差压变送器检定系统的制作方法

1.本发明涉及差压变送器检定设备技术领域，尤其涉及一种差压变送器检定系统。


背景技术：

2.压力变送器是目前应用较为广泛的一种变送器，是一种将压力变量转化为可传送的标准化输出信号的仪表，而且其输出信号与压力变量之间有一定的连续线性关系，主要用于工业过程压力参数的测量和控制。压差变送器可与其他流量仪表组成差压式流量计用于流量的积算，是关系到贸易结算的民生计量及能源计量产品，也是最容易产生贸易争议的计量仪器。因此差压变送器计量的准确与否，直接关系到供需双方的利益，其检定过程尤为重要。
3.当前差压变送器的检定通常是在低压端通大气的情况下检定，但是在现场使用差压变送器的实际工作场合都包含了作用在变送器高、低两端口的高静压值。而对于静压性能差的差压式变送器，在高静压下检测结果会产生很大的漂移，如果在检定差压变送器时没有施加相应的静压，则检定结果的准确性会降低。
4.现有的高静压气体差压活塞式压力计具有较高的精度，其工作原理是通过手动调节气体压力大小来实现增压，不同的是活塞装置是通过施加专用砝码来控制压力大小，而数字式装置则是通过内置传感器来控制的，但是，现有的高静压气体差压活塞式压力计无法自动供气，需要人工调整进气量，印尼次，很难准确控制进气量，并且体积较为笨重，且操作复杂。
5.现有的双通道数字压力仪表方式差压校准方法通过将差压仪高低压端口分别与数字压力仪表相互单独的两个通道相连，通过手动或自动控制，使高低压端口压力值达到差压仪表的静压要求，这时隔离高低压端口压力，再利用数字压力仪表在高压端控制压力，使系统达到标准差压压力值，来达到校准差压仪表的目的。双通道数字压力仪表方式压差校准方法主要是通过双通道压力控制器来实现，但是，双通道数字压力仪表方式差压校准方法只能用于低静压差压仪表的校准，其最大的问题是数字压力仪表在满足高静压的同时，必然会降低校准差压的准确度和分辨力。


技术实现要素：

6.有鉴于此，本发明实施例提供一种差压变送器检定系统，主要目的是提供一种可以快速实现、方便、准确的差压式变送器和差压式流量计的检定以及校准工作的差压变送器检定系统。
7.为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：
8.本发明实施例提供了一种差压变送器检定系统，该系统包括：
9.压力计部件，所述压力计部件包括活塞筒和活塞本体，所述活塞本体设置在所述活塞筒上；
10.校验部件，所述校验部件包括供气接管、排气接管、第一调节器、第二调节器、低压
测试管、低压参考管、高压测试管、高压参考管和参考压力表，所述供气接管的一端连接于所述第一调节器，所述高压测试管的一端连接于所述第一调节器，另一端用于连接所述压力计部件，所述高压测试管和所述高压参考管相互连通，所述排气接管连接于所述第一调节器，所述低压测试管的一端连接于所述第二调节器，另一端用于连接压力计部件，所述参考压力表、所述高压参考管和所述低压参考管相互连通，所述低压测试管和所述低压参考管相互连通，所述低压测试管和所述高压测试管相互连通，所述校验部件还包括旁通阀，所述旁通阀设置在所述低压测试管和所述高压测试管之间；
11.供压部件，所述供压部件包括控制部件、进气管、大气压力传感器、标准压力传感器、气路控制部件和出气管，所述大气压力传感器的一端连接于所述控制部件，另一端连接于所述进气管，所述气路控制部件的一端连接于控制部件，另一端连接于出气管，所述标准压力传感器的一端连接于所述控制部件，另一端连接于所述出气管，所述出气管连接于所述低压参考管或者高压参考管。
12.进一步的，所述校验部件还包括第一平衡阀和第二平衡阀，所述第一平衡阀设置在所述第一调节器内部，所述第二平衡阀设置在所述第二调节器内部。
13.进一步的，所述校验部件还包括进气阀和排气阀，所述进气阀设置在所述供气接管和所述第一调节器之间，所述排气阀设置在所述排气接管与所述第一调节器之间。
