專利名稱：一種流量檢定系統(tǒng)及其檢定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明創(chuàng)造涉及一種流量檢定系統(tǒng)及其檢定方法。
背景技術(shù)：
流量檢定系統(tǒng)是流量計(jì)其及相關(guān)產(chǎn)品(例如熱量表)在生產(chǎn)過程中必不可少的生產(chǎn)設(shè)備，也是技術(shù)監(jiān)督部門進(jìn)行相關(guān)計(jì)量設(shè)備檢定所需的檢定設(shè)備。其功能主要有兩個(gè):一、標(biāo)定流量計(jì)；二、檢定流量計(jì)。對(duì)于生產(chǎn)廠家而言所生產(chǎn)流量計(jì)在出廠之前都要經(jīng)過流量檢定系統(tǒng)完成標(biāo)定，保證流量測(cè)量的準(zhǔn)確度，同時(shí)也要進(jìn)行流量測(cè)量誤差的檢測(cè)，以判斷產(chǎn)品是否合格，或者為產(chǎn)品定級(jí)。傳統(tǒng)的流量檢定系統(tǒng)及其檢定方法都一般是通過在被測(cè)流量計(jì)中流過一定量的水，然后將被測(cè)流量計(jì)表的流量示值與標(biāo)準(zhǔn)流量表所讀取的標(biāo)準(zhǔn)值比對(duì)，計(jì)算出誤差。傳統(tǒng)的流量檢定系統(tǒng)實(shí)時(shí)性差，精度差，檢定速度慢，已成為制約流量計(jì)及其相關(guān)產(chǎn)品生產(chǎn)效率的重要因素。針對(duì)上述問題，專利201110234683.3公開了一種全自動(dòng)熱能表流量檢定裝置。該裝置避免了采用傳統(tǒng)的流量調(diào)節(jié)方法，即避免利用變頻器直接控制水泵速度來實(shí)現(xiàn)瞬時(shí)流量的調(diào)節(jié)功能，而是選擇通過恒壓水系統(tǒng)與流量調(diào)節(jié)裝置配合實(shí)現(xiàn)的。該專利雖通過對(duì)流量調(diào)節(jié)裝置的控制實(shí)可實(shí)現(xiàn)不同瞬時(shí)流量的快速切換，也大大提了系統(tǒng)的檢定速度，但是其存在一個(gè)弊端，即流量調(diào)節(jié)裝置中每個(gè)閥門對(duì)應(yīng)一個(gè)流量點(diǎn)，共采用了大中小三個(gè)流量點(diǎn)，而對(duì)需要多個(gè)流量點(diǎn)的檢測(cè)則無能為力。目前，流量表檢定方法在計(jì)算累積流量時(shí)通常采用傳統(tǒng)的質(zhì)量法，以及在試驗(yàn)中以流量控制閥門打開時(shí)刻作為試驗(yàn)開始時(shí)刻，以流量控制閥門的結(jié)束時(shí)刻作試驗(yàn)結(jié)束時(shí)亥|J，分別記錄試驗(yàn)起止時(shí)刻系統(tǒng)的累積流量以及被測(cè)流量計(jì)的累積流量，計(jì)算系統(tǒng)所測(cè)累積流量以及流量計(jì)所測(cè)累積流量包括，上述方法存在嚴(yán)重的缺點(diǎn)即不足，其會(huì)嚴(yán)重影響著系統(tǒng)的檢定精度和檢定時(shí)間，進(jìn)而影響檢定效率。其具體分析如下:1、傳統(tǒng)的質(zhì)量法僅關(guān)注實(shí)驗(yàn)最終測(cè)量結(jié)果，不關(guān)注中間過程的測(cè)量，也即用每個(gè)流量點(diǎn)試驗(yàn)結(jié)束后根據(jù)水箱內(nèi)水的最終重量推算體積，然后與被測(cè)流量計(jì)所測(cè)結(jié)果比較，計(jì)算被測(cè)流量計(jì)的流量測(cè)量誤差，并據(jù)此標(biāo)定被測(cè)流量計(jì)，事實(shí)上盡管一般的流量檢定系統(tǒng)都提供類似專利201110234683.3中的恒溫水箱這樣的模塊用于控制水溫恒定，但是由于各種原因系統(tǒng)主回路中的水溫是很難維持在較高恒定水平的，或者說在整個(gè)檢定過程中主回路的水溫是在不斷波動(dòng)的，我們知道，水在不同溫度下其密度是不同的，僅根據(jù)試驗(yàn)結(jié)束后水的總質(zhì)量按固定密度計(jì)算總累積流量，勢(shì)必引入誤差，降低系統(tǒng)精度；2、由于在流量控制閥門開通與關(guān)斷的一段時(shí)間內(nèi)環(huán)路內(nèi)的流態(tài)尚未穩(wěn)定，由此會(huì)帶來流量檢定系統(tǒng)的測(cè)量誤差以及被測(cè)流量計(jì)的測(cè)量誤差，且在流量控制閥門關(guān)閉后，其管路后端的水仍有可能進(jìn)入稱重水箱，由此導(dǎo)致流量檢定系統(tǒng)中的累積流量與 