钟罩式气体流量标准装置的自动化改造

钟罩式气体流量标准装置具有计量特性稳定、易于标定的特点，是目前在各计量技术机构和燃气表生产厂家普遍使用的气体流量标准装置。但目前大部分在用的钟罩流量标准装置还采用人工读数，人工读数存在读数误差较大、人为影响因素多、效率低等问题，并且该钟罩还存在机械震动、温度波动、瞬间压力波动等因素的干扰。因此，通过计算机技术的应用，结合国内外同类设备的使用经验，对计量技术机构的国产钟罩进行自动化改造，以满足计量准确的要求。、一、工作原理

本装置钟罩的型号是200L，采用串联法进行检定，可同时检定8只燃气表。本装置主要由钟罩、液槽、指示机构、气体试验管路、温度压力补偿装置、控制机构等组成。本装置的标准装置主要由钟罩的容积决定，指示准确度主要由机械光码盘决定。当钟罩放入液槽内，通过液体组成密闭的容器。当钟罩向下运动时，钟罩内的气体将排出，通过试验管路进入被检燃气表，通过指示机构读出钟罩排出的气体体积，与被检燃气表显示的体积进行比较，即可得出被检表的基本误差。

二、系统改造方案

在本方案中，使用增量型旋转编码器来代替光码盘，传感器采用高灵敏度的光电传感器，应用采集卡将钟罩的气体排量信号、被检表的示值信号、管路温度信号、管路压力信号采集出来，通过COM串口传输给上位机及计算机，输入的参数由计算机对温度信号及压力信号自动补偿，并且将实际值和测量值的信号与JJG165-2005《钟罩式气体流量标准装置》检定规程规定的基本误差进行比较运算，*后将运算结果打印出来。

1.传感器选择

传感器采用Qmron的E6B2增量型旋转编码器，每旋转1圈输出2000个脉冲，有A、B、Z三相脉冲输出。装在被检燃气表内传感器采用Honeywell的HOA0890-T51光电传感器，计数器每转动10L，光电传感器将输出10个脉冲，该传感器的分辨率比以往的传感器提高了几百倍，灵敏度与稳定性也有很大的提高。使用该传感器不仅提高了测量准确度，同时还提高了检定效率。

我们选用的Pt100温度传感器，分别安装于钟罩的出口、**只表的进气口、*后一只表的出气口，用以测量钟罩和被检表处的温度，并采用了DAC-8013E三路热电阻输入模块和DAC-8520通信模块。

2.编码器的传动机构

参考国外同类装置的经验，取消了原链轮及齿轮，而直接在原链轮的位置上安装了一个加工有V形槽的金属轮，并通过一柔性联轴器与编码器直接连接，用细铜丝取代以前的链条跨过V形轮与钟罩和小重锤相连，这样就将钟罩的垂直运动变成编码器的旋转运动，使整个计数过程准确可靠。

3.信号处理

旋转编码器的信号输出分别有递增、递减和可逆三种形式。但大多都使用了其A、B两相输出中的其中一路信号，递增或递减，这样无论钟罩上升还是下降，计数器都作出计数，从而导致计数误差。

在本方案中，我们使用了可逆计数功能，以识别钟罩的上升和下降，杜绝计数误差。同时采用了四倍频技术，每转1圈将会得到8000个脉冲信号，这将有助于提高装置的计数准确度。

4.数据采集

我们选用的数据采集卡是inLog PCX-8354PCI总线多功能定时/计数及数字I/O卡。该计数卡具有8路输出通道和8路输入通道，具有防抖动功能。

钟罩式气体流量标准装置的自动化改造原理图如图1所示。

图1 自动化改造原理图

三、装置的应用效果

本装置经改造后，经重新检定其测试结果完全符合技术要求。整个装置的测量准确与自动化程度有很大提高，提高了工作效率，达到了预期的改造要求。

四、使用及改造中需注意的问题及解决方案

在此次对钟罩的自动化改造中，也应当注意以下问题:

1.该装置易受压力波动的影响，如校验室的门开与关会导致试验室的空气波动，导致钟罩震动，会引起计数误差。因此，应将试验室的门做成滑动门，以消除突然的气压波动引起的误差。

2.由于人员的走动，推车的进出、附近机器设备等机械震动导致的地面震动将传递到钟罩，同样会引起计数误差，可以在钟罩的底部加装防震垫，来减小或消除这种震动。

3.在安装钟罩时要注意与地面的垂直度，以防止钟罩运动时与支撑体的接触，避免造成重复性误差。