一种钟罩式气体流量检定装置及方法
阅读说明：本技术 一种钟罩式气体流量检定装置及方法 (Bell-type gas flow calibrating device and method ) 是由 刘达生 施峰 于 2021-09-07 设计创作，主要内容包括：本发明涉及气体流量检定技术领域,公开了一种钟罩式气体流量检定装置及方法,装置包括钟罩检定单元、钟罩行程采集模块、信号转换模块和控制系统,钟罩检定单元包括钟罩,钟罩检定单元与待检气体流量计连接,钟罩行程采集模块设置在钟罩处,用于采集钟罩的行程信息；信号转换模块与钟罩行程采集模块连接,用于将钟罩的行程信息转换为电信号；信号转换模块与控制系统电信号连接,控制系统将信号转换模块输出的电信号转化为钟罩过气体积随时间变化数据,并根据钟罩过气体积随时间变化数据拟合得到变化曲线。本发明无需人工读取秒表和基表数据,减少人为误差,提高测试结果的准确性,且降低工作强度,提高工作效率。(The invention relates to the technical field of gas flow verification, and discloses a bell-jar type gas flow verification device and a method thereof, wherein the device comprises a bell-jar verification unit, a bell-jar stroke acquisition module, a signal conversion module and a control system, the bell-jar verification unit comprises a bell jar, the bell-jar verification unit is connected with a gas flowmeter to be detected, and the bell-jar stroke acquisition module is arranged at the bell jar and is used for acquiring stroke information of the bell jar; the signal conversion module is connected with the bell-jar stroke acquisition module and is used for converting stroke information of the bell jar into an electric signal; the signal conversion module is in electrical signal connection with the control system, the control system converts the electrical signal output by the signal conversion module into bell gas passing volume data changing along with time, and a change curve is obtained according to the bell gas passing volume data changing along with time in a fitting mode. According to the invention, the data of the second table and the base table do not need to be read manually, so that the human error is reduced, the accuracy of the test result is improved, the working intensity is reduced, and the working efficiency is improved.)
技术领域
本发明涉及气体流量检定技术领域，特别是涉及一种钟罩式气体流量检定装置及方法。
背景技术
钟罩式气体流量标准装置是以空气为介质，对膜式燃气表进行检定的标准设备，由钟罩式气体流量标准装置和检定工作台两部分组成。其原理是以钟罩内有效容积作为标准体积，当钟罩下降时，钟罩内气体通过连接管路流经被检燃气表。将钟罩下降高度转换成的钟罩体积作为标准体积，通过比较该标准体积与被检燃气表指示的体积得出被检燃气表的基本误差。一般进行不同规格膜式燃气表的示值误差检测之前，需要计算每个流量点在1分钟内所需要体积量，同时，随着带安全监控功能的物联网智能燃气表的推广和使用，通常需要针对单位脉冲周期内膜式燃气表的平均流量进行测试。