被測(cè)流量計(jì)中流過的累積流量并不一致，由此增加了最終檢定結(jié)果的不確定度，基于以上原因傳統(tǒng)的流量檢定方法為了減少這些因素的影響通常采用增加累積流量的手段，或者通過在系統(tǒng)中增加換向器，而采用增加累積流量的手段一是延長(zhǎng)了試驗(yàn)時(shí)間，二是增加了流量檢定系統(tǒng)的硬件成本，通過在系統(tǒng)中增加換向器也會(huì)大大增加了系統(tǒng)的復(fù)雜度與成本。
發(fā)明創(chuàng)造內(nèi)容本發(fā)明創(chuàng)造的目的是提供一種流量檢定系統(tǒng)及其檢定方法，其計(jì)量更準(zhǔn)確，檢定效率更聞。本發(fā)明創(chuàng)造的具體技術(shù)方案如下:一種流量檢定系統(tǒng)，包括水循環(huán)系統(tǒng)，水循環(huán)系統(tǒng)包括依次連通的稱重水箱、恒溫儲(chǔ)水系統(tǒng)、恒壓水系統(tǒng)、被測(cè)表、標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)和瞬時(shí)流量調(diào)節(jié)模塊，其中所述恒溫儲(chǔ)水系統(tǒng)中的水箱內(nèi)設(shè)有加熱裝置、溫度檢測(cè)裝置和溫度控制模塊，所述恒壓水系統(tǒng)包括壓力水罐、變頻器、水泵、壓力檢測(cè)元件，所述被測(cè)表放置于夾表裝置上；流量檢定系統(tǒng)還包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和主控制，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括設(shè)置于恒溫儲(chǔ)水系統(tǒng)中的溫度檢測(cè)裝置和溫度控制模塊、設(shè)置于壓力水罐上的壓力檢測(cè)元件、設(shè)置于稱重水箱底部的電子秤和讀表模塊，主控制分別與恒溫儲(chǔ)水系統(tǒng)、恒壓水系統(tǒng)、瞬時(shí)流量調(diào)節(jié)模塊、電子秤、標(biāo)準(zhǔn) 流量計(jì)和讀表模塊連接，在夾表裝置兩側(cè)的入水端管路內(nèi)和出水端管路內(nèi)分別設(shè)有測(cè)溫模塊I和測(cè)溫模塊II，測(cè)溫模塊I和測(cè)溫模塊II均與主控制連接。所述水循環(huán)系統(tǒng)中，在稱重水箱和恒溫儲(chǔ)水系統(tǒng)之間的管路上設(shè)有主回路開關(guān)閥門I，在恒壓水系統(tǒng)和夾表裝置之間的管路上設(shè)有主回路開關(guān)閥門II，在標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)和瞬時(shí)流量調(diào)節(jié)模塊之間的管路上設(shè)有主回路開關(guān)閥門III，主回路開關(guān)閥門1、主回路開關(guān)閥門II和主回路開關(guān)閥門III分別與主控制連接。所述恒壓水系統(tǒng)中還包括氣泵、充氣閥門、充氣管路和液位觀察管，氣泵經(jīng)充氣閥門、充氣管路與壓力水罐連接，液位觀察管安裝在壓力水罐上，液位觀察管上設(shè)有上限水位點(diǎn)和標(biāo)準(zhǔn)水位點(diǎn)。所述瞬時(shí)流量調(diào)節(jié)模塊包括瞬時(shí)流量控制器、電機(jī)、減速器、角度檢測(cè)裝置和球閥，瞬時(shí)流量控制器通過電機(jī)、減速器、角度檢測(cè)裝置控制球閥的開啟度，球閥安裝在進(jìn)出水主管路上。一種流量檢定系統(tǒng)的檢定方法，包括以下具體步驟:
