本發(fā)明涉及液化天然氣(lng)加氣設(shè)備檢定的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及液化天然氣加氣機(jī)檢定方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

液化天然氣(簡(jiǎn)稱(chēng)lng)是由天然氣轉(zhuǎn)變的一種清潔、高效的能源。在所有的清潔燃料中，天然氣以其應(yīng)用技術(shù)成熟、安全可靠、經(jīng)濟(jì)可行而被世界許多國(guó)家和專(zhuān)家視為目前最適宜的汽車(chē)替代燃料。我國(guó)是世界上擁有清潔能源汽車(chē)最多的國(guó)家之一。

然而，這些運(yùn)營(yíng)的lng加氣站到目前為止還沒(méi)有更科學(xué)的后續(xù)檢定方法，致使lng加氣機(jī)計(jì)量準(zhǔn)確性大幅降低，具有潛在計(jì)量風(fēng)險(xiǎn)。lng作為大宗貿(mào)易商品，涉及貿(mào)易結(jié)算和安全防護(hù)，必須解決量值的準(zhǔn)確和溯源問(wèn)題，這不僅直接關(guān)系到貿(mào)易雙方的利益，而且按照國(guó)家《計(jì)量法》的規(guī)定，用于貿(mào)易交接的lng加氣機(jī)應(yīng)依法納入強(qiáng)制管理范圍，因此必須進(jìn)行型式評(píng)價(jià)、首次檢定、后續(xù)檢定和使用中檢定。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種液化天然氣(lng)加氣機(jī)檢定方法和系統(tǒng)。該檢定方法應(yīng)用專(zhuān)用檢定接口同步獲取lng加氣機(jī)數(shù)據(jù)，該系統(tǒng)檢定精度達(dá)到1％。本發(fā)明還提供了一種移動(dòng)式檢定系統(tǒng)，例如車(chē)載式檢定系統(tǒng)，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)緊湊，通過(guò)防爆鋰電裝置向標(biāo)準(zhǔn)檢定裝置、防爆控制裝置供電。本發(fā)明采用無(wú)線wifi加密與電腦定向通信，無(wú)需布線即可使檢定數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、快捷地在檢定裝置與電腦之間進(jìn)行傳輸。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種液化天然氣加氣機(jī)檢定系統(tǒng)，其與待檢加氣機(jī)連接，其特征在于，所述液化天然氣加氣機(jī)檢定系統(tǒng)包括：標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)，其與所述待檢加氣機(jī)的加氣輸出口連接，用于檢測(cè)所述待檢加氣機(jī)的加氣輸出流量，并輸出標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)數(shù)值；流量檢定采集器，其與所述待檢加氣機(jī)以及所述標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)連接，用于向待檢加氣機(jī)以及所述標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)發(fā)送“檢定開(kāi)始”和“檢定結(jié)束”指令，并從所述待檢加氣機(jī)以及所述標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)分別讀取待檢加氣機(jī)的流量計(jì)數(shù)值、以及所述標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)數(shù)值。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)包括標(biāo)準(zhǔn)液相流量計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)氣相流量計(jì)，其分別通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線與所述流量檢定采集器連接。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述液化天然氣加氣機(jī)檢定系統(tǒng)還包括可編程邏輯控制器、壓力變送器，所述可編程邏輯控制器連接有顯示屏、交換機(jī)、無(wú)線通信轉(zhuǎn)換器、安全柵，所述壓力變送器通過(guò)模擬量輸入回路連接至所述安全柵。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述流量檢定采集器與待檢加氣機(jī)的計(jì)控器連接，所述計(jì)控器與待檢加氣機(jī)的流量計(jì)連接。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了由上述液化天然氣加氣機(jī)檢定系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的液化天然氣加氣機(jī)檢定方法，包括以下步驟：步驟1、檢定系統(tǒng)啟動(dòng)檢定后，所述流量檢定采集器同時(shí)向標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)與待檢加氣機(jī)發(fā)出“取當(dāng)前流量計(jì)數(shù)值”指令，所述待檢加氣機(jī)同時(shí)開(kāi)始加氣輸出；步驟2、所述標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)在收到所述“取當(dāng)前流量計(jì)數(shù)值”指令之后，將其當(dāng)前時(shí)刻的計(jì)數(shù)值mb1發(fā)送到所述流量檢定采集器；步驟3、所述待檢加氣機(jī)在收到所述“取當(dāng)前流量計(jì)數(shù)值”指令之后，將其當(dāng)前時(shí)刻的計(jì)數(shù)值mj1發(fā)送到所述流量檢定采集器；步驟4、所述待檢加氣機(jī)持續(xù)加氣輸出；步驟5、所述待檢加氣機(jī)停止加氣輸出，并且，所述流量檢定采集器同時(shí)向標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)與待檢加氣機(jī)發(fā)出“取當(dāng)前流量計(jì)數(shù)值”指令；步驟6、所述標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)在收到所述“取當(dāng)前流量計(jì)數(shù)值”指令之后，將其當(dāng)前時(shí)刻的計(jì)數(shù)值mb2發(fā)送到所述流量檢定采集器；步驟7、所述待檢加氣機(jī)在收到所述“取當(dāng)前流量計(jì)數(shù)值”指令之后，將其當(dāng)前時(shí)刻的計(jì)數(shù)值mj2發(fā)送到所述流量檢定采集器。

