专利名称：一种差压式天然气流量转换核查比对装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及天然气流量计量装置，特别涉及一种差压式天然气流量转换核查 比对装置。
背景技术：
有较的高经济价值的天然气能源介质的输送与使用，对其计量的准确度与计量失 误的监督具有相当实现意义。为此，计量工作者遵循对现场计量核查比对的思路，设计了一 些核查比对装置，同时国家标准“GB/T 18603天然气计量系统技术要求”也提出了“核查流 量计”的概念。在技术发展的现今，任何天然气流量计量装置(或流量计)按计量功能结构，都可 划分为两部分流量传感器(在差压式流量计量中被称为节流装置)和流量转换装置，流量 转换装置由差压、压力、温度各个变送器或传感器与流量计算机组成。流量计量的核查比对 即是针对所述计量功能的全部或其中某一部分进行核查比对的，实施方式可有如图1-3三 种形式。差压式流量计量装置，以标准孔板流量计量装置在我国天然气流量计量的多种计 量方式中使用最多，其流量传感器为标准孔板节流装置。这种流量计量装置使用图1所示 结构对包括流量传感器在内的全部计量功能的核查比对时，必须将核查比对装置中的流量 传感器的安装，严格按标准要求的工作条件或校准、检定工作条件与被核查比对计量流量 传感器串联连接，这在实践中是相当困难，几乎是计量工作者可望而不可及的。困此，目前 一般大量使用或者报道如图2-3所示的两种核查比对的结构，甚至有时仅仅只有对流量计 算机的核查比对软件出现在实际应用中。另外，中国专利公开号为CN101246035A，
公开日2008年8月20日，名称为“便携 式天然气流量计量核查系统”的专利申请公开了一种核查比对装置，从该申请案公布的发 明内容与实施方式看，当实施于差压式天然气流量计量装置的核查比对时，其实质仍然仅 为图3形式；该申请案公布的所述系统(流量)计算不确定度<0.1%;该申请案的不足在 于没有建立对计量有重要影响，尤其是易于出现计量失真与计量失误(因故障或人为因 素产生)的差压、压力与温度变送器计量环节的检查比对；同时，当前大部分包括流量计算 机的天然气计量装置(系统)，其流量计算均能达到与标准符合程度为万分之几的误差。因 此上述申请案仅能实施于对部分计量失误进行核查比对场合。优于所述专利申请的差压式天然气流量计量核查比对应是如图2所示的纳入差 压、压力及温度变送器计量环节在所建核查比对装置的核查比对方式，以增加对计量准确 度的核查比对。计量专业人员都知道流量计量准确度是在一定流量量程范围内衡量的，例 如，我国天然气标准孔板流量计量标准推荐的A、B、C计量等级的天然气流量计量系统的流 量量程是在1 3 1 4范围。因此，图2的进一步改进技术方案是实行“分段计量”即 至少将代表流量的差压监测分别使用2个以上不同测量范围的差压变送器，对不同流量范 围进行分段检测，使其在相同计量准确度情况下，流量测量范围得以扩大，从而可提高计量核查比对能力，使核查比对更具有实用性与适应性。但是，这种技术方案必须使用通用型仪 表组合，其结构庞大，还存在迁移困难、操控很不方便等问题，因此，该技术方案只是提出过 设想，并未应用于核查比对实践中。
实用新型内容本实用新型的目的在于克服上述技术不足，提供一种差压式天然气流量转换核查 比对装置，该流量核查比对装置具有较宽的流量测量范围与较高的低端测量准确度，能更 大程度上对被监督核查计量装置的准确度与计量失误进行核查比对，还具有微功耗特征、 能依靠电池供电的流量核查仪作为现场工作仪表，可以在线组成分布式系统进行实时核查 比对，也可点对点记录欲核查比对计量点历史运行参数，进行离线比对，使用灵活方便；所 述流量转换核查比对装置可应用于天然气、化工、电力等行业采用差压式流量计量的各种 气体、液体的流量转换核查比对。