1)做好檢定準(zhǔn)備工作，即安裝被測(cè)流量計(jì)、設(shè)定系統(tǒng)工作壓力、啟動(dòng)恒溫儲(chǔ)水系統(tǒng)、啟動(dòng)恒壓水系統(tǒng)，同時(shí)為恒壓水系統(tǒng)充氣，等待水溫、壓力就緒；
2)啟動(dòng)瞬時(shí)流量調(diào)節(jié)模塊，根據(jù)待檢流量點(diǎn)設(shè)定球閥的開啟度；
3)延時(shí)一段時(shí)間使主環(huán)管路內(nèi)的水流達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，此時(shí)選擇某一時(shí)刻作為試驗(yàn)時(shí)間的開始時(shí)刻，讀取系統(tǒng)初值，包括電子稱的讀值、標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)的讀值、各被檢流量計(jì)的讀值；
4)設(shè)定采樣周期，并按照設(shè)定的采樣周期進(jìn)行延時(shí)，采樣周期達(dá)到后讀取電子稱的讀值、標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)的讀值、各被檢流量計(jì)的讀值、測(cè)溫模塊I的讀值和測(cè)溫模塊II的讀值；
5)利用動(dòng)態(tài)質(zhì)量標(biāo)定方法將試驗(yàn)過程中所有采樣周期的累積流量求和，以計(jì)算最終的修正后累積流量；
6)將步驟5)中得到的修正后累積流量與各被檢流量計(jì)測(cè)得的累積流量進(jìn)行對(duì)比求得誤差，并記錄本次測(cè)量結(jié)果；
7)該流量點(diǎn)檢定完畢；8)根據(jù)需要可繼續(xù)選擇測(cè)量其他的流量點(diǎn)，測(cè)量方法同上述步驟2)至步驟7)；
9)根據(jù)所有流量點(diǎn)的測(cè)量結(jié)果為本檢定周期的被檢流量計(jì)定級(jí)，記錄最終測(cè)定結(jié)果。所述動(dòng)態(tài)質(zhì)量標(biāo)定方法的具體方法為:
a)設(shè)被測(cè)流量計(jì)的入水溫度為Tl，出水溫度為T2，被測(cè)流量計(jì)的總數(shù)為n，為減化算法，假定水在通過每一個(gè)流量計(jì)時(shí)溫度線性下降，由此可求出每一個(gè)流量計(jì)中的平均水溫，公式如下:
權(quán)利要求
1.一種流量檢定系統(tǒng)，包括水循環(huán)系統(tǒng)，水循環(huán)系統(tǒng)包括依次連通的稱重水箱(3)、恒溫儲(chǔ)水系統(tǒng)(5 )、恒壓水系統(tǒng)(6 )、被測(cè)表、標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)(IO )和瞬時(shí)流量調(diào)節(jié)模塊(12 )，其中所述恒溫儲(chǔ)水系統(tǒng)(5)中的水箱內(nèi)設(shè)有加熱裝置、溫度檢測(cè)裝置和溫度控制模塊，所述恒壓水系統(tǒng)(6)包括壓力水罐(15)、變頻器(16)、水泵(17)、壓力檢測(cè)元件(18)，所述被測(cè)表放置于夾表裝置(13)上；流量檢定系統(tǒng)還包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和主控制(I )，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括設(shè)置于恒溫儲(chǔ)水系統(tǒng)(5)中的溫度檢測(cè)裝置和溫度控制模塊、設(shè)置于壓力水罐(15)上的壓力檢測(cè)元件(18)、設(shè)置于稱重水箱(3)底部的電子秤(2)和讀表模塊(14)，主控制(I)分別與恒溫儲(chǔ)水系統(tǒng)(5)、恒壓水系統(tǒng)(6)、瞬時(shí)流量調(diào)節(jié)模塊(12)、電子秤(2)、標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)(10)和讀表模塊(14)連接，其特征在于:在夾表裝置(13)兩側(cè)的入水端管路內(nèi)和出水端管路內(nèi)分別設(shè)有測(cè)溫模塊I (8)和測(cè)溫模塊II (9)，測(cè)溫模塊I (8)和測(cè)溫模塊II (9)均與主控制(I)連接。
