连续计量气体流量计的测量装置、测量系统及测量方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及计量测试领域，具体涉及一种连续计量气体流量计的测量装置、测量系统及测量方法。
【背景技术】
[0002]气体流量标准装置是封闭管道气体流量的量值传递标准，可用于各种类型气体流量计的检定、校准和气体流量计量检定、测试方法的研究。
[0003]传统气体流量标准装置为了提高检测精度，往往只计量量筒进口较细的小段长度，量筒筒身较粗的大段长度则不作计量。当计量流量在标准装置的量程下限时，计量测试的时间太长，传统气体流量标准装置的检测范围往往不宽，范围度很小，导致工作效率降低、成本增加。
【发明内容】
[0004]针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种连续计量气体流量计的测量装置、测量系统及测量方法，在全量程范围内具有相同的准确度，其结构简单、测量范围宽。
[0005]为达到以上目的，本发明采取的技术方案是:一种连续计量气体流量计的测量装置，包括
[0006]—计量筒，所述计量筒内设置有密封液和浮筒，所述浮筒的下端开口浸没于所述密封液中；
[0007]—管路系统，其伸入所述计量筒内与所述浮筒相联通，向所述浮筒通气体；
[0008]一平衡组件，其包括滑轮、拉绳和链轮、链条，所述拉绳一端与所述浮筒顶部相连，另一端绕过所述滑轮连接一第一重物；所述链条一端与所述浮筒顶部相连，另一端绕过所述链轮连接一第二重物，所述第一重物和所述第二重物的重力之和与所述浮筒的重力相等，所述第一重物和第二重物用于平衡所述浮筒的重力；
[0009]一温度检测装置，其实时检测浮筒内气体的温度；
[0010]一压力检测装置，其实时检测浮筒内气体的压力；
[0011 ] 一实时位移测量装置，其实时测量浮筒在所述计量筒内的高度。
[0012]在上述技术方案的基础上，所述实时位移测量装置包括旋转编码器和同步轮，所述旋转编码器设置于所述同步轮旋转轴的一侧面，所述拉绳依次绕过所述同步轮和所述滑轮；
[0013]还包括用于安装所述同步轮和所述滑轮的支架，所述同步轮和所述滑轮之间的一段拉绳水平张紧，所述拉绳位于所述同步轮旁侧的一段自然垂下连接所述浮筒，所述拉绳位于所述滑轮旁侧的一段自然垂下连接所述第一重物。
[0014]在上述技术方案的基础上，所述管路系统包括进气管和出气管，所述进气管的一端呈弯折状向上延伸出密封液并伸入所述浮筒内，所述进气管上设置有进气电磁阀和进气球阀，所述出气管上设置有排气电磁阀和排气球阀，所述进气管与所述出气管联通。
[0015]在上述技术方案的基础上，所述温度检测装置包括温度送变器，所述温度送变器设置于所述计量筒的进气端；
[0016]所述压力检测装置包括压力变送器和测压孔，所述测压孔设置于所述计量筒底部，所述压力送变器连接所述测压孔。
[0017]在上述技术方案的基础上，所述支架包括左立柱、右立柱和上横梁，所述左立柱和所述右立柱分别设置于所述计量筒的两侧，所述上横梁位于所述计量筒的上方连接所述左立柱和所述右立柱，所述同步轮和所述滑轮安装于所述上横梁上。
[0018]在上述技术方案的基础上，所述支架上设置有行程开关，所述浮筒的上端设置有挡板，所述挡板与所述行程开关配合使用。
[0019]在上述技术方案的基础上，一种具有如权利要求1所述的连续计量气体流量计的测量装置的测量系统，
[0020]—气体流量计，其包括出气端，所述出气端与所述管路系统相连；
[0021]计算装置，所述计算装置根据所述气体流量计的实时读数、所述实时位移测量装置的实时读数、所述温度检测装置的实时读数和所述压力检测装置的实时读数以及所述气体流量计的最大量程计算所述气体流量计的示值误差。
[0022]在上述技术方案的基础上，一种使用如权利要求7所述的测量系统的测量方法，所述计算装置的计算方法包括如下步骤:
