计量装置自动标定系统的制作方法

本发明涉及计量装置设备技术领域。更具体地说，本发明涉及一种计量装置自动标定系统。

背景技术

热量表是用于测量在热交换回路中热水所释放的热量的计量器具，其由热水流量传感器、两支温度传感器和计算器组成，工作时，将流量传感器安装在热交换回路上，将两支温度传感器分别安装在供水和回水的管道上。流量传感器发出流量信号，温度传感器发出供水和回水的温度信号，计算器采集流量信号和温度信号，经过计算，显示出载热液体从入口至出口所释放的热量值，为保证测量的准确性，国家计量检定规程-热能表(jjg225-2001)中规定热量表检定方式有首次检定、后续检定、使用中检验、定型鉴定及样机试验，检定方法分总量检定法、分量检定法两种。用于检定热量表的装置为计量装置，同时，计量装置本身也需要进行标定，才能确保自身检测数据的准确性，根据国家质量监督检验检疫总局发布的jjg643-2003标准表法流量标准装置检定规程、及jjg164-2000液体流量标准装置检定规程进行检定，如何在满足上述检定规程标准的基础上，自动的获取检定所需数据、提高工作效率是目前急需解决的问题，其中，使用称重法的过程中，需要获得相应的天平读数，如何快速获得准确的天平读数，并有效避免计量罐内水流不稳定造成的读数误差，同样是目前急需解决的问题。

技术实现要素：

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种计量装置自动标定系统，其自动化获取数据标定操作，提高工作效率，最大限度的降低由于人为操作错误所带来的误差，为计量装置的准确性提供保障的有益效果。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种计量装置自动标定系统，包括：储液池、与储液池出液端连通的变频调速水泵、与变频调速水泵出液端连通的稳压罐、与所述稳压罐出液端连通的待标定标准流量计、与储液池进液端连通的计量罐，其中，计量罐放置于电子称上；

换向器，其设于待标定标准流量计、计量罐及储液池间，以将通过标准流量计的流体切换至计量罐或者储液池；

中央控制系统，其包括中央控制器，与中央控制器连接的质量采集单元、液位采集单元、流量采集单元、及换向器换向单元，其中，中央控制器控制质量采集单元采集电子秤质量读数并传递给中央控制器，控制液位采集单元采集计量罐内流体的液位并传递给中央控制器，控制流量采集单元采集待标定标准流量计的流量并传递给中央控制器，中央控制器通过换向器换向单元控制换向器的切换状态；

计时器，其与所述中央控制器连接，中央控制器控制计时器的启停，以衡量标定起止时间。

优选的是，所述的计量装置自动标定系统，还包括：流速调节控制系统，其包括与变频调速水泵电连接的变频器、依次串接在变频器的供电线路上的交流接触器和电源开关，其中，中央控制器与变频器电连接，以控制变频器驱动变频调速水泵，中央控制器与交流接触器电连接，以控制变频器电源通断。

优选的是，换向器位于所述计量罐上方的出液口竖直朝向所述计量罐连通有出液管，所述计量罐为圆筒状，其内下部从上至下卡设纵向截面呈v形的底板、及中空导流板，所述底板最低端具有条状出液口，所述导流板包括两个顶端相接呈倒置v形两个支腔体，所述出液口与所述导流板顶端连通，其中一个支腔体与水平面间的夹角略小于另一个支腔体，所述计量罐与两个支腔体相接的最低端侧壁均具有与所述导流板相通的导流口，两个导流口上均连通导流管，与较低导流口连通的导流管平滑过渡至另一导流管并与另一导流管连通，另一导流管上设置开关阀；

