液化天然气加气机检定系统的制作方法

本实用新型涉及液化天然气(LNG)加气设备检定的技术领域，具体涉及液化天然气加气机检定系统。

背景技术：

液化天然气(简称LNG)是由天然气转变的一种清洁、高效的能源。在所有的清洁燃料中，天然气以其应用技术成熟、安全可靠、经济可行而被世界许多国家和专家视为目前最适宜的汽车替代燃料。我国是世界上拥有清洁能源汽车最多的国家之一。

然而，这些运营的LNG加气站到目前为止还没有更科学的后续检定方法，致使LNG加气机计量准确性大幅降低，具有潜在计量风险。LNG作为大宗贸易商品，涉及贸易结算和安全防护，必须解决量值的准确和溯源问题，这不仅直接关系到贸易双方的利益，而且按照国家《计量法》的规定，用于贸易交接的LNG加气机应依法纳入强制管理范围，因此必须进行型式评价、首次检定、后续检定和使用中检定。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种液化天然气(LNG)加气机检定方法和系统。该检定方法应用专用检定接口同步获取LNG加气机数据，该系统检定精度达到1％。本实用新型还提供了一种移动式检定系统，例如车载式检定系统，其内部结构紧凑，通过防爆锂电装置向标准检定装置、防爆控制装置供电。本实用新型采用无线Wifi加密与电脑定向通信，无需布线即可使检定数据准确、快捷地在检定装置与电脑之间进行传输。

根据本实用新型的实施例，提供了一种液化天然气加气机检定系统，其与待检加气机连接，其特征在于，所述液化天然气加气机检定系统包括：标准流量计，其与所述待检加气机的加气输出口连接，用于检测所述待检加气机的加气输出流量，并输出标准流量计数值；流量检定采集器，其与所述待检加气机以及所述标准流量计连接，用于向待检加气机以及所述标准流量计发送“检定开始”和“检定结束”指令，并从所述待检加气机以及所述标准流量计分别读取待检加气机的流量计数值、以及所述标准流量计数值。

根据本实用新型的实施例，所述标准流量计包括标准液相流量计和标准气相流量计，其分别通过现场总线与所述流量检定采集器连接。

根据本实用新型的实施例，所述液化天然气加气机检定系统还包括可编程逻辑控制器、压力变送器，所述可编程逻辑控制器连接有显示屏、交换机、无线通信转换器、安全栅，所述压力变送器通过模拟量输入回路连接至所述安全栅。

根据本实用新型的实施例，所述流量检定采集器与待检加气机的计控器连接，所述计控器与待检加气机的流量计连接。

本实用新型具有的优点和有益效果是：

1、实现了对液化天然气(LNG)加气机的在线计量检定，达到1％的检定精度，精度超过了国家计量检定规程规定。

2、分别完成了对加气机的液相流量检定和整机检定，检定方法高效，检定结果实现双重备份；

3、本实用新型就检定装置来讲，结构紧凑，机动灵活，安全可靠。本实用新型提高了LNG加气机在线计量检定精度，是加气机使用过程中重要的检定设备，对贸易交接双方的利益有重大的影响。

附图说明

图1为根据本实用新型的实施例的液化天然气(LNG)加气机检定方法和系统的结构示意图；

图2为根据本实用新型的实施例的液化天然气(LNG)加气机检定方法和系统的原理框图；

图3为根据本实用新型的实施例的液化天然气(LNG)加气机液相流量检定方法的管线连接图；

图4为根据本实用新型的实施例的液化天然气(LNG)加气机整机检定方法的管线连接图；

图5为根据本实用新型的实施例的液化天然气(LNG)加气机检定方法的指令时序图；

图6为根据本实用新型的实施例的液化天然气(LNG)加气机检定方法的数据采集时序图。

具体实施方式

下面，结合附图对技术方案的实施作进一步的详细描述。

本领域的技术人员能够理解，尽管以下的说明涉及到有关本实用新型的实施例的很多技术细节，但这仅为用来说明本实用新型的原理的示例、而不意味着任何限制。本实用新型能够适用于不同于以下例举的技术细节之外的场合，只要它们不背离本实用新型的原理和精神即可。

另外，为了避免使本说明书的描述限于冗繁，在本说明书中的描述中，可能对可在现有技术资料中获得的部分技术细节进行了省略、简化、变通等处理，这对于本领域的技术人员来说是可以理解的，并且这不会影响本说明书的公开充分性。

