靜態(tài)標(biāo)方校準(zhǔn)裝置及其校準(zhǔn)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及氣體流量計校準(zhǔn)裝置，公開了一種靜態(tài)標(biāo)方校準(zhǔn)裝置及其校準(zhǔn)方法。其設(shè)計要點在于該裝置包括壓力可控靜態(tài)密封系統(tǒng)、信號傳輸系統(tǒng)和自動控制系統(tǒng)；在靜態(tài)標(biāo)方校準(zhǔn)裝置實現(xiàn)靜態(tài)壓力條件下，所述壓力可控靜態(tài)密封系統(tǒng)的工作臺架采用液壓驅(qū)動，通過電磁換向閥控制工作臺架的液壓缸向上運動與向下運動，向下運動為壓緊被檢氣體流量計密封，向上運動為泄壓；所述信號傳輸系統(tǒng)中被檢氣體流量計的壓力、溫度、流量值與標(biāo)準(zhǔn)的壓力、溫度、流量值通過計算機(jī)進(jìn)行對比，得出誤差值，根據(jù)設(shè)計要求判定是否合格并作相應(yīng)的比對和校準(zhǔn)，完成被檢氣體流量計的氣密性和和輸出功能的檢驗；所述自動控制系統(tǒng)實施對所有設(shè)備開關(guān)及調(diào)節(jié)的自動控制。
【專利說明】靜態(tài)標(biāo)方校準(zhǔn)裝置及其校準(zhǔn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及氣體流量計校準(zhǔn)裝置，是氣體流量在靜態(tài)不流動的條件下，對氣體流量計顯示的標(biāo)況流量即標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的流量進(jìn)行校準(zhǔn)的裝置及校準(zhǔn)方法，簡稱為靜態(tài)標(biāo)方校準(zhǔn)裝置及其校準(zhǔn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]氣體流量計是對氣體流量進(jìn)行計量的儀表，由一次儀表和二次儀表組成，一次儀表安裝在管道上，與流體相互作用，產(chǎn)生與流量有關(guān)的信號；二次儀表通過檢測一次儀表產(chǎn)生的與流量有關(guān)的信號，轉(zhuǎn)換成電信號或磁信號，并對其進(jìn)行信號放大、濾波等處理后，與溫度、壓力傳感器所感應(yīng)到的信號進(jìn)行計算，得出標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氣體的流量作為計量和結(jié)算的依據(jù)。氣體流量計作為國家強(qiáng)制檢定的計量器具，為了獲得氣體流量計的測量精度及量值傳遞的準(zhǔn)確性，在生產(chǎn)制造完成后必須對其成品進(jìn)行標(biāo)定或校驗。上述標(biāo)定或校驗是指對流量計本身的特性進(jìn)行的標(biāo)定，其包括儀表系數(shù)、重復(fù)性、線性度、誤差等，同時需要將標(biāo)定后得出的儀表系數(shù)輸入二次儀表，參與標(biāo)方運算。
[0003]目前，一些流量計廠家將標(biāo)定后的產(chǎn)品直接出廠，二次儀表計算得出的數(shù)據(jù)包括流量、溫度、壓力，沒有與實際標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比和校準(zhǔn)，從而其二次儀表計算精度直接影響了計量的準(zhǔn)確性。正確的校準(zhǔn)方法是:標(biāo)定合格的氣體流量計，拆下取壓孔的接咀，裝上封口螺塞，出廠前需再做一次氣密性試驗。但為了方便，很多廠家都省略了此項步驟，存在因漏氣而引起的計量不準(zhǔn)確的隱患。同時，根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸需要，氣體流量計有多種輸出方式，包括RS-485通訊、IC脈沖輸出、頻率輸出、4-20mA電流輸出等。