还包括喷头，其为与所述出液管连通的圆筒状，所述喷头的底端为与所述出液管同轴设置的圆锥状，所述喷头内周向等夹角覆设8块隔板，以将所述喷头内空间等分为体积相等的八个分液腔，每个分液腔内均水平上下间隔卡设第一降速层、及第二降速层，所述第一降速层包括上下间隔设置的第一支撑网、间隔设置在上下第一支撑网间的多个倒置圆台状弹簧，每个弹簧内同轴固设一桨叶，所述第二降速层包括上下间隔设置的两个第二支撑网、填充在两个第二支撑网内的砂粒，其中，所述出液管、喷头及所述计量罐同轴设置，所述喷头横向截面半径等于所述计量罐横向截面半径与所述出液管横向截面半径和的一半，所述隔板顶端高度略低于所述喷头顶端高度，所述喷头顶端设有通气阀，所述第一降速层顶端、所述第二降速层顶端、及所述喷头最低端距离所述喷头顶端的距离比为2:3:4；

其中，所述计量罐内侧壁周向等间隔竖直设置8个蛇形管，所述蛇形管的每个支管体与水平面间的夹角为6度，位于计量罐中轴线两侧的每对蛇形管位于同一高度的支管体朝向相反方向倾斜，每个蛇形管顶端设置一接料斗；

每个分液腔底端连通一扇形管，每个扇形管与水平面间的夹角为2度，每个扇形管的出液端平滑向下弯曲设置，且一一对应位于每个接料斗正上方。

优选的是，电子称内设置应变式电阻传感器，应变式电阻传感器输出模拟电信号至计量采集单元，质量采集单元将模拟信号转换为电子秤质量读数的标准信号后传递给中央控制器。

优选的是，所述的计量装置自动标定系统，还包括：标准计时器，其外晶振输入口与所述计时器连接，以接收所述计时器的晶振输出信号，并输出误差值发送至中央控制器。

优选的是，所述的计量装置自动标定系统，还包括：比对标准流量计，其连通安装于待标定标准流量计和换向器之间；

换流管，其一端与位于比对标准流量计和标准流量计间的管体连通，另一端与位于比对标准流量计和换向器间的管体连通，所述换流管、及位于所述比对标准流量计与靠近待标定流量计一端的换向管之间的管路上均设置阀门。

优选的是，所述的计量装置自动标定系统，还包括：均与所述中央控制器连通的温度传感器和压力传感器；

其中，所述温度传感器设置于位于所述待标定流量计和所述稳压罐间的管道上，以检测该管道内流体温度信号并传输至中央控制器；

所述压力传感器设置于位于所述待标定流量计和所述换流管之间的管道上，以检测该管道内流体压力信号并传输至中央控制器。

本发明至少包括以下有益效果：

第一、在电子秤检测、待标定标准流量计的自动标定、流量稳定性检测、及换向器检测实验中，根据jjg164-2000液体流量标准装置检定规程、及jjg164-2000标准表法流量标准装置检定规程的相关规定，自动获取电子秤检测、待标定标准流量计的自动标定、流量稳定性检测、及换向器检测所需数据，实现自动化数据获取的标定操作，不仅能提高工作效率，还能最大限度的降低由于人为操作错误所带来的误差，为计量装置的准确性提供保障。

第二、喷头、计量罐的结构设置降低天平读数受水流冲击力影响的程度，甚至排除水流冲击力的影响，以使天平在换向器换入换出时间段内任意时刻的读数均可以作为参考标准使用，提高整个装置数据的可靠性，有效减短天平读数所需要的稳定时间。

第三、设置比对标准流量计，为避免两次检测时间间隔中待标定标准流量计出现漂移等问题，检测过程中当待标定标准流量计出现问题时便于及时发现。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明的其中一种技术方案所述计量装置自动标定系统的流程图；

图2为本发明的其中一种技术方案所述计量装置自动标定系统的流程图；

图3为本发明的其中一种技术方案所述计量罐的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

如图1-3所示，本发明提供一种计量装置自动标定系统，包括：

储液池、与储液池出液端连通的变频调速水泵、与变频调速水泵出液端连通的稳压罐、与所述稳压罐出液端连通的待标定标准流量计、与储液池进液端连通的计量罐2，其中，计量罐2放置于电子称7上，电子称7用于称量计量罐2的重量；