为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下一种差压式天然气流量转换核查比对装置，包括均与被核查比对计量点连接的流 量传感器、流量转换装置、流量核查仪，流量转换装置由差压、压力、温度变送器或传感器与 子流量计算单元组成，其特征在于还设置有与计量点连接的用于引导流量信号的无引压 管取压装置和用于流量计算后比对的上位流量计算单元，所述无引压管取压装置与被核查 比对计量点上的流量传感器连接，无引压管取压装置还与流量核查仪的取压口之间信号连 接，所述上位流量计算单元与流量核查仪、流量装换装置均连接；所述无引压管取压装置包括阀组与快换接头，快换接头采用正反螺母连接，阀组 与流量传感器的输出口螺纹连接，同时设置有0型橡胶圈密封；所述阀组由五个球阀组成， 其中三个球阀依次连接在一个管道上，另两个球阀分别连接在不同的管道并均与三个球阀 的管道垂直组合，分别在不同的开关组态下实现流量传感器与流量核查仪的引压连接、流 量核查仪的在线校准(或检定)与维修时的气路切换或阻断、系统运行过程中可能需要的 排污操作等。所述流量核查仪还设置有用于流量信号处理的总流量计算单元。流量核查仪采集 流量的差压、压力以及(来自流量传感器下游侧的)温度等物理信号，对差压、压力进行量 值识别、量程自适应调节、采集并将其进行电量及数字转换，再实时计算出符合我国标准要 求的流量量值；然后储存、就地显示与(或)上传每瞬时的流量工况参数。所述流量核查仪可设置一台或者多台。所述流量核查仪采用差压式量程自适应流量转换器，这种新型差压式量程自适应 流量转换器产品是由差压传感器、压力传感器与信号调理及其处理电路以及流量计算系统 组成的一体化智能仪表，经差压、压力检测、量值识别、量程适应、并同时读取安装在流量传 感器下游侧的温度传感器输入的温度量值进行A/D转换；由所述流量转换仪内的现场流 量计算系统实现数据整理、滤除干扰、按我国现行标准进行流量计算、实时获得并存储流 量工况参数、进行工况参数的就地显示、(或)数据的传输；所述流量核查仪将代表流量 的差压信号从低到高分为4个量程段(同时还将压力信号分为两个量程段)进行量值识 别、量程自适应调节，让其工作在合理的测量量程段上；所述流量核查仪低端测量准确度达 0.05%、流量测量范围达1 10 1 12，优于于当前绝大数现场使用的同类计量仪表计
4量指标；所述流量核查仪是微功耗现场仪表，依靠内装电池供电，可独立工作在实现；所述 流量核查仪有标准通讯接口，能按设定要求向上位流量计算单元传输数据。所述上位流量计算单元连接流量装换装置的子流量计算单元。上位流量计算单元与流量装换装置的子流量计算单元、流量核查仪连接，因此可 在线组成分布式实时核查比对系统，所述流量核查仪可离线在操作室将核查记录的数据与 被核查计量装置的子流量计算单元内记录的对应计量点的同时段数据进行计量核查比对。所述上位流量计算单元由台式工控计算系统或移动式笔记本电脑及通讯接口组 成，安放于操作室，工作时与被核查量系统的子计算单元、现场的单台或多台流量核查仪连 接，组成一个分布式结构的在线实时核查比对系统；也可在操作室内将流量核查仪拆离现 场与被核查比对计量装置对应计量点上的同时段被历史记录进行比对、报告核查结果；在 线实时核查比对时，上位流量计算单元同步读取被核查计量装置与对计量点的流量核查仪 流量工况参数；当被核查计量装置执行其他流量计量标准时，上位流量计算单元按指定标 准使用基本工况参数进行流量计算后进行比对。综上所述，本实用新型的有益效果如下本实用新型具有较宽的流量测量范围与较高的低端测量准确度，能更大程度上对 被监督核查计量装置的准确度与计量失误进行核查比对；具有微功耗特征、能依靠电池供 电的流量核查仪作为现场工作仪表，可以在线组成分布式系统进行实时核查比对，也可点 对点记录欲核查比对计量点历史运行参数，进行离线比对，使用灵活方便；所述流量转换核 查比对装置可应用于天然气、化工、电力等行业；具体优点如下1、无引压管的取压结构，能最大程度降低流量信号的失真，提高计量核查的真实 可信度；2、差压低端的测量误差可达0. 05%，其流量测量范围在满足天然气流量计量贸易 结算要求的B级计量装置要求下可达1 10 1 12，这种宽范围的流量测量足以满足当 前绝大多数计量现场核查比对之用，从而使所述装置的计量准确度及计量失误的核查比对 具有很好实用性与适应性；3、量程的自适应技术使核查比对控制得以简化，还为天然气标准孔板流量计量 “定值孔板”的技术的推广使用提供了技术支撑；4、电池支持的所述流量核查仪，可独立地长期现场工作，支持了本实用新型核查 比对的灵活组态应用；5、在流量计算上加以适应，即可用于天然气以外的其他气体、液体的差压式流量 计量装置或流量计的核查比对。