14.进一步的，所述校验部件还包括过滤器，所述过滤器设置在所述供气接管、所述低压参考管和所述高压参考管上。
15.进一步的，所述供压部件还包括继电器卡，所述继电器卡设置在所述气路控制部件与所述控制部件之间。
16.进一步的，所述供压部件还包括数据采集部件，所述数据采集部件包括温度传感器和湿度传感器，所述温度传感器和所述湿度传感器分别连接于所述控制部件。
17.进一步的，所述供压部件还包括显示部件，所述显示部件连接于所述控制部件。
18.进一步的，所述校验部件还包括回流管和止逆阀，所述回流管设置在所述低压参考管和所述第二调节器之间，所述止逆阀设置在所述回流管上。
19.进一步的，所述气路控制部件包括气容腔室、第一主气管、第二主气管、第一分气管、第二分气管、第三分气管、第一流量阀、第二流量阀、第一针孔阀、第二针孔阀和多个电磁阀，所述第一主气管的一端连接于所述继电器卡，另一端连接于所述气容腔室，所述第二主气管的一端连接于所述气容腔室，另一端连接于所述出气管，所述第一分气管的两端分别连接于所述第一主气管和所述气容腔室，所述第二分气管的两端分别连接于所述第二主气管和所述气容腔室，所述第三分气管的两端分别连接于所述第二分气管和所述气容腔室，所述第一流量阀设置在所述第一主气管上，所述第二流量阀设置在所述第二主气管上，所述第一针孔阀设置在所述第一分气管上，所述第二针孔阀设置在所述第二分气管上，所述第一主气管、所述第二主气管、所述第一分气管、所述第二分气管和所述第三分气管上均设置所述电磁阀。
20.进一步的，所述气路控制部件还包括压力传感器，所述压力传感器连接于所述气容腔室。
21.与现有技术相比，本发明具有如下技术效果：
22.本发明实施例提供的技术方案中，压力计部件的作用是为差压变送器的高压端提
供标准压力值，压力计部件包括活塞筒和活塞本体，活塞本体设置在活塞筒上；校验部件的作用是产生差压值，校验部件包括供气接管、排气接管、第一调节器、第二调节器、低压测试管、低压参考管、高压测试管、高压参考管和参考压力表，供气接管的一端连接于第一调节器，高压测试管的一端连接于第一调节器，另一端用于连接压力计部件，高压测试管和高压参考管相互连通，排气接管连接于第一调节器，低压测试管的一端连接于第二调节器，另一端用于连接压力计部件，参考压力表、高压参考管和低压参考管相互连通，低压测试管和低压参考管相互连通，低压测试管和高压测试管相互连通，校验部件还包括旁通阀，旁通阀设置在低压测试管和高压测试管之间；供压部件的作用是为低压端提高压力，并且能够提供系统压力，供压部件包括控制部件、进气管、大气压力传感器、标准压力传感器、气路控制部件和出气管，大气压力传感器的一端连接于控制部件，另一端连接于进气管，气路控制部件的一端连接于控制部件，另一端连接于出气管，标准压力传感器的一端连接于控制部件，另一端连接于出气管，出气管连接于低压参考管或者高压参考管，相对于现有技术，通过将差压仪高低压端口分别与数字压力仪表相互单独的两个通道相连，通过手动或自动控制，使高低压端口压力值达到差压仪表的静压要求，这时隔离高低压端口压力，再利用数字压力仪表在高压端控制压力，使系统达到标准差压压力值，来达到校准差压仪表的目的。双通道数字压力仪表方式压差校准方法主要是通过双通道压力控制器来实现，但是，双通道数字压力仪表方式差压校准方法只能用于低静压差压仪表的校准，其最大的问题是数字压力仪表在满足高静压的同时，必然会降低校准差压的准确度和分辨力，本技术方案中，通过压力计部件向差压变送器的高压端提供标准压力值，再通过供压部件为低压端提供参考压力，校验部件由两套相互连通的校验仪组成，在两个校验仪之间设置旁通阀，通过控制旁通阀的开启或者关闭能够将差压变送器的两端连接或隔离，起到产生差压值的作用，从而达到可以快速实现、方便、准确的对差压式变送器、差压式流量计的检定和校准工作。