下面结合附图对具体实施方案进行详细描述。

根据本实用新型的实施例，提供了一种液化天然气(LNG)加气机检定系统，其主要包括以下三层：底层为仪表层，包括标准检定装置，负责与现场加气机对接；中层为现场控制层，包括防爆控制装置，负责系统数据采集控制、系统协调、逻辑执行等；上层为管理层，负责系统管理、系统监控、计量数据整合、报表生成。

所述标准检定装置包括低温质量流量计、压力变送器；所述低温质量流量计通过RS485通信回路连接至所述流量检定采集器；所述压力变送器通过模拟量输入回路连接至所述安全栅。

作为本实用新型进一步的方案，所述液化天然气(LNG)加气机检定方法包括液相流量检定和整机检定，所述防爆控制装置通过无线Wifi加密与电脑通信；所述彩色显示屏配有外接存储器存储检定结果。

图1为根据本实用新型的实施例的液化天然气(LNG)加气机检定方法和系统的结构示意图。

如图1所示，本实施例中的液化天然气(LNG)加气机检定系统，防爆控制装置包括PLC控制器、流量检定采集器；

PLC控制器具有以下功能：检定点流程控制；辅助参数(温度、压力)采集；人机界面交互控制；上下位机交互通信控制。装置的检定流程控制由PLC控制器完成。PLC控制器居于整个LNG加气机计量检定系统的中间层，是系统底层执行、监测设备和上层计算机人机界面之间的信息桥梁，作用是接收上层计算机检定设置和检定参数，包括LNG加气机生产厂家及其通信采集方式设置、检定流量点设置、检定流程(液相检定流程、整机检定流程)设置、流量稳定度设置、检定次数设置等。

所述流量检定采集器用于进行标准流量计流量信号采集、LNG加气机加气量信号采集、通信逻辑控制。

图2为根据本实用新型的实施例的液化天然气(LNG)加气机检定方法和系统的原理框图。

如图2所示，所述防爆控制装置包括PLC(控制器)、流量检定采集器，所述PLC连接有彩色显示屏、流量检定采集器、交换机、无线通信转换器、安全栅。例如，所述PLC通过RS232通信回路连接至所述流量检定采集器、所述彩色显示屏，通过以太网通信回路连接至所述交换机、所述无线通信转换器；所述PLC还通过硬线连接至所述安全栅。

具体地，安全栅用于对系统进行隔离保护，彩色显示屏作为人机交互界面，将数据显示到界面上，无线通信转换器将以太网有线信号转换为无线Wifi信号，与电脑进行数据交互。

图3为根据本实用新型的实施例的液化天然气(LNG)加气机液相流量检定方法的管线连接图。

参照图3，将本实用新型检定操作流程说明如下。

将液化天然气加气机检定车停放于LNG加气机旁，连接防静电装置。按照图3的管线与现场加气机进行对接，首先进行液相流量检定。

在检定前，加气机和检定装置要进行预冷循环流程。将加气机与检定装置采用快装方式相串接，加气机的加气枪插到检定装置的加液枪接口上，检定装置的连接液相接口的加气枪插到加气机的循环口上；开启加气机预冷循环，期间观察检定装置显示的LNG流体状态参数(流量、温度、密度等)，同时调整检定装置液相管路末端处安装流量调节阀调整流量。当观察到循环流程的流量值满足32kg/min至80kg/min之间流量范围，且加气机和检定装置液相温度相差±2℃时，停止预冷循环流程。

完成预冷循环流程后，进入液相流量检定流程。加气机的加气枪插到检定装置的加液枪接口上，检定装置的连接液相接口的加气枪插到加气机的循环口上，加气机不连接回气管路。在预冷循环流程状态不变情况下，加气机启动加气流程，检定装置随后启动检定。直接循环加气完成至少三次液相流量计单独检定。

图4为根据本实用新型的实施例的液化天然气(LNG)加气机整机检定方法的管线连接图。参照图4，下面说明下一步的整机检定。

在完成液相流量检定流程后，进入整机检定流程。加气机的加气枪插到检定装置的加液枪接口上，加气机的回气枪插到检定装置的回气枪接口上；检定装置的连接液相接口的加气枪插到储气容器(例如，大型客车)的加气口上，检定装置的连接气相接口的回气枪插到该储气容器的回气口上；加气机启动加气流程，检定装置随后启动检定。加气结束后，检定装置同时采集加气机累积流量值和检定装置累积流量值。然后计算结果，生成计量报表。

