电压值。考虑到计量表标定的需求，根据本专利技术示例实施例，提出了用于标定计量表的装置。图1示出了根据本专利技术示例实施例的计量表标定装置10的示意图。计量表标定装置10包括储气罐101、标准器102、流速调节阀104和采集控制部105。图1中示出了计量表103安装在标准器102与流速调节阀104之间。储气罐101存储被测气体，具有气源接口S、出气口Ex和进气口En。被测气体可以是混合气体，例如主要成分是甲烷(CH4)的天然气。气源可以经由阀门(例如手动阀等)连接至气源接口S，当阀门接通时，向储气罐101输入被测气体。此外，在气源与气源接口S之间还可以设置压力表和逆向阀，压力表检测气体流动通道的压力，逆向阀防止气体从储气罐101逆向流回气源。标准器102经由阀门V1连接至储气罐的出气口Ex，标准器102可以输出标准流速值Qref，例如标准器102可以具有显示屏，在显示屏上显示指示标准流速值的数值。标准器102可以是用于产生标准流量/流速值的仪器，例如音速喷嘴、湿式流量计等。计量表103是被测表计，经由阀门V2连接至标准器102，测量流经气体的流速并输出测量流速值Q。计量表103可以是精度待标定的任何仪表，例如蜗轮、腰轮、皮膜表、超声波燃气表、MEMS燃气表等。标准器102和计量表103可以按需选择，计量表103可以安装到装置10中并且可以从中拆卸下来，便于更换待测表计。流速调节阀104的一端连接至计量表103(当安装时)，另一端经由阀门本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种计量表标定装置，包括：标准器，连接至存储有被测气体的储气罐的出气口，输出标准流速值；流速调节阀，连接至储气罐的进气口，用于设定气体流速，标准器输出的标准流速值表示所设定的流速；以及采集控制部，采集和处理用于标定计量表的数据，并控制所述装置的操作；其中，待标定的计量表连接在标准器与流速调节阀之间，储气罐、标准器、计量表、流速调节阀通过气体管道连接，形成闭环结构。

【技术特征摘要】
1.一种计量表标定装置，包括：标准器，连接至存储有被测气体的储气罐的出气口，输出标准流速值；流速调节阀，连接至储气罐的进气口，用于设定气体流速，标准器输出的标准流速值表示所设定的流速；以及采集控制部，采集和处理用于标定计量表的数据，并控制所述装置的操作；其中，待标定的计量表连接在标准器与流速调节阀之间，储气罐、标准器、计量表、流速调节阀通过气体管道连接，形成闭环结构；所述装置还包括浓度分析仪，所述浓度分析仪连接至气体管道，检测和分析气体管道中的气体浓度，并输出分析结果；其中，采集控制部采集浓度分析仪输出的分析结果，并根据分析结果执行相应的控制。2.根据权利要求1所述的装置，其中，计量表测量流经气体的流速并输出测量流速值，采集控制部采集标准器输出的标准流速值和计量表输出的测量流速值，并根据测量流速值与标准流速值之间的偏差，计算计量表的计量误差，所述计量误差用于标定计量表。3.根据权利要求1所述的装置，还包括：温度压力表，分别设置在标准器和计量表附近，用于分别检测标准器和计量表处的温度和压力，并输出相应的温度和压力信号；其中，采集控制部采集温度压力表输出的温度和压力信号，并在处理所采集的测量流速值和标准流速值之前对这些流速值进行温压补偿。4.根据权利要求1所述的装置，还包括：压力检测器，连接至储气罐和气体管道，检测储气罐和气体管道中的气体压力，输出相应的压力信号；其中，采集控制部采集压力检测器输出的采集压力信号，并根据压力信号执行相应的控制。5.根据权利要求1所述的装置，还包括：调压风机，设置在储气罐的出气口和/或进气口处，用于产生气体在气体管道中循环流动所需的压力。6.根据权利要求1所述的装置，还包括：真空泵，连接至储气罐，用于对储气罐抽真空。7.根据权利要求1所述的装置，还包括：第一惰性气体进气口，连接至计量表的进气口，向计量表输入惰性气体；以及第一惰性气体出气口，连接至计量表的出气口，从计量表中排出惰性气体。8.根据权利要求1所述的装置，还包括：第二惰性气体进气口，设置在储气罐上，惰性气体吹扫装置连接至第二惰性气体进气口，向储气罐中吹扫惰性气体，以置换储气罐和气体管道中的气体；以及第二惰性气体出气口，在储气罐进气口附近连接至气体管道，从储气罐和气体管道中排出惰性气体。9.根据权利要求1所述的装置，其中标准器与储气罐出气口之间、标准器与计量表之间、流量调节阀与储气罐进气口之间分别经由气动阀连接，所述装置还包括：稳压气缸，产生气动阀控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：董胜龙，李国国，张连奎，杨小光，李龙，
申请(专利权)人：新奥科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：