一种燃气流量计量装置标定方法及系统与流程

1.本发明涉及燃气检测技术领域，具体涉及一种燃气流量计量装置标定方法及系统。


背景技术：

2.天然气作为一种清洁、高效的优质的能源成为国内能源结构的首选。随着天然气的广泛使用，作为城市天然气用户贸易计量所使用的燃气表，如何能实现公平计量尤其重要。随着燃气输气管道的兴建与普及，燃气表如雨后春笋般涌现，从机械式到电子式，从传统膜式表到全电子超声波燃气表，新概念新技术的不断涌现，各种流量计的准确度及使用范围也在不断提高，超声波流量计由于其先进技术、易智能化优点，正在逐渐从工业领域走向家用领域。
3.尤其近几年超声波燃气表正以强劲的势头在燃气表市场中崭露头角，然而超声波燃气表是全电子仪表，随着使用环境的变化，其监测出的流量值会发生偏移，与实际流量出入较大，无法正常计量。
4.在对燃气流量计量装置进行标定时，传统的方法是通过抽气泵抽取空气模拟燃气流过管道，再由标准流量计和待检流量计对空气进行计量，最后完成待检流量计的标定，实际上，由于空气相对属于流动的，且这种方法是开放式的，与实际应用场景有一定的差异，导致标定精度受限。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题是传统的方法由于空气相对是流动的，且这种方法是开放式的，与实际应用场景有一定的差异，导致标定精度受限，本发明目的在于提供一种燃气流量计量装置标定方法及系统，解决上述技术问题。
6.本发明通过下述技术方案实现：
7.本发明提供一种燃气流量计量装置标定方法，包括步骤：
8.s1、令燃气实气以恒定的流速流出，依次流经待检流量计和标准流量计，其中待检流量计处于第一环境中，标准流量计处于第二环境中；
9.s2、改变第一环境的温度，获取第一环境的气体压强参数、第二环境的气体压强计算参数、待检流量计的测量流速和标准流量计的测量流速；
10.s3、基于第一环境的气体压强参数、第二环境的气体压强计算参数和标准流量计的测量流速根据气体压强公式计算出第一环境中燃气实气的标准流速；
11.s4、基于第一环境中燃气实气的标准流速和待检流量计的测量流速计算出第一环境在当前温度下待检流量计的相对误差。
12.本方案工作原理：传统的方法进行燃气流量计量装置标定时，通过抽气泵抽取空气模拟燃气流过管道，再由标准流量计和待检流量计对空气进行计量，以完成待检流量计的标定，实际上，由于空气相对属于流动的，且这种方法是开放式的，与实际应用场景有一
定的差异，导致标定精度受限。本方案提供的燃气流量计量装置标定方法使用燃气实气进行标定，使待检流量计和标准流量计处于不同的环境下，利用气体压强公式计算出标准值，使用该标准值和待检流量计的实测值进行标定，利用气体压强关系，在待检流量计或标准流量计所属环境变化时，不会影响标定结果，提高标定精度。
13.进一步优化方案为，所述第一环境为：温度可调，体积恒定；所述第二环境为：温度恒定。
14.为了标定准确，第一环境的温度可调，可以使待检流量计处于不同温度下获得多组相对误差，每个温度采集一次待检流量计和标准流量计的参数计算出一组相对误差，能够与实际使用环境更接近，标定结果越准确。
15.进一步优化方案为，所述第一环境的气体压强参数包括：燃气实气所处第一环境的温度和压强；
16.所述第二环境的气体压强计算参数包括：燃气实气所处第二环境的恒定温度和压强。
17.气体压强公式为：
[0018][0019]
其中，p1为燃气实气所处第一环境的压强；t1为燃气实气所处第一环境的温度；v1为燃气实气在第一环境的体积；p2为燃气实气所处第二环境的压强，t2为燃气实气所处第二环境的恒定温度，v1为燃气实气在第二环境的体积，该体积可以根据标准流量计的计量获得；因为是低压，忽略了实气气体组分引起的压缩因子变化的影响。
[0020]
根据上式计算出燃气实气在第一环境的体积v1，进而计算出第一环境中燃气实气的标准流速。
[0021]
本方案还提供一种燃气流量计量装置标定系统，应用于上述燃气流量计量装置标定方法，包括：燃气实气罐、温箱和标准流量计；
[0022]
燃气实气罐以恒定的流速输出燃气实气，燃气实气输送至温箱经升温或降温处理后流经标准流量计，最后收集回燃气实气罐；
[0023]
燃气实气罐以恒定的流速输出燃气实气(依靠压力差和mems阀门开关的精确调控)，燃气流入第一环境中(经过长时间的环境温度建立)，流过备检表，然后燃气实气输送至第二环境，温箱经升温或降温处理后(热交换器和干燥器，吸收低温引起的冷凝水)流经标准流量计，最后通过气体压缩机收集回燃气实气罐。
[0024]
待检流量计置于温箱内计量升温或降温处理后的燃气实气。
[0025]
本方案提供的一种燃气流量计量装置标定系统，使用燃气实气罐提供燃气实气，最后将输出的燃气收回至燃气实气罐，循环利用，节约资源。
[0026]
进一步优化方案为，还包括采集装置、计算装置和标定装置；
[0027]
所述采集装置用于获取温箱内的气体压强参数、温箱外的气体压强参数、待检流量计的测量流速和标准流量计的测量流速；
[0028]
所述计算装置基于温箱内的气体压强参数、温箱外的气体压强参数和标准流量计的测量流速根据气体压强公式计算出温箱内的燃气实气的标准流速；
[0029]
所述标定装置基于温箱内的燃气实气的标准流速和待检流量计的测量流速计算
出待检流量计的相对误差。
[0030]
进一步优化方案为，还包括：mems阀门开关和反馈单元，所述mems阀门开关控制燃气实气罐以恒定的流速输出燃气实气，反馈单元根据标准流量计的测量流速调节mems阀门开关。
[0031]
进一步优化方案为，反馈单元根据标准流量计的测量流速调节mems阀门开关的方法为：