下面参照图5和6来说明：根据本实用新型的实施例，如何实现计量检定精度的提高。

图5为根据本实用新型的实施例的液化天然气(LNG)加气机检定方法的指令时序图；图6为根据本实用新型的实施例的液化天然气(LNG)加气机检定方法的数据采集时序图。

本实用新型标准检定装置是标准传递装置，主要是把高性能、高准确度流量计作为标准流量计量器具用于检定其他流量计。

标准检定装置与LNG加气机流量检定基本要素就是“在相同时间间隔内连续通过标准检定装置和LNG加气机的质量流量相等”这一规则。所以，标准检定装置与LNG加气机数据采集时间同步是保证计量检定精度的关键。

本实用新型通过专用通信接口及通信协议进行检定，检定装置可以精确掌握标准检定装置与LNG加气机数据采集时序，确保在相同时间间隔内得到标准检定装置与LNG加气机数据。

检定装置数据采集严格根据数据采集通信协议及检定采集器定时完成。根据通信协议规定，检定采集器与标准检定装置、LNG加气机通信均为独立的接口，可同时与两个设备发送指令。向标准检定装置及LNG加气机发送指令同为8个字节，每个字节10位数据，波特率为9600bps，所以，指令发送时间为8.33ms。同理，接收数据亦为特定时长，即标准检定装置采集时间与LNG加气机流量计采集时间是一个恒定的间隔。如图5所示为试验得出的结果。

下面先说明附图中的标记的含义。

标准流量计自启动检定至实时累计流量值“MB1”回送完成时间：t1

LNG加气机流量计自启动检定至实时累计流量值“MJ1”回送完成时间：t2

标准流量计与加气机流量计采集初始检定流量值完成时间差(t1-t2)：t3

标准流量计自结束检定至实时累计流量值“MB2”回送完成时间：t1'

LNG加气机流量计自启动检定至实时累计流量值“MJ2”回送完成时间：t2'

标准流量计与加气机流量计采集结束检定流量值完成时间差(t1'-t2')：t3'

检定装置发出启动检定指令与发出结束检定指令间隔时间：tC

标准流量计采集初始量至结束量时间间隔：tB

LNG加气机流量计采集初始量至结束量时间间隔：tJ

下面说明根据本实用新型的实施例的检定流程。

如图6所示，检定装置启动检定后，流量检定采集器同时向标准检定装置与LNG加气机发出取检定初始流量累计值指令。

标准流量计接到流量检定采集器取初始流量累计值指令后，立刻将当前时刻累计流量值“MB1”回送流量检定采集器。

LNG加气机计控器接到流量检定采集器取初始流量累计值指令后，立刻向其流量计发出取初始流量累计值指令。LNG加气机流量计接到计控器指令立刻将当前时刻累计流量值“MJ1”回送计控器，LNG加气机计控器再将累计流量值“MJ1”回送到流量检定采集器。流量检定采集器得到了标准流量计和LNG加气机的初始流量累计值“MB1”和“MJ1”。

根据检定系统上位机设定的采集量参数，流量检定采集器同时向标准流量计与LNG加气机发出取检定结束流量累计值指令。同上“取检定初始流量累计值”一样的时序。

标准流量计接到流量检定采集器取结束流量累计值指令后，立刻将当前时刻累计流量值“MB2”回送流量检定采集器。

LNG加气机计控器接到流量检定采集器取检定结束流量累计值指令后，立刻向其流量计发出取检定结束流量累计值指令。LNG加气机流量计接到计控器指令立刻将当前时刻累计流量值“MJ2”回送计控器，LNG加气机计控器再将累计流量值“MJ2”回送到流量检定采集器。流量检定采集器得到了标准流量计和LNG加气机的检定结束流量累计值“MB2”和“MJ2”。至此，流量检定采集器得到了标准流量计和LNG加气机一个检定点的所有数值，并送至PLC控制器进行计算，最后得到计量结果。

由于标准流量计和LNG加气机流量计采集初始检定流量值与结束检定流量值这两个采集周期的程序是调用相同的子程序，所以保证t1＝t1'以及t2＝t2'。

此外，因为t2-t1＝t3、t2'-t1'＝t3'，所以t3＝t3'，由此保证了tB＝tC＝tJ。

这个结果表明，标准流量计与LNG加气机流量计采集初始量至结束量时间间隔相等。而这两个流量计串联在一个管线中，保证了“在相同时间间隔内连续通过标准检定装置和LNG加气机的质量流量相等”这一规则。

最后，本领域的技术人员能够理解，对本实用新型的上述实施例能够做出各种修改、变型、以及替换，其均落入如所附权利要求限定的本实用新型的保护范围。