附图说明
23.图1为本发明实施例提供的一种差压变送器检定系统的结构示意图；
24.图2为本发明实施例提供的一种校验部件的结构示意图；
25.图3为本发明实施例提供的一种供压部件的结构示意图；
26.图4为本发明实施例提供的一种气路控制部件的结构示意图；
27.图5为编号为1、2、3、4的差压变送器在静态控制模式和动态控制模式下的比对图。
具体实施方式
28.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
29.如图1至图4所示，本发明实施例提供了一种差压变送器检定系统，该系统包括：
30.压力计部件，压力计部件包括活塞筒11和活塞本体12，活塞本体12设置在活塞筒11上；
31.校验部件，校验部件包括供气接管21、排气接管22、第一调节器23、第二调节器24、低压测试管25、低压参考管26、高压测试管27、高压参考管28和参考压力表29，供气接管21的一端连接于第一调节器23，高压测试管27的一端连接于第一调节器23，另一端用于连接压力计部件，高压测试管27和高压参考管28相互连通，排气接管22连接于第一调节器23，低
压测试管25的一端连接于第二调节器24，另一端用于连接压力计部件，参考压力表29、高压参考管28和低压参考管26相互连通，低压测试管25和低压参考管26相互连通，低压测试管25和高压测试管27相互连通，校验部件还包括旁通阀20，旁通阀20设置在低压测试管25和高压测试管27之间；
32.供压部件，供压部件包括控制部件31、进气管32、大气压力传感器33、标准压力传感器34、气路控制部件35和出气管36，大气压力传感器33的一端连接于控制部件31，另一端连接于进气管32，气路控制部件35的一端连接于控制部件31，另一端连接于出气管36，标准压力传感器34的一端连接于控制部件31，另一端连接于出气管36，出气管36连接于低压参考管26或者高压参考管28。
33.本发明实施例提供的技术方案中，压力计部件的作用是为差压变送器的高压端提供标准压力值，压力计部件包括活塞筒11和活塞本体12，活塞本体12设置在活塞筒11上；校验部件的作用是产生差压值，校验部件包括供气接管21、排气接管22、第一调节器23、第二调节器24、低压测试管25、低压参考管26、高压测试管27、高压参考管28和参考压力表29，供气接管21的一端连接于第一调节器23，高压测试管27的一端连接于第一调节器23，另一端用于连接压力计部件，高压测试管27和高压参考管28相互连通，排气接管22连接于第一调节器23，低压测试管25的一端连接于第二调节器24，另一端用于连接压力计部件，参考压力表29、高压参考管28和低压参考管26相互连通，低压测试管25和低压参考管26相互连通，低压测试管25和高压测试管27相互连通，校验部件还包括旁通阀20，旁通阀20设置在低压测试管25和高压测试管27之间；供压部件的作用是为低压端提高压力，并且能够提供系统压力，供压部件包括控制部件31、进气管32、大气压力传感器33、标准压力传感器34、气路控制部件35和出气管36，大气压力传感器33的一端连接于控制部件31，另一端连接于进气管32，气路控制部件35的一端连接于控制部件31，另一端连接于出气管36，标准压力传感器34的一端连接于控制部件31，另一端连接于出气管36，出气管36连接于低压参考管26或者高压参考管28，相对于现有技术，通过将差压仪高低压端口分别与数字压力仪表相互单独的两个通道相连，通过手动或自动控制，使高低压端口压力值达到差压仪表的静压要求，这时隔离高低压端口压力，再利用数字压力仪表在高压端控制压力，使系统达到标准差压压力值，来达到校准差压仪表的目的，双通道数字压力仪表方式压差校准方法主要是通过双通道压力控制器来实现，但是，双通道数字压力仪表方式差压校准方法只能用于低静压差压仪表的校准，其最大的问题是数字压力仪表在满足高静压的同时，必然会降低校准差压的准确度和分辨力，本技术方案中，通过压力计部件向差压变送器的高压端提供标准压力值，再通过供压部件为低压端提供参考压力，校验部件由两套相互连通的校验仪组成，在两个校验仪之间设置旁通阀20，通过控制旁通阀20的开启或者关闭能够将差压变送器的两端连接或隔离，起到产生差压值的作用，从而达到可以快速实现、方便、准确的对差压式变送器、差压式流量计的检定和校准工作。