這些是產(chǎn)品出廠前必須對輸出功能進(jìn)行的測試，目前沒有一種裝置能夠?qū)怏w流量計輸出功能進(jìn)行全面系統(tǒng)的測試和校準(zhǔn)。因此，建立一套靜態(tài)下對標(biāo)準(zhǔn)流量、溫度、壓力的校準(zhǔn)，對各項輸出功能進(jìn)行測試，對在此過程中將完成整機(jī)出廠前氣密性試驗，集這些多功能于一體的靜態(tài)標(biāo)方校準(zhǔn)裝置尤為重要；其有利于進(jìn)一步完善出廠檢驗，更加確保計量的準(zhǔn)確性和安全性。公知的同類產(chǎn)品較難實現(xiàn)靜態(tài)條件下，對氣體流量計溫度、壓力、流量與標(biāo)準(zhǔn)溫度、壓力、流量進(jìn)行上述對比和校準(zhǔn)，較難對氣體流量計輸出功能集中測試，也較難同時進(jìn)行氣密性試驗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明為克服上述的不足，針對目前氣體流量計檢定的現(xiàn)狀和市場需求，提供一種靜態(tài)條件下對氣體流量計的標(biāo)況流量、溫度、壓力進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)比對和校準(zhǔn)，同時對氣體流量計的輸出功能和氣密性進(jìn)行系統(tǒng)測試的裝置及校準(zhǔn)方法，簡稱為靜態(tài)標(biāo)方校準(zhǔn)裝置及其校準(zhǔn)方法。
[0005]本發(fā)明的裝置的技術(shù)方案是:該裝置包括壓力可控靜態(tài)密封系統(tǒng)、信號傳輸系統(tǒng)和自動控制系統(tǒng)。
[0006]所述壓力可控靜態(tài)密封系統(tǒng)包括空壓機(jī)、空壓機(jī)開關(guān)閥、儲氣罐、第一壓力表、安全閥、減壓閥、調(diào)壓閥、溫度變送器、穩(wěn)壓裝置、油箱、油泵開關(guān)閥、油泵、電磁換向閥、第二壓力表、液壓缸、工作臺架、被檢氣體流量計、排氣閥，以及氣體管道；所述工作臺架設(shè)有液壓缸，工作臺架采用液壓驅(qū)動，通過電磁換向閥控制工作臺架的液壓缸向上運動與向下運動，向下運動為壓緊被檢氣體流量計密封，向上運動為泄壓。
[0007]所述信號傳輸系統(tǒng)包括被檢氣體流量計、計算機(jī)、函數(shù)信號發(fā)生器、壓力變送器、溫度變送器，上述各部件之間進(jìn)行信號傳輸；即所述被檢氣體流量計、壓力變送器、溫度變送器具有RS-485通訊功能，測得的信號通過RS-485通訊傳輸?shù)接嬎銠C(jī)；所述函數(shù)信號發(fā)生器具有RS-485通訊功能，其發(fā)出的標(biāo)準(zhǔn)頻率信號，通過RS-485通訊分別傳輸?shù)接嬎銠C(jī)和被檢氣體流量計；所述壓力變送器、溫度變送器所測得的壓力和溫度信號，通過RS-485通訊傳輸?shù)接嬎銠C(jī)，被檢氣體流量計內(nèi)部壓力、溫度傳感器所測得的壓力和溫度信號，通過RS-485通訊傳輸?shù)接嬎銠C(jī)，對所述的兩種壓力、溫度信號進(jìn)行比對。
[0008]所述自動控制系統(tǒng)包括上位機(jī)軟件和下位機(jī)軟件，自動控制系統(tǒng)的上位機(jī)軟件和下位機(jī)軟件通過操作安裝于計算機(jī)中，實施對所有設(shè)備開關(guān)及調(diào)節(jié)的自動控制。所述上位機(jī)是指直接發(fā)出操控命令的計算機(jī)，一般是屏幕上顯示各種信號變化，常用于液壓、水位、溫度等信號的變化。所述下位機(jī)是指直接控制設(shè)備獲取設(shè)備狀況的計算機(jī)，一般是PLC/單片機(jī)之類的；本發(fā)明采用的下位機(jī)是單片機(jī)。
[0009]所述被檢氣體流量計通過壓緊盤與工作臺架連接，即上述試驗完成后為進(jìn)行下一次測試時，松開壓緊盤，調(diào)整或更換被檢氣體流量計即可。
