专利名称：智能气体标准体积换算系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种智能气体标准体积换算系统。
背景技术：
随着科学技术发展，尤其燃气能源行业作为新兴行业，发展迅猛，对于管道内流动的气体要求实现更为公正、科学的计量。而管道内气体体积受压力温度影响非常大，这需要将管道中在各种压力温度状态下流动气体，根据气态方程统一转换成标准压力温度参比条件，转换后的气体体积称之为标准体积，然后再对气体体积进行计量。因此压力、温度测量的精度，将直接影响到对标准体积计量的精度。尤其是压力，无论是大气压力还是管道内气体的压力，它细微的数值变化，都将对标准体积的换算产生很大的影响。目前，在国内外流量仪表智能标准体积换算系统中，对于管道内气体压力的采集、 检测有两种方法。1、绝压检测法直接使用绝对压力(简称绝压)传感器，检测出管道内气体的绝对压力，为标准气体体积的换算，提供压力数据。由于压力传感器的精度是满量程精度，同样的精度值，量程越大的压力传感器，绝对误差值越大。实际应用中，所选传感器的量程，至少要大于使用地的当地大气压，一般使用地点的大气压在lOOltfa左右，因此所选压力传感器量程不低于200kPa。以绝压传感器精度
F 来计算，200kPa的压力传感器量程带来的绝对误差值将是2kPa。而许多在线运行的低压管道中，气体的相对压力不超过5kPa(即管道内气体实际加压5kPa)。在这种低于5kPa 的实际使用压力的情况下，测量数据的绝对误差值却达到2kPa，这时系统换算出的标准体积是很不精确的。2、相压检测法使用相对压力(简称相压)传感器，测出管道中气体的相对压力，为标准气体体积的换算，提供压力数据。大气压力数据不是实时采集获得，系统进行标准体积换算时，需对参与运算的大气压力进行设置，方能进行。在实际的连续运算中，由于相压传感器无法采集到大气压力，就需对大气压力的数据进行设置，而频繁进行大气压力的数据设置，显然是不现实的，因此采用设置输入使用地年平均大气压力的方法。这样只要年平均大气压力准确，经过一年的计量和换算，结果也会是准确的。但是，年平均大气压不等同于每时每刻的实时大气压，也不等同于一年内某一段时间的大气压，因此，单独取出一年内某段时间内的换算数据，都不是很精确的。这会导致系统实时数据不精确，短期数据汇总偏差大，需要全年数据汇总才能得到相对精确计量数据。综上所述，现在使用的标准体积换算系统中普遍存在气体压力数据采集精度不高、可靠性不强、系统不稳定的问题。
实用新型内容本实用新型是为了克服现有技术中的不足之处，提供一种智能气体标准体积换算系统，以提高压力采集数据的精度和准确度，为管道中流动气体的标准体积的计量换算提供更为精确的测量数值，得到可靠公正的实时数据。本实用新型通过下述技术方案实现一种智能气体标准体积换算系统，其特征在于，包括管道压力传感器、管道压力数据接口、主运算芯片、大气压力传感器、运算放大芯片、稳压芯片，所述稳压芯片的电源输出端与所述管道压力数据接口的电源输入端连接，所述管道压力数据接口的电源输出端与所述管道压力传感器的电源输入端连接，所述管道压力传感器的信号输出端与所述管道压力数据接口的信号输入端连接，所述管道压力数据接口的信号输出端与所述运算放大芯片的信号输入端连接，所述运算放大芯片的信号输出端通过A/D转换器与所述主运算芯片的管道压力数据输入端连接，所述大气压力传感器的数据输出端与所述主运算芯片的大气压力数据输入端连接。本实用新型具有下述技术效果本实用新型的智能气体标准体积换算系统分别引入两路两种压力传感器，一路为专门采集、检测大气压力的大气压力传感器，一路为测量管道内气体压力的相对压力传感器。采用大气压力传感器，尽可能的减少了因压力传感器的满量程精度而带来的绝对误差值。且大气压力变化量很小，选择合适的大气压力传感器量程后，能使得大气压力传感器始终工作在85%至95%量程范围内。在测量管道内气体压力方面，由于排除了大气压力的因素，可选择最接近管道内气体相对压力量程的相对压力传感器，这样最大限度的减少了因压力传感器的满量程精度而带来的绝对误差值。通过分别将获得的高精度压力数据，提供给智能气体标准体积换算系统，不仅能够提高智能气体标准体积换算系统中压力采集数据的精度和准确度，而且直接提高了对气体进行标准体积计量的精度，得到可靠公正的实时计量数据，可靠性高，稳定性强。