换向器，其设于待标定标准流量计、计量罐2及储液池间，以将通过标准流量计的流体切换至计量罐2或者储液池；

中央控制系统，其包括中央控制器，与中央控制器连接的质量采集单元、液位采集单元、流量采集单元、及换向器换向单元，其中，中央控制器控制质量采集单元采集电子秤质量读数并传递给中央控制器，控制液位采集单元采集计量罐2内流体的液位并传递给中央控制器，控制流量采集单元采集待标定标准流量计的流量并传递给中央控制器，中央控制器通过换向器换向单元控制换向器的切换状态；

计时器，其与所述中央控制器连接，中央控制器控制计时器的启停，以衡量标定起止时间。

在上述技术方案中，储液池与变频调速水泵之间、变频调速水泵稳压罐间、稳压罐与换向器间、计量罐2与储液池间、换向器和储液池间均通过管路连通，管路上可根据实际需求设置阀门，待标定的标准流量计设置在稳压罐和换向器间的管路上，换向器的工作原理类似于三通阀门，通过气动装置控制水流在通向储液池和计量罐2间切换，换向器中内置一光电感应器，光电感应器用于测量换向器的实际换向动作的时间并传输至中央控制器，所述计量罐2底端连接一阀门，以排空计量罐2内流体，还包括，显示屏，中央控制器通过并行数据传输的方式与显示屏进行数据交互，中央控制器及显示屏隶属于上位机的一部分，操作员通过操控上位机实现人机交互功能，使用过程中，包括(1)电子秤检测；(2)待标定标准流量计的自动标定；(3)流量稳定性检测；(4)换向器检测；

其中，(1)电子秤检测；

电子秤作为检定装置的衡器，根据检定规程中的要求规定，电子秤需要定期检定，电子秤常规的检测过程基本按照检定规程中的方法进行，且每次电子称7的称量数据通过质量采集单元传输至中央控制器，其方法如下：

在电子称7的使用量范围内至少取10个均匀分布点(j＝1,2,3...,m，m≥10)，用标准砝码从j＝1逐步加载到j＝m，完成第一次检定；再从j＝m逐步卸载到j＝1，完成第二次检定，分别记载各点加载质量(各点记录时天平上以放置的总标准砝码的重量)、卸载质量(各点记录时卸载的总质量)和电子秤读数，重复进行n(n≥10)次；

通过上位机的显示屏人工输入加载质量和卸载质量并存入中央控制器，电子称7读数通过质量采集单元将相关数据传输至中央控制器；

(2)待标定标准流量计的自动标定；

确定计量罐2内无液体残留，仪表(电子秤、待标定标准流量计)归零，换向器换出(换向器连通待标定标准流量计和储液池)→启动与待标定标准流量计连通的变频调速水泵、稳压罐→调节流量待流量稳定后→换向器换入(换向器连通标定标准流量计和计量罐2)运行一段时间换出(换出换入的时间段内控制天平读数在天平总量程1/3-1/2之间)→记录换向器换入换出运行时间、待标定标准流量计读数、天平读数→排空计量罐2内液体后关闭→重复至少6次；

其中，中央控制器通过换向器换向单元控制换向器在一定时间内的换入换出，换向器中内的光电感应器测量换向器的实际换向动作的时间并传输至中央控制器以记录，流量采集单元采集待标定标准流量计的流量计读数并传输给中央控制器，对应的电子称7读数通过质量采集单元将相关数据传输至中央控制器；

(3)流量稳定性检测；

热量表检测过程中，需要保持流量稳定运行一段时间，计量装置需要满足流量稳定性的检测实验，其方法具体如下：

(31)累积时间内流量稳定性检定

确定计量罐2内无液体残留，仪表(电子秤、待标定标准流量计)归零，换向器换出(换向器连通待标定标准流量计和储液池)→启动与待标定标准流量计连通的变频调速水泵、稳压罐→调节流量待流量稳定后→换向器换入(换向器连通标定标准流量计和计量罐2)运行一段时间换出(约天平总量程1/3-1/2)→在换入换出的运行时间内间隔相同时间内连续记录反应流量大小的输出信号q1i(i＝1,2,3，…，n；n≥60)；