[0010]本發(fā)明具有的有益效果是:該靜態(tài)標(biāo)方校準(zhǔn)裝置實現(xiàn)靜態(tài)壓力條件下，被檢氣體流量計計量的壓力、溫度、標(biāo)況流量等參數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)壓力、溫度、流量進(jìn)行比對和校準(zhǔn)；實現(xiàn)被檢氣體流量計的氣密性和輸出功能的檢驗。同時，采用空壓機(jī)將產(chǎn)生壓力的氣源穩(wěn)定，采用穩(wěn)壓裝置將使進(jìn)入被檢氣體流量計的氣體穩(wěn)定，溫度、壓力與穩(wěn)壓裝置相同，即穩(wěn)壓裝置的氣體環(huán)境與被檢氣體流量計的氣體環(huán)境近相同。即理論上，穩(wěn)壓裝置上安裝的壓力變送器和溫度變送器檢測到的壓力、溫度信號與被檢氣體流量計內(nèi)部壓力、溫度傳感器所檢測到的信號應(yīng)相同，才具有一定的可比性。采用函數(shù)信號發(fā)生器發(fā)出相同的標(biāo)準(zhǔn)頻率信號分別傳遞到計算機(jī)和被檢氣體流量計，使得參與計算的頻率相同。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明工作原理的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中標(biāo)注的箭頭是指本發(fā)明各元器件、零部件之間相互工作聯(lián)接示意，也稱為工作程序示意。
【具體實施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的【具體實施方式】進(jìn)行詳細(xì)描述:如圖1所示，本發(fā)明的該靜態(tài)標(biāo)方校準(zhǔn)裝置由空壓機(jī)1、空壓機(jī)開關(guān)閥2、儲氣罐3、第一壓力表4、安全閥5、減壓閥
6、調(diào)壓閥7、壓力變送器8、溫度變送器9、穩(wěn)壓裝置10、油箱11、油泵開關(guān)閥12、油泵13、電磁換向閥14、第二壓力表15、液壓缸16、工作臺架17、被檢氣體流量計18、排氣閥19、計算機(jī)20、函數(shù)信號發(fā)生器21，以及氣體管道組成。
[0013]圖1中油泵13從油箱11抽取油液壓油，供液壓缸16做功，驅(qū)動工作臺架17上端的壓緊盤，壓緊盤經(jīng)壓緊聯(lián)動壓緊至被檢氣體流量計18的上端，帶動被檢氣體流量計18的下端與工作臺架17底板連接，所述底板采用法蘭及墊片等密封。壓力變送器8和溫度變送器9檢測到的信號通過RS-485通訊傳遞到計算機(jī)20 ;被檢氣體流量計18的二次儀表所產(chǎn)生的溫度、壓力、流量信號及IC脈沖輸出、頻率輸出、4-20mA電流輸出功能等信號均通過RS-485通訊傳遞到計算機(jī)20 ;函數(shù)信號發(fā)生器21發(fā)出相同的標(biāo)準(zhǔn)頻率信號通過RS-485通訊傳遞給計算機(jī)20和被檢流量計18 ;所有控制工作及數(shù)據(jù)處理工作通過計算機(jī)軟件完成。
[0014]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)特征，該靜態(tài)標(biāo)方校準(zhǔn)裝置的校準(zhǔn)方法是:將被檢氣體流量計18安裝在工作臺架17內(nèi)，開啟油泵13，驅(qū)動液壓缸16做功，使得工作臺架17上端的壓緊盤向下運動，壓緊被檢氣體流量計18進(jìn)氣口，帶動出氣口與工作臺架17底板之間通過法蘭及墊片的密封；接著，關(guān)閉排氣閥19，開啟空壓機(jī)I，將空氣注入儲氣罐2，第一壓力表4顯示儲氣罐3中的壓力，安全閥5起到過壓保護(hù)作用，調(diào)節(jié)減壓閥6，降低氣體壓力，調(diào)節(jié)調(diào)壓閥7進(jìn)一步降低進(jìn)氣壓力，使其達(dá)到試驗需要的壓力值。