本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和有益效果是：

1、實(shí)現(xiàn)了對(duì)液化天然氣(lng)加氣機(jī)的在線計(jì)量檢定，達(dá)到1％的檢定精度，精度超過(guò)了國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程規(guī)定。

2、分別完成了對(duì)加氣機(jī)的液相流量檢定和整機(jī)檢定，檢定方法高效，檢定結(jié)果實(shí)現(xiàn)雙重備份；

3、本發(fā)明就檢定裝置來(lái)講，結(jié)構(gòu)緊湊，機(jī)動(dòng)靈活，安全可靠。本發(fā)明提高了lng加氣機(jī)在線計(jì)量檢定精度，是加氣機(jī)使用過(guò)程中重要的檢定設(shè)備，對(duì)貿(mào)易交接雙方的利益有重大的影響。

附圖說(shuō)明

圖1為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的液化天然氣(lng)加氣機(jī)檢定方法和系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的液化天然氣(lng)加氣機(jī)檢定方法和系統(tǒng)的原理框圖；

圖3為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的液化天然氣(lng)加氣機(jī)液相流量檢定方法的管線連接圖；

圖4為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的液化天然氣(lng)加氣機(jī)整機(jī)檢定方法的管線連接圖；

圖5為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的液化天然氣(lng)加氣機(jī)檢定方法的指令時(shí)序圖；

圖6為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的液化天然氣(lng)加氣機(jī)檢定方法的數(shù)據(jù)采集時(shí)序圖。

具體實(shí)施方式

下面，結(jié)合附圖對(duì)技術(shù)方案的實(shí)施作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠理解，盡管以下的說(shuō)明涉及到有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施例的很多技術(shù)細(xì)節(jié)，但這僅為用來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的原理的示例、而不意味著任何限制。本發(fā)明能夠適用于不同于以下例舉的技術(shù)細(xì)節(jié)之外的場(chǎng)合，只要它們不背離本發(fā)明的原理和精神即可。

另外，為了避免使本說(shuō)明書(shū)的描述限于冗繁，在本說(shuō)明書(shū)中的描述中，可能對(duì)可在現(xiàn)有技術(shù)資料中獲得的部分技術(shù)細(xì)節(jié)進(jìn)行了省略、簡(jiǎn)化、變通等處理，這對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是可以理解的，并且這不會(huì)影響本說(shuō)明書(shū)的公開(kāi)充分性。

下面結(jié)合附圖對(duì)具體實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)描述。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種液化天然氣(lng)加氣機(jī)檢定系統(tǒng)，其主要包括以下三層：底層為儀表層，包括標(biāo)準(zhǔn)檢定裝置，負(fù)責(zé)與現(xiàn)場(chǎng)加氣機(jī)對(duì)接；中層為現(xiàn)場(chǎng)控制層，包括防爆控制裝置，負(fù)責(zé)系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集控制、系統(tǒng)協(xié)調(diào)、邏輯執(zhí)行等；上層為管理層，負(fù)責(zé)系統(tǒng)管理、系統(tǒng)監(jiān)控、計(jì)量數(shù)據(jù)整合、報(bào)表生成。