(32)各累积时间之间流量稳定性检定

确定计量罐2内无液体残留，仪表(电子秤、待标定标准流量计)归零，换向器换出(换向器连通待标定标准流量计和储液池)→启动与待标定标准流量计连通的变频调速水泵、稳压罐→调节流量待流量稳定后→换向器换入(换向器连通标定标准流量计和计量罐2)运行一段时间换出(约天平总量程1/3-1/2)→记录换向器换入换出运行时间、待标定标准流量计读数、天平读数→排空计量罐2内液体后关闭→重复至少10次；

(4)换向器检测；

在称重法检测实验中会用到电子秤的称量质量作为标准值与被测仪表(待标定标准流量计)进行比对，而被测表(待标定标准流量计)与电子秤之间的信号同步和水路切换需要借助换向器来完成。换向器的检测实验使用两种方法，其中流量计法需要按照以下步骤进行：确定计量罐2内无液体残留，仪表(电子秤、待标定标准流量计)归零，换向器换出(换向器连通待标定标准流量计和储液池)→启动与待标定标准流量计连通的变频调速水泵、稳压罐→调节流量待流量稳定后→换向器换入(换向器连通标定标准流量计和计量罐2)运行一段时间换出(约天平总量程1/3-1/2)→记录换向器换入换出间运行时间、流量计读数、天平读数(数值稳定后)→开容器底阀放空→关容器底阀→天平清零(流量稳定后)→换向器换入换出10次(控制天平装满总量程1/3-1/2)→记录换向器换入换出间总运行时间、流量计读数、天平读数(数值稳定后)→开容器底阀放空→关容器底阀→以上步骤重复10次→停泵关阀。采用这种技术方案，在电子秤检测、待标定标准流量计的自动标定、流量稳定性检测、及换向器检测实验中，根据jjg164-2000液体流量标准装置检定规程、及jjg164-2000标准表法流量标准装置检定规程的相关规定，自动获取电子秤检测、待标定标准流量计的自动标定、流量稳定性检测、及换向器检测所需数据，然后根据相关规定及计算方式确定分检测结果、及总检测结果，实现自动化标定操作，不仅能提高工作效率，还能最大限度的降低由于人为操作错误所带来的误差，为计量装置的准确性提供保障。

在另一种技术方案中，所述的计量装置自动标定系统，还包括：流速调节控制系统，其包括与变频调速水泵电连接的变频器、依次串接在变频器的供电线路上的交流接触器和电源开关，其中，中央控制器与变频器电连接，以控制变频器驱动变频调速水泵，中央控制器与交流接触器电连接，以控制变频器电源通断。采用这种方案，打开电源开关，使变频调速水泵通电，变频器输出频率可变的三相电驱动调节变频调速水泵，中央控制器与交流触电器电连接，以控制电源的通断，同时中央控制器可控制变频器调节变频调速水泵流速，以实现变频调速水泵的电源的通断、以及水泵的流速。

在另一种技术方案中，换向器位于所述计量罐2上方的出液口210竖直向下朝向所述计量罐2连通有出液管1，所述计量罐2为圆筒状，其内下部从上至下卡设纵向截面呈v形的底板21(该底板21关于该圆筒所在的一个中轴线所在竖直面对称设置，上述纵向截面为垂直与该竖直面垂直的面)、及中空导流板22，所述底板21最低端沿其长度方向具有条状出液口210，所述导流板22包括两个顶端相接且纵向截面呈倒置v形两个支腔体220(弦呈直线的弧形)，两个支腔体220位于上述竖直面的两侧，所述出液口210与所述导流板22顶端连通，以使计量罐2上部腔体与导流板22连通，其中一个支腔体220与水平面间的夹角略小于另一个支腔体220，所述计量罐2与两个支腔体220相接的最低端侧壁均具有与所述导流板22相通的导流口23以将支腔体220内的流体导出，两个导流口23上均连通导流管24，与较低导流口23(另一个支腔体220的)连通的导流管24平滑过渡(以一定坡度连接较低导流口23和另一导流管24)至另一导流管24并与另一导流管24连通，另一导流管24位于与其连通的导流管24与其出液端间上设置开关阀25，其中，排空计量罐2内液体后关闭即通过操控该开关阀25控制；