此時，穩(wěn)壓裝置10中的壓力和溫度值近似與被檢氣體流量計18中壓力和溫度值相等；將壓力變送器8和溫度變送器9檢測的穩(wěn)壓裝置10中的壓力和溫度值，通過RS-485通訊傳遞到計算機(jī)20中，作為標(biāo)準(zhǔn)的壓力、溫度值，與被檢氣體流量計18內(nèi)部壓力、溫度傳感器所檢測到的信號進(jìn)行對比，被檢氣體流量計18內(nèi)部壓力、溫度傳感器所檢測到的信號也通過RS-485通訊傳遞到計算機(jī)20中；函數(shù)發(fā)生器21發(fā)送相同的頻率信號到計算機(jī)20和被檢氣體流量計18，計算機(jī)20中標(biāo)準(zhǔn)頻率信號與壓力變送器8和溫度變送器9所傳遞的信號進(jìn)行計算，得到標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的流量值，即標(biāo)況流量值。
[0015]被檢氣體流量計18 二次儀表中，標(biāo)準(zhǔn)頻率信號與內(nèi)部壓力、溫度傳感器所感應(yīng)的信號進(jìn)行計算，得到標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下流量值，并通過RS-485通訊傳遞到計算機(jī)20 ;被檢氣體流量計18的二次儀表計算后傳遞到計算機(jī)20的標(biāo)況流量值，與計算機(jī)20中計算得到的標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)況狀態(tài)下流量值進(jìn)行對比；被檢氣體流量計18的壓力、溫度、流量值與標(biāo)準(zhǔn)的壓力、溫度、流量值進(jìn)行對比，得出誤差值，根據(jù)設(shè)計要求判定是否合格并作相應(yīng)的校準(zhǔn)；同時，被檢氣體流量計18 二次儀表的各項輸出功能均通過RS-485通訊傳遞到計算機(jī)20，進(jìn)行檢驗；在此過程中，完成被檢氣體流量計18的氣S性試驗。上述試驗完成后，開啟排氣閥19,排空該靜態(tài)標(biāo)方校準(zhǔn)裝置內(nèi)空氣；換下被檢氣體流量計18，更換另外的被檢氣體流量計，進(jìn)行下一次測試。
【權(quán)利要求】
1.一種靜態(tài)標(biāo)方校準(zhǔn)裝置，其特征在于: 該靜態(tài)標(biāo)方校準(zhǔn)裝置包括壓力可控靜態(tài)密封系統(tǒng)、信號傳輸系統(tǒng)和自動控制系統(tǒng)； 所述壓力可控靜態(tài)密封系統(tǒng)包括空壓機(jī)(I)、空壓機(jī)開關(guān)閥(2)、儲氣罐(3)、第一壓力表(4)、安全閥(5)、減壓閥(6)、調(diào)壓閥(7)、溫度變送器(9)、穩(wěn)壓裝置(10)、油箱(11)、油泵開關(guān)閥(12)、油泵(13)、電磁換向閥(14)、第二壓力表(15)、液壓缸(16)、工作臺架(17)、被檢氣體流量計(18)、排氣閥(19)，以及氣體管道；所述工作臺架(17)設(shè)有液壓缸(16 )，工作臺架(17 )采用液壓驅(qū)動，通過連接電磁換向閥(14)控制工作臺架(17 )的液壓缸(16)作向上運動與向下運動，向下運動為壓緊被檢氣體流量計(18)密封，向上運動為泄壓； 所述信號傳輸系統(tǒng)包括被檢氣體流量計(18)、計算機(jī)(20)、函數(shù)信號發(fā)生器(21)、壓力變送器(8)、溫度變送器(9)，上述各部件之間進(jìn)行信號傳輸；即所述被檢氣體流量計(18)、壓力變送器(8)、溫度變送器(9)具有RS-485通訊功能，測得的信號通過RS-485通訊傳輸?shù)接嬎銠C(jī)(20);所述函數(shù)信號發(fā)生器(21)具有RS-485通訊功能，其發(fā)出的標(biāo)準(zhǔn)頻率信號，通過RS-485通訊分別傳輸?shù)接嬎銠C(jī)(20)和被檢氣體流量計(18);所述壓力變送器(8)、溫度變送器(9)所測得的壓力和溫度信號，通過RS-485通訊傳輸?shù)接嬎銠C(jī)(20)，被檢氣體流量計(18)內(nèi)部壓力、溫度傳感器所測得的壓力和溫度信號，通過RS-485通訊傳輸?shù)接嬎銠C(jī)(20)對所述的兩種壓力、溫度信號進(jìn)行比對； 所述自動控制系統(tǒng)包括上位機(jī)軟件和下位機(jī)軟件，自動控制系統(tǒng)的上位機(jī)軟件和下位機(jī)軟件通過操作安裝于計算機(jī)(20 )中，實施對所有設(shè)備開關(guān)及調(diào)節(jié)的自動控制。