图1为本实用新型智能气体标准体积换算系统的原理图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。图1为本实用新型智能气体标准体积换算系统的原理图，包括管道压力传感器、 管道压力数据接口、主运算芯片、大气压力传感器、运算放大芯片、稳压芯片，所述稳压芯片的电源输出端与所述管道压力数据接口的电源输入端连接，所述管道压力数据接口的电源输出端与所述管道压力传感器的电源输入端连接，所述管道压力传感器的信号输出端与所述管道压力数据接口的信号输入端连接，所述管道压力数据接口的信号输出端与所述运算放大芯片的信号输入端连接，所述运算放大芯片的信号输出端通过A/D转换器与所述主运算芯片的管道压力数据输入端连接，所述大气压力传感器的数据输出端与所述主运算芯片的大气压力数据输入端连接。大气压力传感器是具备标准数字1 通讯输出高精度传感器，整机精度高于1%。 在主运算芯片通过1 总线，向大气压力传感器发出压力采样命令后，大气压力传感器对大气压力进行检测。检测完毕后，将检测数据存在内部寄存器中，并发出转换完成信号。主运算芯片收到转换完成信号后，再通过1 总线从大气压力传感器的寄存器中，取出大气压力检测值，即成功完成一次大气压力检测过程。管道压力数据接口采用Port接口，用于连接管道压力传感器。运算放大芯片采用TLC3702芯片，主运算芯片采用PIC16F72-E/SP芯片。管道压力传感器压力信号通过管道压力数据接口输出到运算放大芯片，通过运算放大芯片进行放大，放大后的信号经过A/D 转换器数字量化后，传入主运算芯片进行计算处理，即成功完成一次管道压力检测过程。主运算芯片根据大气压力数据和管道压力数据进行计算，可靠性高，稳定性强。
权利要求1. 一种智能气体标准体积换算系统，其特征在于，包括管道压力传感器、管道压力数据接口、主运算芯片、大气压力传感器、运算放大芯片、稳压芯片，所述稳压芯片的电源输出端与所述管道压力数据接口的电源输入端连接，所述管道压力数据接口的电源输出端与所述管道压力传感器的电源输入端连接，所述管道压力传感器的信号输出端与所述管道压力数据接口的信号输入端连接，所述管道压力数据接口的信号输出端与所述运算放大芯片的信号输入端连接，所述运算放大芯片的信号输出端通过A/D转换器与所述主运算芯片的管道压力数据输入端连接，所述大气压力传感器的数据输出端与所述主运算芯片的大气压力数据输入端连接。
专利摘要本实用新型公开了一种智能气体标准体积换算系统，以提高压力采集数据的精度和准确度，为管道中流动气体的标准体积的计量换算提供更为精确的测量数值，得到可靠公正的实时数据。稳压芯片的电源输出端与管道压力数据接口的电源输入端连接，管道压力数据接口的电源输出端与管道压力传感器的电源输入端连接，管道压力传感器的信号输出端与管道压力数据接口的信号输入端连接，管道压力数据接口的信号输出端与运算放大芯片的信号输入端连接，运算放大芯片的信号输出端通过A/D转换器与主运算芯片的管道压力数据输入端连接，大气压力传感器的数据输出端与主运算芯片的大气压力数据输入端连接。本实用新型的计算系统采集精度高，可靠性高，稳定性强。
文档编号G01F22/02GK202171488SQ20112027724
公开日2012年3月21日 申请日期2011年8月2日 优先权日2011年8月2日
发明者梁国栋, 毛行星 申请人:天津市第五机床厂, 天津职业技术师范大学附属高级技校