目前，利用秒表进行时间测量，并读取基表计数轮转动体积后对平均流量进行人工计算。但是，人工读取秒表和基表数据，不仅会增加工作强度，而且，会产生人为误差，导致测试结果准确性降低；并且，由于在测试过程中受到硬件设备因素影响，检定工作台上显示的瞬时流量会出现波动，用来计算燃气表单位脉冲内的平均流量时，会影响测试结果的准确性。
发明内容
鉴于以上问题，本发明的目的是提供一种钟罩式气体流量检定装置及方法，以解决现有的钟罩式气体流量检定装置，工作强度大且测试结果准确性低的问题。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明的一个方面是提供一种钟罩式气体流量检定装置，包括钟罩检定单元、钟罩行程采集模块、信号转换模块和控制系统，所述钟罩检定单元包括钟罩，所述钟罩检定单元与待检气体流量计连接，所述钟罩行程采集模块设置在所述钟罩处，用于采集所述钟罩的行程信息；所述信号转换模块与所述钟罩行程采集模块连接，用于将所述钟罩的行程信息转换为电信号；所述信号转换模块与所述控制系统电信号连接，所述控制系统将所述信号转换模块输出的电信号转化为钟罩过气体积随时间变化数据，并根据钟罩过气体积随时间变化数据拟合得到变化曲线。
优选地，所述钟罩式气体流量检定装置还包括显示模块，所述显示模块与所述控制系统电连接，用于显示钟罩过气体积随时间变化曲线图。
优选地，所述钟罩式气体流量检定装置包括工作台，所述待检气体流量计、所述控制系统、所述显示模块均安装在所述工作台上。
优选地，所述待检气体流量计为膜式燃气表。
优选地，所述信号转换模块为光电编码器。
本发明的另一个方面是提供一种如上所述的钟罩式气体流量检定装置的检定方法，包括：
利用钟罩行程采集模块采集钟罩向下运动时的行程信息；
将钟罩的行程信息转化为电脉冲信号；
将电脉冲信号转化为钟罩过气体积随时间变化数据；
根据钟罩过气体积随时间变化数据拟合得到钟罩过气体积随时间变化曲线；
根据钟罩过气体积随时间变化曲线计算得到待检气体流量计的参数信息。
优选地，根据钟罩过气体积随时间变化曲线计算得到待检气体流量计的参数信息的公式为：
其中，Q表示瞬时流量，V(t)表示t时刻的钟罩过气体积，t表示时间。
优选地，根据钟罩过气体积随时间变化曲线计算得到待检气体流量计的参数信息的公式为：
其中，Qi表示单位脉冲平均流量，L0表示当量脉冲体积，Ti表示单位脉冲时间，i表示脉冲数。
优选地，检定方法还包括利用显示模块显示钟罩过气体积随时间变化曲线图。
本发明实施例一种钟罩式气体流量检定装置及方法与现有技术相比，其有益效果在于：
本发明实施例的钟罩式气体流量检定装置通过在钟罩处设置钟罩行程采集模块，采集钟罩的行程信息，并根据钟罩的行程信息得到钟罩过气体积随时间变化曲线，利用该变化曲线可以直接得到待检气体流量计的瞬时流量和单位脉冲内的平均流量，无需人工读取秒表和基表数据，减少人为误差，提高测试结果的准确性，且降低工作强度，提高工作效率。并且，利用该变化曲线可以直接获取检测及校准时间，以便于计量人员做准备工作。并且，由于本发明利用拟合的过气体积随时间变化曲线计算单位脉冲内的平均流量，降低瞬时流量波动造成的影响，进一步提高测试结果的准确性。
附图说明
图1是本发明实施例所述钟罩式气体流量检定装置的构成框图；、
图2是本发明实施例所述钟罩式气体流量检定装置的检定方法的流程示意图；
图3是本发明实施例中钟罩过气体积随时间变化曲线图。
图中，1、钟罩检定单元；2、钟罩行程采集模块；3、信号转换模块；4、控制系统；5、显示模块。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
如图1所示，本发明实施例优选实施例的一种钟罩式气体流量检定装置，包括钟罩检定单元1、钟罩行程采集模块2、信号转换模块3和控制系统4，所述钟罩检定单元1包括钟罩，所述钟罩检定单元1与待检气体流量计连接，待检气体流量计可以是膜式燃气表，钟罩向下运动时，钟罩内气体通过连接管路流经待检气体流量计，通过比较钟罩过气体积与待检气体流量计指示的体积，可以得出待检气体流量计的基本误差，其中，钟罩过气体积指的是自钟罩进入待检气体流量计的气体体积。所述钟罩行程采集模块2设置在所述钟罩处，用于采集所述钟罩的行程信息，行程信息指的是钟罩向下运动行程；所述信号转换模块3与所述钟罩行程采集模块2连接，用于将所述钟罩的行程信息转换为控制系统4能够识别的电信号，并将电信号传输至控制系统4，其中，信号转换模块3为光电编码器；所述信号转换模块3与所述控制系统4电信号连接，所述控制系统4将所述信号转换模块3输出的电信号转化为钟罩过气体积随时间变化数据，并根据钟罩过气体积随时间变化数据拟合得到变化曲线，其中，钟罩过气体积随时间变化数据指的是过气体积值与时间一一对应的数据对，变化曲线为根据多组数据对拟合得到的变化曲线，由于钟罩的内径已知，根据钟罩的行程信息，结合钟罩的内径可以得知钟罩过气体积值。根据钟罩过气体积随时间变化曲线可以直接得到待检气体流量计的参数信息，包括任意时刻的瞬时流量和单位脉冲内的平均流量，通过比较变化曲线得出的瞬时流量和待检气体流量计的指示的流量，可以得出待检气体流量计的测量误差，本发明无需人工读取秒表和基表数据，减少人为误差，提高测试结果的准确性，且降低工作强度，提高工作效率。