所述標(biāo)準(zhǔn)檢定裝置包括低溫質(zhì)量流量計(jì)、壓力變送器；所述低溫質(zhì)量流量計(jì)通過(guò)rs485通信回路連接至所述流量檢定采集器；所述壓力變送器通過(guò)模擬量輸入回路連接至所述安全柵。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案，所述液化天然氣(lng)加氣機(jī)檢定方法包括液相流量檢定和整機(jī)檢定，所述防爆控制裝置通過(guò)無(wú)線wifi加密與電腦通信；所述彩色顯示屏配有外接存儲(chǔ)器存儲(chǔ)檢定結(jié)果。

圖1為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的液化天然氣(lng)加氣機(jī)檢定方法和系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

如圖1所示，本實(shí)施例中的液化天然氣(lng)加氣機(jī)檢定系統(tǒng)，防爆控制裝置包括plc控制器、流量檢定采集器；

plc控制器具有以下功能：檢定點(diǎn)流程控制；輔助參數(shù)(溫度、壓力)采集；人機(jī)界面交互控制；上下位機(jī)交互通信控制。裝置的檢定流程控制由plc控制器完成。plc控制器居于整個(gè)lng加氣機(jī)計(jì)量檢定系統(tǒng)的中間層，是系統(tǒng)底層執(zhí)行、監(jiān)測(cè)設(shè)備和上層計(jì)算機(jī)人機(jī)界面之間的信息橋梁，作用是接收上層計(jì)算機(jī)檢定設(shè)置和檢定參數(shù)，包括lng加氣機(jī)生產(chǎn)廠家及其通信采集方式設(shè)置、檢定流量點(diǎn)設(shè)置、檢定流程(液相檢定流程、整機(jī)檢定流程)設(shè)置、流量穩(wěn)定度設(shè)置、檢定次數(shù)設(shè)置等。

所述流量檢定采集器用于進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)流量信號(hào)采集、lng加氣機(jī)加氣量信號(hào)采集、通信邏輯控制。

圖2為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的液化天然氣(lng)加氣機(jī)檢定方法和系統(tǒng)的原理框圖。

如圖2所示，所述防爆控制裝置包括plc(控制器)、流量檢定采集器，所述plc連接有彩色顯示屏、流量檢定采集器、交換機(jī)、無(wú)線通信轉(zhuǎn)換器、安全柵。例如，所述plc通過(guò)rs232通信回路連接至所述流量檢定采集器、所述彩色顯示屏，通過(guò)以太網(wǎng)通信回路連接至所述交換機(jī)、所述無(wú)線通信轉(zhuǎn)換器；所述plc還通過(guò)硬線連接至所述安全柵。

具體地，安全柵用于對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行隔離保護(hù)，彩色顯示屏作為人機(jī)交互界面，將數(shù)據(jù)顯示到界面上，無(wú)線通信轉(zhuǎn)換器將以太網(wǎng)有線信號(hào)轉(zhuǎn)換為無(wú)線wifi信號(hào)，與電腦進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。

圖3為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的液化天然氣(lng)加氣機(jī)液相流量檢定方法的管線連接圖。

參照?qǐng)D3，將本發(fā)明檢定操作流程說(shuō)明如下。

將液化天然氣加氣機(jī)檢定車(chē)停放于lng加氣機(jī)旁，連接防靜電裝置。按照?qǐng)D3的管線與現(xiàn)場(chǎng)加氣機(jī)進(jìn)行對(duì)接，首先進(jìn)行液相流量檢定。

在檢定前，加氣機(jī)和檢定裝置要進(jìn)行預(yù)冷循環(huán)流程。將加氣機(jī)與檢定裝置采用快裝方式相串接，加氣機(jī)的加氣槍插到檢定裝置的加液槍接口上，檢定裝置的連接液相接口的加氣槍插到加氣機(jī)的循環(huán)口上；開(kāi)啟加氣機(jī)預(yù)冷循環(huán)，期間觀察檢定裝置顯示的lng流體狀態(tài)參數(shù)(流量、溫度、密度等)，同時(shí)調(diào)整檢定裝置液相管路末端處安裝流量調(diào)節(jié)閥調(diào)整流量。當(dāng)觀察到循環(huán)流程的流量值滿(mǎn)足32kg/min至80kg/min之間流量范圍，且加氣機(jī)和檢定裝置液相溫度相差±2℃時(shí)，停止預(yù)冷循環(huán)流程。