34.上述压力计部件的作用是为差压变送器的高压端提供标准压力值，压力计部件包括活塞筒11和活塞本体12，活塞本体12设置在活塞筒11上，压力计部件采用活塞式压力计，具有较高的准确度和较好的周期稳定性，活塞本体12设置在活塞筒11上，使得活塞本体12能够垂直上下移动，可选的，压力计部件还包括砝码和校验器，校验器由压力泵、阀门和连接管组成，当然，压力计部件还可以包括活塞平衡指示装置和温度测量装置，能够提高压力
计部件的准确性；供压部件的作用是为低压端提高压力，并且能够提供系统压力，供压部件包括控制部件31、进气管32、大气压力传感器33、标准压力传感器34、气路控制部件35和出气管36，大气压力传感器33的一端连接于控制部件31，另一端连接于进气管32，气路控制部件35的一端连接于控制部件31，另一端连接于出气管36，标准压力传感器34的一端连接于控制部件31，另一端连接于出气管36，出气管36连接于低压参考管26或者高压参考管28，进气管32内通入当前大气压力值，然后通过大气压力传感器33传递至控制部件31，控制部件31通过调节气路控制部件35和标准压力传感器34对当前大气压力值进行调节，使得出气管36输出标准压力，气路控制部件35的作用是产生高准确度、高相应度的气体压力信号，校验部件的作用是产生压差，校验部件包括供气接管21、排气接管22、第一调节器23、第二调节器24、低压测试管25、低压参考管26、高压测试管27、高压参考管28和参考压力表29，供气接管21的一端连接于第一调节器23，高压测试管27的一端连接于第一调节器23，另一端用于连接压力计部件，高压测试管27和高压参考管28相互连通，排气接管22连接于第一调节器23，低压测试管25的一端连接于第二调节器24，另一端用于连接压力计部件，参考压力表29、高压参考管28和低压参考管26相互连通，低压测试管25和低压参考管26相互连通，低压测试管25和高压测试管27相互连通，校验部件还包括旁通阀20，旁通阀20设置在低压测试管25和高压测试管27之间，先将低压测试管25与出气管36进行连接，高压测试管27与压力计部件进行连接，气体从供气接管21进入，此时，旁通阀20打开，使校验部件内全部充满气体，然后关闭旁通阀20，开启低压测试管25和高压测试管27，此时，低压测试管25内的压力低于高压测试管27内的压力，然后通过第一调节器23调节高压测试管27内的压力值，再通过第二调节器24调节低压测试管25内的压力值，使得高压测试管27内的压力值与低压测试管25内的压力值的差压稳定，从而使得高压测试管27和低压测试管25之间形成差压值，然后将差压变送器分别接入到低压参考管26和高压参考管28上，从而达到快速检定差压变送器的技术效果；第一调节器23和第二调节器24的结构相同，主要由一个气体存储罐和一个调节器组成，调节器能够朝向或者远离气体存储罐的方向移动，使得气体存储罐内的气体被压缩，从而达到调节压力的作用。
35.在使用供压部件时，通常有两种控制类型可选择。一种为静态控制，该模式利用供压部件将测试系统压力调整至接近相应的测试点，直至达到目标压力的极限范围，当压力快速变化引起的瞬态效应达到正常水平，且压力足够稳定时读取数据。另一种为动态控制或主动控制模式，供压部件将测试系统内的压力调整到所需要的压力，并且在记录参考或被测器的测量值时继续主动将压力控制在目标压力值附近，其在短时间内形成稳定的压力能够使校准更快捷。
