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1、煤气表检定自动化的实现介绍“钟罩式煤气表串联自动检定装置罗元海1哲2杨(1 .上海市煤气表强制检定站200001 ;2 . 上海煤气表具股份200001)1引言94 要求 ,检定的流量范围和流量点分别为 :(1) 范围 :JBD1 . 6m3/ h JBD6m3/ h 皮膜式煤气 表(2) 流 量 点 : Qmax ( 最 大 流 量 ) ; 0 . 2Qmax ; Qmin(最小流量)2 . 1 . 3检定装置原理(1) 气源 :采用空气作介质 。(2) 标准器 :120L 气体钟罩标准器 ,上装旋转编 码器 ,将垂直变化的容积量转化为脉冲数 ,1 脉冲相 当于 0 . 01L ,是 G4
2、表最小分度值的二十分之一 , 大 大地提高了检测的分辨率 。(3) 连接方式 :煤气表采用人工装卸 ,气动对接 。 检定 Qmax 时 采 用 2 只 表 串 联 ; 检 定 0 . 2Qmax 或 Qmin 时 ,采用 6 只表串联 。(4) 检定方式 :动态检定 。 在煤气表计数字轮的末位“0位置上留一条识别条纹 ,由光电开关探头对准它 , 其运转一圈代表10L ,检测识别条纹的运转圈数 。当开启光电开关 , 读到第一个识别信号时 ,即让该表开始对编码器脉 冲计数 ,当运转圈数到达设定值 ( 如 6 圈 = 60L ) 时 ,立即读取旋转编码器发出的脉冲数 Xi ( i = 16 为 对应
3、煤气表序号) ,Xi 为标准器读数值 ,该表的动态 检测结束 。2 . 1 . 4误差计算根据?中华人民共和国计量法?及相关法规的规定 ,用于贸易结算的煤气表必须执行强制检定 ,政府 计量行政部门屡次重申要加强对煤气表的首次检定 ,囿于煤气表的量大面广 ,检测设备的缺乏 ,仅实行抽检方式 ,不符合法规的要求 ;煤气流量的准确计 量 ,关系到千家万户的经济利益 。为了提高煤气表 的准确度 ,减轻煤气表检定的劳动强度 ,提高效率 , 对煤气表计量标准器的量值传递标准准确度提出了 更高的要求 。1995 年国际法制计量组织 (OIML ) 根据气体计量标准新技术应用的可能性 ,通过把皮膜式煤气表的准
4、确度提高到 1 . 5 % ,并规定其标定设 备的准确度 ,应比煤气表的准确度高 35 倍 ,即标 定装置的准确度为 0 . 30 . 5 % 。据此 ,由上海市建 设委员会和公用事业局批准立项 ,由上海市煤气表 强制检定站和上海煤气表具股份承当研制 “钟罩 式 煤 气 表 串 联 自 动 检 定 装 置科 研 项 目 , 于1999 年初起动 , 经过两年多的努力 , 终于成功地完 成了任务 ,实现了煤气表的自动化检定 ,确保了检测 的准确 。2根本原理2. 1钟罩式煤气表串联检定方案2 . 1 . 1串联检定连接方式 串联检定连接方式如图 1 所示 :2. 1 . 2检定范围和流量点 根据
5、?膜式煤气表?国家计量检定规程 JJ G577 -= 60 - Xi 100 %Xi计算结果 :“ + 值为快表 ;“ - 值为慢表2 . 2自动控制方案2 . 2 . 1图 2 给出了该自动 检定装置的系统框图2 . 2 . 2系统工作原理 串联自动检定装置因为是动态检测 ,故采用可编程序控制器控制绝大局部的操作动作及图 1 串联检定连接图技术交流Technical Exchange27 ?上海计量测试?2002 年 29 卷第二期所有信号的采集 ,再由它通过 RS232 向上位计算机进行运算 、显示和打印等 。(1) 上位计算机在本系统中 , 上位计算机是信 息 处 理 的 中 心 。 它