完成預(yù)冷循環(huán)流程后，進(jìn)入液相流量檢定流程。加氣機(jī)的加氣槍插到檢定裝置的加液槍接口上，檢定裝置的連接液相接口的加氣槍插到加氣機(jī)的循環(huán)口上，加氣機(jī)不連接回氣管路。在預(yù)冷循環(huán)流程狀態(tài)不變情況下，加氣機(jī)啟動(dòng)加氣流程，檢定裝置隨后啟動(dòng)檢定。直接循環(huán)加氣完成至少三次液相流量計(jì)單獨(dú)檢定。

圖4為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的液化天然氣(lng)加氣機(jī)整機(jī)檢定方法的管線連接圖。參照?qǐng)D4，下面說(shuō)明下一步的整機(jī)檢定。

在完成液相流量檢定流程后，進(jìn)入整機(jī)檢定流程。加氣機(jī)的加氣槍插到檢定裝置的加液槍接口上，加氣機(jī)的回氣槍插到檢定裝置的回氣槍接口上；檢定裝置的連接液相接口的加氣槍插到儲(chǔ)氣容器(例如，大型客車(chē))的加氣口上，檢定裝置的連接氣相接口的回氣槍插到該儲(chǔ)氣容器的回氣口上；加氣機(jī)啟動(dòng)加氣流程，檢定裝置隨后啟動(dòng)檢定。加氣結(jié)束后，檢定裝置同時(shí)采集加氣機(jī)累積流量值和檢定裝置累積流量值。然后計(jì)算結(jié)果，生成計(jì)量報(bào)表。

下面參照?qǐng)D5和6來(lái)說(shuō)明：根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，如何實(shí)現(xiàn)計(jì)量檢定精度的提高。

圖5為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的液化天然氣(lng)加氣機(jī)檢定方法的指令時(shí)序圖；圖6為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的液化天然氣(lng)加氣機(jī)檢定方法的數(shù)據(jù)采集時(shí)序圖。

本發(fā)明標(biāo)準(zhǔn)檢定裝置是標(biāo)準(zhǔn)傳遞裝置，主要是把高性能、高準(zhǔn)確度流量計(jì)作為標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)量器具用于檢定其他流量計(jì)。

標(biāo)準(zhǔn)檢定裝置與lng加氣機(jī)流量檢定基本要素就是“在相同時(shí)間間隔內(nèi)連續(xù)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)檢定裝置和lng加氣機(jī)的質(zhì)量流量相等”這一規(guī)則。所以，標(biāo)準(zhǔn)檢定裝置與lng加氣機(jī)數(shù)據(jù)采集時(shí)間同步是保證計(jì)量檢定精度的關(guān)鍵。

本發(fā)明通過(guò)專(zhuān)用通信接口及通信協(xié)議進(jìn)行檢定，檢定裝置可以精確掌握標(biāo)準(zhǔn)檢定裝置與lng加氣機(jī)數(shù)據(jù)采集時(shí)序，確保在相同時(shí)間間隔內(nèi)得到標(biāo)準(zhǔn)檢定裝置與lng加氣機(jī)數(shù)據(jù)。

檢定裝置數(shù)據(jù)采集嚴(yán)格根據(jù)數(shù)據(jù)采集通信協(xié)議及檢定采集器定時(shí)完成。根據(jù)通信協(xié)議規(guī)定，檢定采集器與標(biāo)準(zhǔn)檢定裝置、lng加氣機(jī)通信均為獨(dú)立的接口，可同時(shí)與兩個(gè)設(shè)備發(fā)送指令。向標(biāo)準(zhǔn)檢定裝置及l(fā)ng加氣機(jī)發(fā)送指令同為8個(gè)字節(jié)，每個(gè)字節(jié)10位數(shù)據(jù)，波特率為9600bps，所以，指令發(fā)送時(shí)間為8.33ms。同理，接收數(shù)據(jù)亦為特定時(shí)長(zhǎng)，即標(biāo)準(zhǔn)檢定裝置采集時(shí)間與lng加氣機(jī)流量計(jì)采集時(shí)間是一個(gè)恒定的間隔。如圖5所示為試驗(yàn)得出的結(jié)果。

下面先說(shuō)明附圖中的標(biāo)記的含義。

標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)自啟動(dòng)檢定至實(shí)時(shí)累計(jì)流量值“mb1”回送完成時(shí)間：t1

lng加氣機(jī)流量計(jì)自啟動(dòng)檢定至實(shí)時(shí)累計(jì)流量值“mj1”回送完成時(shí)間：t2

標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)與加氣機(jī)流量計(jì)采集初始檢定流量值完成時(shí)間差(t1-t2)：t3