还包括喷头3，其为与所述出液管1连通的圆筒状，所述喷头3的底端为与所述出液管1同轴设置的圆锥状，所述喷头3内周向等夹角覆设8块隔板30，以将所述喷头3内空间等分为体积相等的八个分液腔31，每个分液腔31内均水平上下间隔卡设第一降速层4、及第二降速层5，所述第一降速层4包括上下间隔设置的第一支撑网40、间隔设置在上下第一支撑网40间的多个倒置圆台状弹簧41，每个弹簧41内同轴固设一桨叶，所述第二降速层5包括上下间隔设置的两个第二支撑网50、填充在两个第二支撑网50内的砂粒51，其中，所述出液管1、喷头3及所述计量罐2同轴设置，所述喷头3横向截面半径等于所述计量罐2横向截面半径与所述出液管1横向截面半径和的一半，所述隔板30顶端高度略低于所述喷头3顶端高度，所述喷头3顶端设有通气阀32，所述第一降速层4顶端、所述第二降速层5顶端、及所述喷头3最低端距离所述喷头3顶端的距离比为2:3:4喷头3和出液管1之间可设置为通过螺接实现的可拆卸连接，8快隔板30靠近喷头3轴线的一端面均与喷头3轴线平行且相重合设置，第一降速层4、及第二降速层5均为扇形，多个倒置圆台状弹簧41对称设置在竖直面两侧；

其中，所述计量罐2内侧壁周向等间隔竖直设置8个蛇形管(其由多个上下重复的w字形管体组成)，所述蛇形管的每个支管体(任意相邻两个拐角间的一个管体)与水平面间的夹角为6度，位于计量罐2中轴线两侧的每对蛇形管位于同一高度的支管体朝向相反方向倾斜，每个蛇形管顶端设置一接料斗20；

每个分液腔31底端连通一扇形管6，每个扇形管6与水平面间的夹角为2度，每个扇形管6的出液端平滑向下弯曲设置，且一一对应位于每个接料斗20正上方。采用这种方案，水流通过换向器后，切入计量罐2内，此时水流通过出液管1端部到达喷头3顶端，竖直而下的水流被8各隔板30均分为8份，分别流向不同的分液腔31，到达分液腔31的流体到达第一降速层4，流体的下冲力一部分转化为桨叶的旋转力以降低流体速度，且第一降速层4的设置以整体流体通过能力(每秒内流体流体通过第一降速层4的量的能力大于出液管1内未降速流体每秒的通过量)，同时流体通过桨叶的旋转达到使分液腔31的流体被更均匀分散的效果，分散流体继续下行到达第二降速层5，砂粒51的设置进一步的分散流体，并减缓流体速度，砂粒51大小粒径的设置满足每秒内流体通过第二降速层5的量的能力大于出液管1内未降速流体每秒的通过量，以避免流体在喷头3内堆积，流体到达扇形管6后通过扇形管6到达接料斗20正上方，每个扇形管6出液端的直径大于出液管1直径的1/4，以使减速后的流体不在出液管1内具有过多时间的遗留，即控制出液管1每秒内流过的相同体积的流体可以在一秒内基本以扇形管6重力倾斜角度的作用力排出，到达接料斗20的水流通过蛇形管注入至计量罐2，水流在蛇形管内在其重力的作用下下流，重力被分为沿水平方向的力和竖直方向的力，位于计量罐2中轴线两侧的两个蛇形管的水平力彼此抵消，竖直方向的力继续带动水流向下运动，以使水流在下落的过程中，避免水流对计量罐2的冲击力，以使在换入和换出之间的时间段内，降低天平读数受水流冲击力影响的程度，甚至排除水流冲击力的影响，以使天平在换向器换入换出时间段内任意时刻的读数均可以作为参考标准使用，提高整个装置数据的可靠性，有效减短天平读数所需要的稳定时间。