2.如權(quán)利要求1所述的一種流量檢定系統(tǒng)，其特征在于:所述水循環(huán)系統(tǒng)中，在稱重水箱(3)和恒溫儲(chǔ)水系統(tǒng)(5)之間的管路上設(shè)有主回路開關(guān)閥門I (4)，在恒壓水系統(tǒng)(6)和夾表裝置(13)之間的管路上設(shè)有主回路開關(guān)閥門II (7)，在標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)(10)和瞬時(shí)流量調(diào)節(jié)模塊(12)之間的管路上設(shè)有主回路開關(guān)閥門111(11)，主回路開關(guān)閥門I (4)、主回路開關(guān)閥門II (7)和主回路開關(guān)閥門III(Il)分別與主控制(I)連接。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種流量檢定系統(tǒng)，其特征在于:所述恒壓水系統(tǒng)(6)中還包括氣泵(19)、充氣閥門(20)、充氣管路(21)和液位觀察管(22)，氣泵(19)經(jīng)充氣閥門(20)、充氣管路(21)與壓力水罐(15)連接，液位觀察管(22)安裝在壓力水罐(15)上，液位觀察管(22)上設(shè)有上限水位點(diǎn)(23)和標(biāo)準(zhǔn)水位點(diǎn)(24)。
4.如權(quán)利要求3所述的一種流量 檢定系統(tǒng)，其特征在于:所述瞬時(shí)流量調(diào)節(jié)模塊(12)包括瞬時(shí)流量控制器(25)、電機(jī)(27)、減速器(26)、角度檢測(cè)裝置(28)和球閥(29)，瞬時(shí)流量控制器(25 )通過電機(jī)(27 )、減速器(26 )、角度檢測(cè)裝置(28 )控制球閥(29 )的開啟度，球閥(29)安裝在進(jìn)出水主管路(30、31)上。
5.一種如權(quán)利要求4所述流量檢定系統(tǒng)的檢定方法，其特征在于包括以下具體步驟: O做好檢定準(zhǔn)備工作，即安裝被測(cè)流量計(jì)、設(shè)定系統(tǒng)工作壓力、啟動(dòng)恒溫儲(chǔ)水系統(tǒng)、啟動(dòng)恒壓水系統(tǒng)，同時(shí)為恒壓水系統(tǒng)充氣，等待水溫、壓力就緒； 2)啟動(dòng)瞬時(shí)流量調(diào)節(jié)模塊(12)，根據(jù)待檢流量點(diǎn)設(shè)定球閥(29)的開啟度； 3)延時(shí)一段時(shí)間使主環(huán)管路內(nèi)的水流達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，此時(shí)選擇某一時(shí)刻作為試驗(yàn)時(shí)間的開始時(shí)刻，讀取系統(tǒng)初值，包括電子稱的讀值、標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)的讀值、各被檢流量計(jì)的讀值； 4)設(shè)定采樣周期，并按照設(shè)定的采樣周期進(jìn)行延時(shí)，采樣周期達(dá)到后讀取電子稱的讀值、標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)的讀值、各被檢流量計(jì)的讀值、測(cè)溫模塊I的讀值和測(cè)溫模塊II的讀值； 5)利用動(dòng)態(tài)質(zhì)量標(biāo)定方法將試驗(yàn)過程中所有采樣周期的累積流量求和，以計(jì)算最終的修正后累積流量； 6)將步驟5)中得到的修正后累積流量與各被檢流量計(jì)測(cè)得的累積流量進(jìn)行對(duì)比求得誤差，并記錄本次測(cè)量結(jié)果； 7)該流量點(diǎn)檢定完畢； 8)根據(jù)需要可繼續(xù)選擇測(cè)量其他的流量點(diǎn)，測(cè)量方法同上述步驟2)至步驟7)；9)根據(jù)所有流量點(diǎn)的測(cè)量結(jié)果為本檢定周期的被檢流量計(jì)定級(jí)，記錄最終測(cè)定結(jié)果。