图1是传统的流量转换核查比对结构的工作原理图图2是传统的流量转换核查比对结构的工作原理图图3是传统的流量转换核查比对结构的工作原理图图4是本实用所述新型差压式天然气流量转换核查比对工作原理框图图5是本实用新型无引压管的取压装置的原理图图6是本实用新型流量核查仪的工作原理图[0030]图7是本实用新型上位流量计算单元的工作流程图其中，附图标记为1流量传感器，2流量转换装置，3差压、压力、温度变送器或传 感器，4子流量计算单元，5流量核查仪，6总流量计算单元，7无引压管取压装置，8上位流量 计算单元，9快换接头，10-14球阀。
具体实施方式
如图4所示，一种差压式天然气流量转换核查比对装置，包括均与被核查比对计 量点连接的流量传感器1、流量转换装置2、流量核查仪5，流量转换装置2由差压、压力、温 度变送器或传感器3与子流量计算单元4组成，还设置有与计量点连接的用于引导流量信 号的无引压管取压装置7和用于流量计算后比对的上位流量计算单元8，所述无引压管取 压装置7与被核查比对计量点上的流量传感器1连接，无引压管取压装置7还与流量核查 仪5的取压口之间信号连接，所述上位流量计算单元8与流量核查仪5、流量装换装置均连 接；如图5所示，所述无引压管取压装置7包括阀组与快换接头9，快换接头9采用正 反螺母连接，阀组与流量传感器1的输出口螺纹连接，同时设置有0型橡胶圈密封；所述阀 组由五个球阀10-14组成，其中三个球阀10、11、12依次连接在一个管道上，另两个球阀13、 14分别连接在不同的管道并均与三个球阀10、11、12的管道垂直组合，分别在不同的开关 组态下实现流量传感器1与流量核查仪5的引压连接、流量核查仪5的在线校准(或检定) 与维修时的气路切换或阻断、系统运行过程中可能需要的排污操作等。所述无引压管取压装置7的阀组工作组态是当打开阀10、11、关闭阀12 14时， 为取压结构的引压工作组态；当打开阀10、11、12，关闭阀13、14时为流量核查仪5带压零 位校准或检测；当打开阀12、13、14，关闭阀10、11为流量核查仪5校准或检测；当打开阀 10、11，关闭阀12，再逐渐打开阀13、14时即可对系统进行排污；当关闭阀13、14，并在关闭 阀10、11后，再关闭阀12为流量核查仪5试漏；当仅关闭阀10、11时，可对流量核查仪5进 行检修。如图6所示，所述流量核查仪5还设置有用于流量信号处理的总流量计算单元6。 流量核查仪5采集流量的差压、压力以及(来自流量传感器1下游侧的)温度等物理信号， 对差压、压力进行量值识别、量程自适应调节、采集并将其进行电量及数字转换，再实时计 算出符合我国标准要求的流量量值；然后储存、就地显示与(或)上传每瞬时的流量工况参 数。流量核查仪5可设置一台或者多台；流量核查仪5采用差压式量程自适应流量转 换器，这种新型差压式量程自适应流量转换器产品是由差压传感器、压力传感器与信号调 理及其处理电路以及流量计算系统组成的一体化智能仪表。工作时，流量核查仪5检测所述取压结构引入的差压、压力信号，对信号进行量值 识别、判别所测差压、压力值应对应的量程范围，然后进行内部测量量程能力调节，以使被 测量值能在合理测量范围内被测量采集，以保证测量准确度，并同时读取安装在流量传感 器1下游侧的温度传感器输入的温度量值进行A/D转换；由所述流量转换仪内的现场流 量计算系统实现数据整理、滤除干扰、按我国现行标准进行流量计算、实时获得并存储流量 工况参数、进行工况参数的就地显示、(或)数据的传输；所述流量核查仪5将代表流量的差压信号从低到高分为4个量程段(同时还将压力信号分为两个量程段)进行量值识别、 量程自适应调节，让其工作在合理的测量量程段上；所述流量核查仪5低端测量准确度达 0.05%、流量测量范围达1 10 1 12，优于于当前绝大数现场使用的同类计量仪表计 量指标；所述流量核查仪5是微功耗现场仪表，依靠内装电池供电，可独立工作在实现；所 述流量核查仪5有标准通讯接口，能按设定要求向上位流量计算单元8传输数据。所述上位流量计算单元8连接流量装换装置的子流量计算单元4。因为上位流量计算单元8与流量装换装置的子流量计算单元4、流量核查仪5连 接，因此可在线组成分布式实时核查比对系统，所述流量核查仪5可离线在操作室将核查 记录的数据与被核查计量装置的子流量计算单元4内记录的对应计量点的同时段数据进 行计量核查比对。