6、负责接收由 PLC 和扫描仪等输出的数据信息 ,经处理后将这些信息实时地显示在计算机屏幕上 ,并根据需要生成日报表 、月报表等 。(2) PLC (可编程序控制器)PLC 是系 统 的 控 制 核 心 , 当 煤 气 表 卸 、装 完 成 后 ,由检定员按下操作按纽 ,压紧缸将气路与煤气表 通气 口 衔 接 。先 进 行 检 漏 , 检 漏 通 过 后 , 依 次 对 Qmax ,0 . 2Qmax ,Qmin 三个流量点进行检测 :Qmax 点 采用两只表串联 。由 PLC 自动完成充气 、切换 、计数和偏差校验计算 。假设通过 ,那么自动进入下一流量 点的校验 ,直到三个流量点全部测试完成
7、 。检定通 过后 ,记 录 测 试 数 据 , 发 出 完 成 信 号 。PLC 一 边 检 测 ,一边将数据传送到上位计算机 ,并填入到由条形码读入的煤气表的号码中 。 (3) 字轮计数器光电开关 计数器光电开关装在专用的探头内 ,一一对准每一只被检煤气表的末位数 ,读到末位字轮上的识 别条纹 ,就发出脉冲信号 。当脉冲数到达设定值时 ,即表示该煤气表到达检定值 ,随即测出标准器钟罩 气缸内的空气容量变化值 Xi ,供计算用 。(4) 条形码读入器为了保证检测数据的唯一性 ,便于溯源 ,并提高 检测效率 ,对煤气表号采用条形码输入 (仍留有阿拉伯数字 ,便于现场管理) 。条形码格式 :前六位
8、是年 、月 、日信息 ,后四位是流水号 。(5) 旋转编码器 旋转编码器将钟罩气缸的垂直升运动转变为脉冲输出 ,便于采样计数 ,提高检测的分辨率 。(6) 压力损失检测采用精度为 1 %的霍尼威尔差压式传感器 ( 带 放大) 检测煤气表的压力损失 ,供计算机计算 。(7) 操作台和控制箱 操作台和计算机控制箱做到美观大方 ,操作方便 。3装置的技术水平对装置的计量检定是量值传递的要求 ,经上海 市计量测试技术研究院参照 JJ G165 - 1989 钟罩式气体流量标准装置检定规程对本装置进行了检定 。计量检 定 结 果 表 明 : 容 积 极 限 相 对 误 差 为 0 . 06 % ,检定装
9、置总不确 定 度 为 0 . 27 % , 完 全 满 足JJ G577 - 94 检定规程的要求 。图 2 自动检定装置系统框图经鉴定会专家评审 ,一致认为该装置自动化程 度及检测效率高 ,减少了人为误差 ,数据可靠 ,便于 检索 ,投资较省 ,可以保证计量检定的公正性和准确 性 ;在计量检定管理中具有示范作用和良好的市场 前景 。装置的成果和计量精度到达国际先进水平 。4装置的使用情况及应用前景本装置自 1999 年 9 月研制成功后 ,经过检定即 投入使用 ,担负起上海市家用煤气表的首次检定任务 ,它一套三组 ,共十八工位 ,每天检定煤气表可达800 台 ,减少了检定员的劳动强度 ,提高
10、了检测的准 确率 ,深受操作人员的欢送 。为了考验本装置 ,同时也为了保证量值传递的准确无误 ,我们还从制度上 规定了自动装置的比对要求 ,即 :三套装置之间煤气 表互换检定的比对 ; 同一装置上不同工位之间煤气 表互换检定的比对 ; 自动检定装置与单体钟罩气体 标准装置之间煤气表互换检定的比对 。施行下来 ,确实也暴露出装置在安装 、调试中存在的一些问题 : 如连接支管的微泄漏 、台位之间检出结果的差异 、 Qmax 大流量检测与单体钟罩手工检定的偏差 、Qmin 小流量检测不灵敏等问题 , 对此均及时予以解决 。从实践中我们体会到 ,装置的自动化程度提高 ,更需 要实验室制度保障 ,确保装置的计量准确性一直在 受控范围内 。?钟罩式煤气表串联自动检定装置?科技含量比较高 ,国内尚无此类先进产品 ,装置研制成功后 ,可 投入产品开发 ,全国城镇在能源结构改造后 ,使用燃 气大幅度 ,对燃气计量仪表的需求急剧 ,对优质可靠 的检定装置更是求之不得 ,本装置能正式投产后市 场前景良好 ,也可提高上海计量产品的档次 ,为企业 打出品牌 。