[0023]步骤1:计量筒作为气体容积量的度量标准，计算在ΛΤ时间内充入所述计量筒内的气体体积I，此时压力检测装置检测的气体压力为Pi，温度检测装置检测的气体温度为ti，Vi= SX Ah，其中S为所述计量筒的截面积，Ah为所述实时位移测量装置计算的所述浮筒的位移；
[0024]步骤2:计算所述气体流量计的工态流量q:，q!= N 1/AT.,
[0025]步骤3:依据理想气体状态方程式，通过温压补偿进行标态流量换算，q0 =q!* (Pi+Pa) * (20+273.15)/[101.325* (t!+273.15)]，
[0026]其中，q。为标态气体流量，Nm3/h ；
[0027]qi为工态流量，Nm3/h ;
[0028]Pa为标准装置使用地的环境大气压力，kPa ；
[0029]Pi为所述压力检测装置检测的计量筒内的气体压力，kPa ;
[0030]^为所述温度检测装置检测的计量筒内的气体温度，°C;
[0031]步骤4:计算所述气体流量计的示值误差值δ，δ =/qmax，其中qs为被检气体流量计所显示的流量，qmax为被检流量计的量程上限。
[0032]在上述技术方案的基础上，具体测量步骤如下，
[0033]1)在计算装置中设置预检测气体体积Q。和检测气体体积Q 1；
[0034]2)被测气体计量器开启，通过所述管路系统向所述计量筒内通入气体；
[0035]3)预检测:所述实时位移测量装置实时检测所述浮筒的位移，所述计算装置实时计算所述计量筒内的气体体积
[0036]4)正式检测:当所述计量筒内的气体体积I达到计算装置中的预检测气体体积Q。时，计算装置进入正式检测，并开始累积检定时间ΔΤ，计算装置实时计算并显示被检气体流量计的示值误差值石;
[0037]5)结束检测:当计量筒内的气体体积1达到计算装置中的检测气体体积1时，所述管路系统停止向所述计量筒内注气，并停止计时，检测结束。
[0038]在上述技术方案的基础上，其特征在于:
[0039]还包括行程开关，所述浮筒的上端设置有挡板，所述挡板与所述行程开关配合使用，所述行程开关与所述计算装置信号连接；
[0040]1)在计算装置中设置预检测气体体积Q。；
[0041]2)被测气体计量器开启，通过所述管路系统向所述计量筒内通入气体；
[0042]3)预检测:所述实时位移测量装置实时检测所述浮筒的位移，所述计算装置实时计算所述计量筒内的气体体积
[0043]4)正式检测:当所述计量筒内的气体体积I达到计算装置中的预检测气体体积Q。时，计算装置进入正式检测，并开始累积检定时间ΔΤ，计算装置实时计算并显示被检气体流量计的示值误差值δ ■,
[0044]5)结束检测:当所述浮筒上升至所述挡板接触所述行程开关时，所述管路系统停止向所述计量筒内注水，并停止计时，检测结束。
[0045]与现有技术相比，本发明的优点在于:
[0046](1)本发明中的连续计量气体流量计的测量装置，通过实时位移测量装置实时检测浮筒上升的位移，通过温度检测装置和压力检测装置检测计量筒内的温度和压力，根据理想气体状态方程式，换算得出标态气体流量，进一步计算出示值误差值，本发明在全量程范围内具有相同的准确度，计算装置自动显示示值误差，具有结构简单，检测范围宽、范围度大的优点，可以有效提高计量检定工作效率，降低成本，具有良好的社会效益和经济效益；
[0047]由于浮筒体积较大重量也较大，设置两组用于平衡浮筒重力和浮力的第一重物和第二重物，通过链轮和链条连接第二重物的质量较大平衡浮筒的较多重力，链轮的直径较大，而通过滑轮和拉绳连接的第一重物质量相对较小，其中同步轮的直径也较小，旋转编码器测量的位移，其准确率也较高。
[0048](2)本发明中管路系统作为计量筒充气和排气用，进一步有效消除管路憋压的情况，其结构简单，便于调节控制。
[0049](3)本发明中实时位移测量装置采用了高分辨率的光电旋转编码器，光电旋转编码器每转1圈输出Ν个脉冲信号，根据脉冲的变化，可以精确测量浮筒的位移量，使浮筒位移测量的分辨率达到0.05_，而一般浮筒的满量程位移为1000_左右，其容积值测量的相