6.如權(quán)利要求5所述的一種流量檢定系統(tǒng)的檢定方法，其特征在于，所述動(dòng)態(tài)質(zhì)量標(biāo)定方法的具體方法為: a)設(shè)被測(cè)流量計(jì)的入水溫度為Tl，出水溫度為T2，被測(cè)流量計(jì)的總數(shù)為n，為減化算法，假定水在通過每一個(gè)流量計(jì)時(shí)溫度線性下降，由此可求出每一個(gè)流量計(jì)中的平均水溫，公式如下:
7.如權(quán)利要求5所述的一種流量檢定系統(tǒng)的檢定方法，其特征在于:所述瞬時(shí)流量調(diào)節(jié)模塊(12)采用兩種調(diào)節(jié)模式，即手動(dòng)調(diào)節(jié)模式和自動(dòng)調(diào)節(jié)模式，其中手動(dòng)調(diào)節(jié)模式的具體方法為由瞬時(shí)流量控制器(25)控制電機(jī)(26)帶動(dòng)球閥(29)轉(zhuǎn)動(dòng)，由操作人員通過流量顯示裝置觀察當(dāng)前流量計(jì)的瞬時(shí)流量，當(dāng)?shù)竭_(dá)流量設(shè)定點(diǎn)時(shí)停止電機(jī)(26)轉(zhuǎn)動(dòng)，主控制器(I)讀取并記錄角度檢測(cè)裝置(28)檢測(cè)到的球閥(29)的角度值；自動(dòng)調(diào)節(jié)模式為首先操作人員通過主控制器(I)設(shè)定好所需的各個(gè)流量點(diǎn)，在調(diào)節(jié)過程中主控制器(I)按照采樣周期周期性的讀取標(biāo)準(zhǔn)瞬時(shí)流量，然后根據(jù)內(nèi)置控制算法計(jì)算控制量將指令實(shí)時(shí)發(fā)給瞬時(shí)流量控制器(25)直至調(diào)節(jié)到所需瞬時(shí)流量停止控制，此時(shí)主控制器(I)讀取并記錄角度檢測(cè)裝置(28)檢測(cè)到的球閥(29)的角度值。
全文摘要
本發(fā)明創(chuàng)造提供一種流量檢定系統(tǒng)及其檢定方法，包括水循環(huán)系統(tǒng)，水循環(huán)系統(tǒng)包括依次連通的稱重水箱、恒溫儲(chǔ)水系統(tǒng)、恒壓水系統(tǒng)、被測(cè)表、標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)和瞬時(shí)流量調(diào)節(jié)模塊，通過在夾表裝置兩側(cè)的入水端管路內(nèi)和出水端管路內(nèi)分別設(shè)有測(cè)溫模塊Ⅰ和Ⅱ，在水循環(huán)系統(tǒng)中的主環(huán)水管路上設(shè)置開關(guān)閥門，在恒壓水系統(tǒng)中增加補(bǔ)氣裝置，在瞬時(shí)流量調(diào)節(jié)模塊中采用球閥控制流量，并通過結(jié)合動(dòng)態(tài)質(zhì)量標(biāo)定方法以及試驗(yàn)起止時(shí)刻的認(rèn)定不以流量控制閥門的通斷時(shí)刻為準(zhǔn)，而是通過程序控制接通流量控制閥門后延時(shí)一段時(shí)間后在保證主環(huán)路內(nèi)的流態(tài)穩(wěn)定后的某一時(shí)刻作為試驗(yàn)的開始時(shí)刻的檢定方法，使得本發(fā)明創(chuàng)造的計(jì)量更準(zhǔn)確，檢定效率更高。
文檔編號(hào)G01F25/00GK103234606SQ20131013582
公開日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2013年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月19日
發(fā)明者方宇昌, 陳亮, 鄭微, 周德陽, 馬振華, 孔令武, 李倩倩 申請(qǐng)人:睿能太宇(沈陽)能源技術(shù)有限公司