36.静态控制引起的不确定度仅与压力管道的泄漏情况、瞬态效应和环境变化有关。静态模式能够消除控制模式下引起的不稳定因素优势，然而在动态控制模式下，控制稳定度认为是随机的，压力平均值的标准偏差将除以测量次数(n)的平方根，在静态控制模式下压力值将向一个方向变化，稳定度就不是随机的，所以标准偏差须除以动态控制模式具有不确定度较小，控制速度快，压力输出稳定等优点。
37.以准确度等级为0.005级的压力计部件为标准器，低压端通大气的情况下，将编号1、2、3、4的差压变送器的测试数据进行分析比较。编号1：差压范围(0～25)kpa，输出为压力值，静压范围为(0～3)mpa；编号2：差压范围(0～60.99)kpa，输出信号为4～20ma，静压范围
为(0～6)mpa；编号3：差压范围(0～160)kpa，输出信号为4～20ma，静压范围为(0～1.6)mpa；编号4：差压范围(0～100)kpa，输出信号为4～20ma，静压范围为(0～1.6)mpa；表格1为编号1的差压变送器在大气压模式下的测量数据。
[0038][0039]
表2为编号1的压力变送器在高静压模式下的测试数据，静压测量点分别为0.5、1、1.5、2、2.5、3(单位：mpa)，差压测量点为0、4、8、12、16、20、25(单位：kpa)。
[0040][0041]
为了更加直观的了解，以函数图形的方式表示如下：编号为1、2、3、4的差压变送器在两种模式下的比对图如图5所示，图5中a为编号1的差压变送器，b为编号2的差压变送器，c为编号3的差压变送器，d为编号4的差压变送器。
[0042]
通过对编号1、2、3、4的四台差压式变送器的两种方法的数据分析，高静压对差压值的影响是巨大的。根据检定规程的规定，对于0.5级的力平衡式差压变送器，当静压pw小于6.4mpa时，其零点漂移及量程变化不大于2％，以此类推，对于用于贸易结算的差压式变送器，其差压传感器的准确度等级为0.1级，当静压小于6.4mpa时，其零点漂移及量程变化不大于0.8％。对于编号1的差压变送器，其零点漂移为0.3％，量程变化为0.5％。对于编号2的差压变送器，其零点漂移为0.7％，量程变化为1.1％。对于编号3的差压变送器，其零点漂移为0.1％，量程变化为0.2％。对于编号4的差压变送器，其零点漂移为0.5％，量程变化为1.2％。结果显示，编号为2和4的差压变送器，其量程变化已不能满足检定规程的要求。
[0043]
通过实验数据可以看出，本技术方案可以提高高静压差压变送器的等级为0.2％，同时具有自动编辑高度差、自带活塞参考面的标识，由压力发生器自动产生压力值，大大提高了工作效率，降低了劳动强度。
[0044]
进一步的，校验部件还包括第一平衡阀231和第二平衡阀241，第一平衡阀231设置在第一调节器23内部，第二平衡阀241设置在第二调节器24内部。本实施例中，增加了平衡阀，第一平衡阀231设置在第一调节器23内部，第二平衡阀241设置在第二调节器24内部，当平衡阀关闭时，可以手动调节第一调节器23和第二调节器24，从而达到方便调节的技术效
果。
[0045]
进一步的，校验部件还包括进气阀211和排气阀221，进气阀211设置在供气接管21和第一调节器23之间，排气阀221设置在排气接管22与第一调节器23之间。本实施例中，进一步限定了校验部件，进气阀211设置在供气接管21和第一调节器23之间，使得供气接管21能够在进气阀211的控制下开启或者关闭，或者是控制供气接管21内的气体流量，排气阀221设置在排气接管22与第一调节器23之间，能够通过排气阀221控制排气接管22的排气量和排气速度，从而达到调节校验部件内的气体压力的技术效果。
[0046]