[0032]
反馈单元采样一段时间内多组标准流量计的测量流速，计算出平均测量流速，当下一次采样的测量流速大于平均测量流速时，调小mems阀门开关，当下一次采样的测量流速小于平均测量流速时，调大mems阀门开关。调节过程中调大或调小mems阀门开关的量为采样的测量流速与平均测量流速之间的差量。
[0033]
标定过程中需要保证气源以恒定的流速输出，由于使用燃气实气罐需要以恒定的流速输出燃气实气，普通的开关需要手动调节，而调节后的实际输出很难鉴定，实际输出与想要的输出之间就存在很大的误差，因此本方案使用mems阀门开关来控制燃气实气罐，并引入标准流量计的测量流速进行反馈调节，mems阀门开关能够根据反馈量进行自由量调节，实现无级调节以保证气源以恒定的流速输出，为精准的标定奠定基础。
[0034]
进一步优化方案为，所述温箱包括：热交换单元和过滤单元，所述热交换单元升高或降低燃气实气的温度，升高或降低温度后的燃气实气经过滤单元滤除蒸汽后流向待检流量计。在燃气经过温箱热交换单元的升温或降温处理后，不免产生蒸汽等杂质，通过滤单元滤除杂质，不仅提高标定精度还能够保障安全。
[0035]
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
[0036]
本发明提供的一种燃气流量计量装置标定方法及系统，使待检流量计和标准流量计处于不同的环境下，利用气体压强公式计算出标准值，使用该标准值和待检流量计的实测值进行标定，利用气体压强关系，在待检流量计或标准流量计所属环境变化时，不会影响标定结果，提高标定精度，使用燃气实气罐提供燃气实气，最后将输出的燃气收回至燃气实气罐，循环利用，节约资源。
附图说明
[0037]
为了更清楚地说明本发明示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。在附图中：
[0038]
图1为燃气流量计量装置标定方法流程示意图；
[0039]
图2为燃气流量计量装置标定系统结构示意图。
[0040]
附图中标记及对应的零部件名称：
[0041]
1-燃气实气罐，2-第一环境，3-待检流量计，4-标准流量计，5-第二环境，6-收气装置。
具体实施方式
[0042]
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本
发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
[0043]
实施例
[0044]
如图1所示，本实施例提供一种燃气流量计量装置标定方法，包括步骤：
[0045]
s1、令燃气实气以恒定的流速流出，依次流经待检流量计和标准流量计，其中待检流量计处于第一环境中，标准流量计处于第二环境中；
[0046]
s2、改变第一环境的温度，获取第一环境的气体压强参数、第二环境的气体压强计算参数、待检流量计的测量流速和标准流量计的测量流速；
[0047]
s3、基于第一环境的气体压强参数、第二环境的气体压强计算参数和标准流量计的测量流速根据气体压强公式计算出第一环境中燃气实气的标准流速；
[0048]
s4、基于第一环境中燃气实气的标准流速和待检流量计的测量流速计算出第一环境在当前温度下待检流量计的相对误差。
[0049]
所述第一环境为：温度可调，体积恒定；所述第二环境为：温度恒定。
[0050]
所述第一环境的气体压强参数包括：燃气实气所处第一环境的温度和压强；
[0051]
所述第二环境的气体压强计算参数包括：燃气实气所处第二环境的恒定温度和压强。
[0052]
实施例2
[0053]
如图2所示，本实施例提供一种燃气流量计量装置标定系统，应用于上一实施例的燃气流量计量装置标定方法，包括：燃气实气罐1、温箱和标准流量计4；温箱内作为第一环境2，温箱外作为第二环境5；
[0054]
燃气实气罐1以恒定的流速输出燃气实气，燃气实气输送至温箱经升温或降温处理后流经标准流量计4，最后由收气装置6收集回燃气实气罐1；
[0055]
待检流量计3置于温箱内计量升温或降温处理后的燃气实气。
[0056]
还包括采集装置、计算装置和标定装置；
[0057]
所述采集装置用于获取温箱内的气体压强参数、温箱外的气体压强参数、待检流量计的测量流速和标准流量计的测量流速；
[0058]
所述计算装置基于温箱内的气体压强参数、温箱外的气体压强参数和标准流量计的测量流速根据气体压强公式计算出温箱内的燃气实气的标准流速；
[0059]
所述标定装置基于温箱内的燃气实气的标准流速和待检流量计的测量流速计算出待检流量计的相对误差。
[0060]
还包括：mems阀门开关和反馈单元，所述mems阀门开关控制燃气实气罐以恒定的流速输出燃气实气，反馈单元根据标准流量计的测量流速调节mems阀门开关。
[0061]
反馈单元根据标准流量计的测量流速调节mems阀门开关的方法为：
[0062]
反馈单元采样一段时间内多组标准流量计的测量流速，计算出平均测量流速，当下一次采样的测量流速大于平均测量流速时，调小mems阀门开关，当下一次采样的测量流速小于平均测量流速时，调大mems阀门开关。
[0063]
所述温箱包括：热交换单元和过滤单元，所述热交换单元升高或降低燃气实气的温度，升高或降低温度后的燃气实气经过滤单元滤除蒸汽后流向待检流量计。
[0064]
温箱外作为第二环境5一般保持在20摄氏度；第二环境可以放在一个房间里，靠空
调来调节温度在20摄氏度，也可以再单独做一个恒温箱，作为第二环境。
[0065]
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。