进一步地，所述钟罩式气体流量检定装置还包括显示模块5，所述显示模块5与所述控制系统4电连接，用于显示钟罩过气体积随时间变化曲线图，以便于直观显示钟罩过气体积随时间变化趋势，并便于自曲线图中直接读取瞬时流量。
本发明中，钟罩检定单元1包括钟罩、钟罩滑动座、水槽和框架，其中，钟罩罩在水槽内的水中，钟罩通过连接管道与待检气体流量计连接，钟罩的顶部安装在钟罩滑动座上，钟罩滑动座可滑动地安装在框架上，钟罩沿框架在水面之下运动时，在水的挤压作用下，钟罩内的气体通过连接管道进入待检气体流量计。钟罩为一侧开口的容器，钟罩开口朝下设置，钟罩罩在水槽内时，水面对钟罩形成液封，在钟罩内部形成一个封闭腔体。钟罩还连接有导气管和鼓风机，鼓风机与导气管连接，利用鼓风机向钟罩内充气，使得钟罩向上运动。钟罩检定单元还包括压力调整装置，具体包括挂绳、定滑轮和配重，挂绳的一端与钟罩滑动座连接，挂绳的另一端绕过定滑轮与配重连接，以调整钟罩内的压力。进一步地，钟罩检定单元还包括钟罩压力补偿装置和液位补偿装置，钟罩压力补偿装置和液位补偿装置均为现有技术，本发明不做详细赘述。
待检气体流量计可以有多个，多个待检气体流量计并联设置，多个待检气体流量计均与钟罩检定单元1连接。
所述钟罩式气体流量检定装置包括工作台，所述待检气体流量计、所述控制系统4、所述显示模块5均安装在所述工作台上。进一步地，工作台上还设置有按键部，按键部与控制系统4、显示模块5连接，以输入检测时间、待检气体流量计编号等。
如图2所示，本发明所述钟罩式气体流量检定装置的检定方法，包括以下步骤：
步骤S1，利用钟罩行程采集模块2采集钟罩向下运动时的行程信息，其中，钟罩行程采集模块2设置在钟罩处，行程信息指的是钟罩向下运动行程；
步骤S2，将钟罩的行程信息转化为控制系统4能够识别的电脉冲信号；
步骤S3，将电脉冲信号转化为钟罩过气体积随时间变化数据，该数据为钟罩过气体积与时间一一对应的多组数据对；
步骤S4，根据钟罩过气体积随时间变化数据拟合得到钟罩过气体积随时间变化曲线，如图3所示；
步骤S5，根据钟罩过气体积随时间变化曲线计算得到待检气体流量计的参数信息，所述参数信息包括测试时间、瞬时流量和单位脉冲内的平均流量。通过钟罩过气体积随时间变化曲线可以直接得到瞬时流量和平均流量，通过该瞬时流量和待检气体流量计的指示的流量，可以得出待检气体流量计的测量误差，而无需人工读取秒表和基表数据，减少人为误差，提高测试结果的准确性，且降低工作强度，提高工作效率。
步骤S5中，根据钟罩过气体积随时间变化曲线计算得到瞬时流量的公式为：
其中，Q表示瞬时流量，V(t)表示t时刻的钟罩过气体积，t表示时间。
步骤S5中，根据钟罩过气体积随时间变化曲线计算得到单位脉冲内的平均流量的公式为：
其中，Qi表示单位脉冲内的平均流量，L0表示当量脉冲体积，Ti表示单位脉冲时间，i表示脉冲数。
其中，L0＝Li-Li-1，Ti＝ti-ti-1，式中，Li表示第i个脉冲时的钟罩过气体积，Li－1表示第i－1个脉冲时的钟罩过气体积，ti表示第i个脉冲时的时刻，ti－1表示第i－1个脉冲时的时刻。
进一步地，检定方法还包括利用显示模块5显示钟罩过气体积随时间变化曲线图，以便于直观显示钟罩过气体积随时间变化趋势，并便于自曲线图中直接读取瞬时流量。
需要说明的是，本发明之钟罩式气体流量检定装置的检定方法的其他具体实施方式与上述钟罩式气体流量检定装置的具体实施方式大致相同，在此不再赘述。
综上，本发明实施例提供一种钟罩式气体流量检定装置及方法，其通过在钟罩处设置钟罩行程采集模块2，采集钟罩的行程信息，并根据钟罩的行程信息得到钟罩过气体积随时间变化曲线，利用该变化曲线可以直接得到待检气体流量计的瞬时流量和单位脉冲内的平均流量，无需人工读取秒表和基表数据，减少人为误差，提高测试结果的准确性，且降低工作强度，提高工作效率。并且，利用该变化曲线可以直接获取检测及校准时间，以便于计量人员做准备工作。并且，由于本发明利用拟合的过气体积随时间变化曲线计算单位脉冲内的平均流量，降低瞬时流量波动造成的影响，进一步提高测试结果的准确性。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
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