在另一种技术方案中，电子称7内设置应变式电阻传感器，应变式电阻传感器输出模拟电信号至计量采集单元，质量采集单元将模拟信号转换为电子秤质量读数的标准信号后传递给中央控制器。采用这种方案实现电子称7读数的自动采集。

在另一种技术方案中，所述的计量装置自动标定系统，其特征在于，还包括：标准计时器，其外晶振输入口与所述计时器连接，以接收所述计时器的晶振输出信号，并输出误差值发送至中央控制器。采用这种方案，用于对计时器的检定，计时器的检定主要有两步，第一、检测计时器晶振8h稳定度→计时器的晶振输出信号接到标准计时器的外晶振输入口，计时器接通外接电源，预热1h后，每隔1h标准计时器接收计时器的晶振输出信号，并输出标准计时器和计时器的误差值值至中央控制器；第二、时间间隔的检定→以一次检定的最短测量时间为时间间隔，控制标准计时器和计时器同步启停，记录计时器值和标准计时器值，完成一次检定，重复进行10次以上检定，根据得到的数据结果按照jjg164-2000液体流量标准装置检定规程、及jjg164-2000标准表法流量标准装置检定规程的相关规定计算获得计时器检定结果。

在另一种技术方案中，如图2所示，所述的计量装置自动标定系统，还包括：比对标准流量计，其连通安装于待标定标准流量计和换向器之间；

换流管(图2中表示出)，其一端与位于比对标准流量计和标准流量计间的管体连通，另一端与位于比对标准流量计和换向器间的管体连通，所述换流管、及位于所述比对标准流量计与靠近待标定流量计一端的换向管之间的管路上均设置阀门(图2中未表示出)。采用这种方案，由于计量检定规程中规定检定装置中的待标定标准流量计检测周期为一年，为避免两次检测时间间隔中待标定标准流量计出现漂移等问题，加入比对表作为参考，检测过程中当待标定标准流量计出现问题时便于及时发现，换流管的设置为整个装置的实用提供更多的选择性，避免不必要数据的测试，例如，当确定待标定标准流量计未出现漂移等问题时，打开换流管阀门，关闭位于所述比对标准流量计与靠近待标定流量计一端的换向管之间的管路上的阀门，使流体直接通过换流管到达换向器。

在另一种技术方案中，所述的计量装置自动标定系统，还包括：均与所述中央控制器连通的温度传感器和压力传感器；

其中，所述温度传感器设置于位于所述待标定流量计和所述稳压罐间的管道上，以检测该管道内流体温度信号并传输至中央控制器；

所述压力传感器设置于位于所述待标定流量计和所述换流管之间的管道上，以检测该管道内流体压力信号并传输至中央控制器。采用这种方案，按照计量检定规程规定，严格控制和监测温度和压力的影响对于检测结果的影响。

自动标定系统还包括：与所述中央控制器连接的仪表修正模块，中央控制器根据测试的数据，根据jjg164-2000液体流量标准装置检定规程、及jjg164-2000标准表法流量标准装置检定规程的相关规定，对各仪器以及总计量装置进行标定处理，如果检定装置出现某一工作点漂移的现象，具备修正功能的仪表此时可以通过仪表自身修正功能延长仪表的使用周期，但某些不具备修正功能的仪表，可以通过仪表修正模块完成仪表修正。

这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本发明的说明的。对本发明计量装置自动标定系统的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。