进一步的，校验部件还包括过滤器4，过滤器4设置在供气接管21、低压参考管26和高压参考管28上。本实施例中，进一步限定了校验部件，在校验部件上设置过滤器4，过滤器4为多个，供气接管21的作用是向校验部件输入气体，因此，需要对进入校验部件的气体进行过滤，过滤器4设置在供气接管21和第一调节器23之间，使得进入第一调节器23内的气体需要先被过滤器4进行过滤，从而保证校验部件内的气体的清洁性，同样的，低压参考管26和高压参考管28需要连接差压变送器，为了保证进入校验部件内的气体清洁，在低压参考管26和高压参考管28上也设置过滤器4，从而达到提高校验部件的检测准确性的技术效果。
[0047]
进一步的，供压部件还包括继电器卡37，继电器卡37设置在气路控制部件35与控制部件31之间。本实施例中，增加了继电器卡37，继电器卡37作为控制器的命令传达工具，它含多个隔离输出通道，能快速响应控制部件31传来的开关控制信号，只需对端口地址写入控制数据即可控制相应阀门的开关动作，以实现对气路中阀门的控制，从而实现装置在不同工作状态下气路的切换和对装置输出压力的控制。
[0048]
进一步的，供压部件还包括数据采集部件39，数据采集部件39包括温度传感器和湿度传感器，温度传感器和湿度传感器分别连接于控制部件31。本实施例中，进一步限定了供压部件，数据采集部件39包括温度传感器和湿度传感器，温度传感器和湿度传感器分别连接于控制部件31，温度传感器和湿度传感器能够采集外部环境的温度和湿度，并且，供压部件还包括显示部件39，显示部件39连接于控制部件31，用于显示温度数据、湿度数据以及其他的参数，从而达到实时显示的技术效果。
[0049]
进一步的，校验部件还包括回流管和止逆阀5，回流管设置在低压参考管26和第二调节器24之间，止逆阀5设置在回流管上。本实施例中，增加了回流管和止逆阀5，回流管设置在低压参考管26和第二调节器24之间，使得气体由低压参考管26进入第二调节器24，然后通过回流管回到低压参考管26，止逆阀5设置在回流管上，防止气体通过回流管进入第二调节器24内。
[0050]
进一步的，气路控制部件35包括气容腔室351、第一主气管352、第二主气管353、第一分气管354、第二分气管355、第三分气管356、第一流量阀357、第二流量阀358、第一针孔阀359、第二针孔阀350和多个电磁阀8，第一主气管352的一端连接于继电器卡37，另一端连接于气容腔室351，第二主气管353的一端连接于气容腔室351，另一端连接于出气管36，第一分气管354的两端分别连接于第一主气管352和气容腔室351，第二分气管355的两端分别连接于第二主气管353和气容腔室351，第三分气管356的两端分别连接于第二分气管355和气容腔室351，第一流量阀357设置在第一主气管352上，第二流量阀358设置在第二主气管353上，第一针孔阀359设置在第一分气管354上，第二针孔阀350设置在第二分气管355上，第一主气管352、第二主气管353、第一分气管354、第二分气管355和第三分气管356上均设
置电磁阀8。本实施例中，进一步限定了气路控制部件35，控制部件31先判断校准系统的容积，然后根据设定的压力值计算达到该压力时校准系统内应当充入的气体量，然后计算流入校准系统相对应量的气体所需要的电磁阀8的开启时间，控制部件31控制第一流量阀357和电磁阀8开启进行加压，需要减压时，开启第二流量控制阀和电磁阀8，本实施例中，通过采用流量阀和电磁阀8相结合的方式，使得加压和泄压均采用两级阀门进行控制，既满足系统响应的快速性，又可满足控制的精度和稳定性；可选的，气路控制部件35还包括压力传感器6，压力传感器6连接于气容腔室351，能够实时监控气容腔室351内的压力，从而达到监控压力值的技术效果。
[0051]
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。