如图7所示为上位流量计算单元8的工作流程，上位流量计算单元8由台式工控 计算系统或移动式笔记本电脑及通讯接口组成，安放于操作室，工作时与被核查量系统的 子流量计算单元4、现场的单台或多台流量核查仪5连接，组成一个分布式结构的在线实时 核查比对系统；也可在操作室内将流量核查仪5拆离现场与被核查比对计量装置对应计量 点上的同时段被历史记录进行比对、报告核查结果；在线实时核查比对时，上位流量计算单 元8同步读取被核查计量装置与对计量点的流量核查仪5流量工况参数；当被核查计量装 置执行其他流量计量标准时，上位流量计算单元8按指定标准使用基本工况参数进行流量 计算后进行比对。本实用新型针对差压式天然气流量计量的流量转换进行核查比对，如若对流量算 法进行适应性改动后即能适用于天然气以外的如蒸气、空气、氧、水、液氨等其他气体、液体 的差压式流量计量的流量转换进行核查比对，可广泛应用于石油、天然气、化工、电力及其 他行业。
权利要求1.一种差压式天然气流量转换核查比对装置，包括均与被核查比对计量点连接的流量 传感器(1)、流量转换装置O)、流量核查仪(5)，流量转换装置O)由差压、压力、温度变送 器或传感器( 与子流量计算单元(4)组成，其特征在于还设置有与计量点连接的用于引 导流量信号的无引压管取压装置(7)和用于流量计算后比对的上位流量计算单元(8)，所 述无引压管取压装置(7)与被核查比对计量点上的流量传感器(1)连接，无引压管取压装 置(7)还与流量核查仪(5)的取压口之间信号连接，所述上位流量计算单元(8)与流量核 查仪(5)、流量装换装置均连接；所述无引压管取压装置(7)包括阀组与快换接头(9)，快换接头(9)采用正反螺母连 接，阀组与流量传感器(1)的输出口螺纹连接，同时设置有0型橡胶圈密封；所述阀组由五 个球阀组成，其中三个球阀依次连接在一个管道上，另两个球阀分别连接在不同的管道上 并均与三个球阀的管道垂直组合。
2.根据权利要求1所述一种差压式天然气流量转换核查比对装置，其特征在于所述 流量核查仪( 还设置有用于流量信号处理的总流量计算单元(6)。
3.根据权利要求2所述一种差压式天然气流量转换核查比对装置，其特征在于所述 流量核查仪( 设置一台或多台。
4.根据权利要求1或3所述一种差压式天然气流量转换核查比对装置，其特征在于 所述流量核查仪( 采用差压式量程自适应流量转换器，差压式量程自适应流量转换器产 品由差压传感器、压力传感器与信号调理及其处理电路以及流量计算系统组成。
5.根据权利要求1所述一种差压式天然气流量转换核查比对装置，其特征在于所述 上位流量计算单元(8)连接流量装换装置O)的子流量计算单元(4)。
6.根据权利要求5所述一种差压式天然气流量转换核查比对装置，其特征在于上位 流量计算单元(8)与流量装换装置O)的子流量计算单元G)、流量核查仪( 连接，组成 分布式实时核查比对系统。
7.根据权利要求1或6所述一种差压式天然气流量转换核查比对装置，其特征在于 所述上位流量计算单元(8)由台式工控计算系统或移动式笔记本电脑及通讯接口组成。
专利摘要本实用新型公开了一种差压式天然气流量转换核查比对装置，包括流量传感器、流量转换装置、流量核查仪，流量转换装置由多个变送器或传感器与子流量计算单元组成，还设置无引压管取压装置和用上位流量计算单元，无引压管取压装置与被核查比对计量点上的流量传感器连接，还与流量核查仪的取压口之间信号连接，上位流量计算单元与流量核查仪、流量装换装置均连接；本实用新型具有较宽的流量测量范围与较高的低端测量准确度，能更大程度上对被监督核查计量装置的准确度与计量失误进行核查比对；可在线组成分布式系统进行实时核查比对，也可点对点记录欲核查比对计量点历史运行参数，进行离线比对，使用灵活方便，适用于天然气、化工、电力等行业。
文档编号G01F25/00GK201859001SQ20102052680
公开日2011年6月8日 申请日期2010年9月13日 优先权日2010年9月13日
发明者叶美香, 吕寒英, 周勋, 孙鸿, 张仕强, 杨兴飞, 王东, 蔡英华 申请人:中国石油化工股份有限公司西南油气分公司, 宜宾机电一体化研究所