標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)自結(jié)束檢定至實(shí)時(shí)累計(jì)流量值“mb2”回送完成時(shí)間：t1'

lng加氣機(jī)流量計(jì)自啟動(dòng)檢定至實(shí)時(shí)累計(jì)流量值“mj2”回送完成時(shí)間：t2'

標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)與加氣機(jī)流量計(jì)采集結(jié)束檢定流量值完成時(shí)間差(t1'-t2')：t3'

檢定裝置發(fā)出啟動(dòng)檢定指令與發(fā)出結(jié)束檢定指令間隔時(shí)間：tc

標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)采集初始量至結(jié)束量時(shí)間間隔：tb

lng加氣機(jī)流量計(jì)采集初始量至結(jié)束量時(shí)間間隔：tj

下面說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的檢定流程。

如圖6所示，檢定裝置啟動(dòng)檢定后，流量檢定采集器同時(shí)向標(biāo)準(zhǔn)檢定裝置與lng加氣機(jī)發(fā)出取檢定初始流量累計(jì)值指令。

標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)接到流量檢定采集器取初始流量累計(jì)值指令后，立刻將當(dāng)前時(shí)刻累計(jì)流量值“mb1”回送流量檢定采集器。

lng加氣機(jī)計(jì)控器接到流量檢定采集器取初始流量累計(jì)值指令后，立刻向其流量計(jì)發(fā)出取初始流量累計(jì)值指令。lng加氣機(jī)流量計(jì)接到計(jì)控器指令立刻將當(dāng)前時(shí)刻累計(jì)流量值“mj1”回送計(jì)控器，lng加氣機(jī)計(jì)控器再將累計(jì)流量值“mj1”回送到流量檢定采集器。流量檢定采集器得到了標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)和lng加氣機(jī)的初始流量累計(jì)值“mb1”和“mj1”。

根據(jù)檢定系統(tǒng)上位機(jī)設(shè)定的采集量參數(shù)，流量檢定采集器同時(shí)向標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)與lng加氣機(jī)發(fā)出取檢定結(jié)束流量累計(jì)值指令。同上“取檢定初始流量累計(jì)值”一樣的時(shí)序。

標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)接到流量檢定采集器取結(jié)束流量累計(jì)值指令后，立刻將當(dāng)前時(shí)刻累計(jì)流量值“mb2”回送流量檢定采集器。

lng加氣機(jī)計(jì)控器接到流量檢定采集器取檢定結(jié)束流量累計(jì)值指令后，立刻向其流量計(jì)發(fā)出取檢定結(jié)束流量累計(jì)值指令。lng加氣機(jī)流量計(jì)接到計(jì)控器指令立刻將當(dāng)前時(shí)刻累計(jì)流量值“mj2”回送計(jì)控器，lng加氣機(jī)計(jì)控器再將累計(jì)流量值“mj2”回送到流量檢定采集器。流量檢定采集器得到了標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)和lng加氣機(jī)的檢定結(jié)束流量累計(jì)值“mb2”和“mj2”。至此，流量檢定采集器得到了標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)和lng加氣機(jī)一個(gè)檢定點(diǎn)的所有數(shù)值，并送至plc控制器進(jìn)行計(jì)算，最后得到計(jì)量結(jié)果。

由于標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)和lng加氣機(jī)流量計(jì)采集初始檢定流量值與結(jié)束檢定流量值這兩個(gè)采集周期的程序是調(diào)用相同的子程序，所以保證t1＝t1'以及t2＝t2'。

此外，因?yàn)閠2-t1＝t3、t2'-t1'＝t3'，所以t3＝t3'，由此保證了tb＝tc＝tj。

這個(gè)結(jié)果表明，標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)與lng加氣機(jī)流量計(jì)采集初始量至結(jié)束量時(shí)間間隔相等。而這兩個(gè)流量計(jì)串聯(lián)在一個(gè)管線中，保證了“在相同時(shí)間間隔內(nèi)連續(xù)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)檢定裝置和lng加氣機(jī)的質(zhì)量流量相等”這一規(guī)則。

最后，本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠理解，對(duì)本發(fā)明的上述實(shí)施例能夠做出各種修改、變型、以及替換，其均落入如所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的保護(hù)范圍。