2.如權(quán)利要求1所述的靜態(tài)標(biāo)方校準(zhǔn)裝置，其特征在于所述被檢氣體流量計(18)通過壓緊盤與工作臺架(17)連接。
3.如權(quán)利要求1所述的靜態(tài)標(biāo)方校準(zhǔn)裝置的校準(zhǔn)方法，其特征在于: 將被檢氣體流量計(18)安裝在工作臺架(17)內(nèi)，開啟油泵(13)，驅(qū)動液壓缸(16)做功，使得工作臺架(17)上端的壓緊盤向下運動，壓緊被檢氣體流量計(18)進(jìn)氣口，出氣口與工作臺架(17)底板之間通過法蘭及墊片的密封；接著，關(guān)閉排氣閥(19)，開啟空壓機(jī)(1)，將空氣注入儲氣罐(2)，第一壓力表(4)顯示儲氣罐(3)中的壓力，安全閥(5)起過壓保護(hù)作用，調(diào)節(jié)減壓閥(6)，降低氣體壓力，調(diào)節(jié)調(diào)壓閥(7)進(jìn)一步降低進(jìn)氣壓力，使其達(dá)到試驗需要的壓力值； 此時，穩(wěn)壓裝置(10)中的壓力和溫度值近似與被檢氣體流量計(18)中壓力和溫度值相等；將壓力變送器(8)和溫度變送器(9)檢測的穩(wěn)壓裝置(10)中的壓力和溫度值，通過RS-485通訊傳遞到計算機(jī)(20)中，作為標(biāo)準(zhǔn)的壓力、溫度值，與被檢氣體流量計(18)內(nèi)部壓力、溫度傳感器所檢測到的信號進(jìn)行對比，被檢氣體流量計(18)內(nèi)部壓力、溫度傳感器所檢測到的信號也通過RS-485通訊傳遞到計算機(jī)(20)中；函數(shù)發(fā)生器(21)發(fā)送相同的頻率信號到計算機(jī)(20)和被檢氣體流量計(18)，計算機(jī)(20)中標(biāo)準(zhǔn)頻率信號與壓力變送器(8)和溫度變送器(9)所傳遞的信號進(jìn)行計算，得到標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的流量值，即標(biāo)況流量值； 被檢氣體流量計(18) 二次儀表中，標(biāo)準(zhǔn)頻率信號與內(nèi)部壓力、溫度傳感器所感應(yīng)的信號進(jìn)行計算，得到標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下流量值，并通過RS-485通訊傳遞到計算機(jī)(20);被檢氣體流量計(18)的二次儀表計算后傳遞到計算機(jī)(20)的標(biāo)況流量值，與計算機(jī)(20)中計算得到的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下流量值進(jìn)行對比；被檢氣體流量計(18)的壓力、溫度、流量值與標(biāo)準(zhǔn)的壓力、溫度、流量值進(jìn)行對比，得出誤差值，根據(jù)設(shè)計要求判定是否合格并作相應(yīng)的校準(zhǔn)；同時，被檢氣體流量計(18)二次儀表的各項輸出功能均通過RS-485通訊傳遞到計算機(jī)(20)進(jìn)行檢驗；在此過程中，完成被檢氣體流量計(18)的氣密性試驗； 上述試驗完成后，開啟排氣閥(19)，排空該靜態(tài)標(biāo)方校準(zhǔn)裝置內(nèi)空氣；換下被檢氣體流量計(18)，更換另外的被檢氣體流量計，進(jìn)行下一次測試。
【文檔編號】G01F25/00GK103791985SQ201410020561
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年1月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月16日
【發(fā)明者】曹海彬, 呂德月, 李逢春, 董華良 申請人:寧波創(chuàng)盛儀表有限公司