摘要： 氣(qi)體流量計 作爲貿(mào)易計量的重要計(jì)量器具其使用已(yi)經越來越廣泛，與(yǔ)此同時該流量儀(yí)表的量值傳遞工(gong)作具有愈加重要(yao)的🤩意義。氣體流量(liàng)儀表與臨界流文(wén)丘裏噴嘴法氣體(tǐ)流量标準裝置同(tóng)軸連接方法，搭建(jian)💃了試驗裝置，可實(shí)現該類儀表與标(biāo)準裝置誤差在±1mm内(nei)的同軸連接，可以(yǐ)更好地完成氣體(tǐ)🔴流量儀表的⭐量值(zhí)傳遞工作。
　　近年來(lái)，伴随着經濟的發(fā)展，我國能源的需(xū)求愈加強烈，随之(zhī)而來的能源危機(jī)的挑戰使能源計(ji)量的準确率問題(ti)日益顯著，氣體流(liu)量計廣泛應用于(yu)天⛷️然氣、蒸汽等領(ling)域的貿易結算中(zhong)，均屬㊙️于我國計量(liang)法規定的強制檢(jiǎn)定範圍，因此氣體(ti)流量計也越來越(yuè)受到計量㊙️部門的(de)重視，如何實現該(gai)類儀表更準确的(de)量值傳遞成爲計(ji)量部門🔞面對的新(xin)問題。
　　目前，國内的(de)氣體流量标定裝(zhuang)置主要有鍾罩式(shì)氣體流量标準裝(zhuang)置、PVTt式氣體流量标(biāo)準裝置、以精度 容(rong)積式流量計 爲标(biao)準表法氣體流量(liàng)标準裝置和臨界(jiè)流文丘裏噴嘴法(fa)氣體流量标準裝(zhuang)置等。其中，鍾罩式(shi)氣體流量标準裝(zhuang)📧置、PVTt式氣體流量标(biao)準裝置結構較爲(wèi)複雜，且價格昂貴(gui)；而容積式流量計(ji)需要進口、價格昂(ang)貴、且精度易🌈發生(sheng)變化，不易日後🌂維(wei)護[1]。臨界流文丘裏(li)噴嘴法氣體流量(liang)标準裝置是以音(yin)速噴嘴作爲标⭐準(zhun)表，其結構簡😄單可(ke)靠，無可動部件，能(neng)夠準确🐪地調節和(he)控制流量，是目前(qian)我國省市級計量(liàng)單位普遍采用的(de)氣體流量标🧑🏽‍🤝‍🧑🏻準裝(zhuāng)置。
　　上世紀60年代末(mo)，英國國家工程試(shì)驗室、法國煤氣公(gōng)❤️司、英國煤氣公司(si)工程研究所、美國(guó)國家标準局、Colorado工程(cheng)研究所、日本國家(jiā)計量研究所就将(jiāng)臨界流文丘🧡裏噴(pen)嘴用于高壓大流(liú)量測試。從上世紀(jì)80年代開始，國内許(xǔ)多科研院所開展(zhan)了針🚩對噴嘴裝置(zhi)相關研究，事實證(zheng)明臨界流文丘🐉裏(li)噴嘴法氣體流量(liàng)标準裝置是一種(zhǒng)簡單可靠、精度高(gao)、擴展不确定度較(jiào)小的裝置，現已被(bèi)ISO采納爲國際标準(zhun)ISO9300[2]。
　　在計量部門檢定(ding)過程中，目前尚無(wú)一種确定被檢流(liu)量計 與标準裝置(zhi)同軸連接的方法(fa)，普遍依靠人眼觀(guan)測以及經驗實現(xian)流量計與标準裝(zhuang)置的連接，這一方(fāng)面增加了檢定💘人(rén)員的工作量以及(jí)工作難度，另一面(mian)如若流量計不能(néng)準确同軸連接在(zài)管道上，将會引起(qǐ)流經流量計内🔞氣(qì)體的洩📞露，其次還(hai)會影響流☎️量計内(nèi)部氣體旋渦的産(chan)生，進而影響檢測(cè)的精度，這無疑給(gei)檢定工作帶來了(le)額外的不必要的(de)誤差。爲了實現檢(jiǎn)定的精度，更🈲準确(que)地完成國家能源(yuan)計量工作的量值(zhi)傳遞，維護用戶的(de)經濟利益，需要研(yán)🌈究被檢流量計與(yǔ)臨界流文丘裏噴(pēn)嘴法氣體🔅标準裝(zhuāng)置同軸連接的方(fang)法，制⛱️定可行方案(an)，提高檢定的精度(dù)，并提高🆚檢定過程(cheng)的自動化程度和(he)檢定效率。
1方法原(yuan)理以及試驗系統(tong)的搭建
　　被檢流量(liang)計與臨界流文丘(qiu)裏噴嘴法氣體标(biao)準裝置同軸連⛹🏻‍♀️接(jie)的方法，基于該方(fāng)法的試驗裝置由(yóu)視頻采集模🙇‍♀️塊、紅(hong)外探測模塊、視頻(pin)顯示模塊和信息(xi)處理系統組成，如(ru)圖1所⛹🏻‍♀️示。

　　該系統中，信(xin)息處理系統是一(yi)個嵌入式系統的(de)最小系統🐉，主要由(you)嵌入式處理器、電(diàn)源子系統、SDRAM子系統(tong)、Flash子系統、複🔱位系統(tong)以及串口和JTAG調試(shì)接口等部分組❗成(cheng)。視頻采集模塊，包(bao)括☀️視頻解碼芯片(piàn)和視頻采集攝像(xiàng)頭兩部分，攝像頭(tóu)負責視✏️頻信息的(de)采集，視頻解碼芯(xin)片把攝像頭采集(ji)到的視頻信号編(bian)碼後送給信息處(chu)理系統處理。紅外(wai)探測模塊，由紅外(wài)光電三極管、單片(piàn)機、可觸摸液晶屏(píng)組成，光電三極管(guǎn)将檢測到的光電(dian)壓值傳送給單片(pian)機，單片機将處理(lǐ)後的信息顯示在(zai)觸摸液晶屏上。視(shì)頻顯示模💃塊包括(kuò)視頻編碼芯片和(hé)LCD顯示屏兩部分，視(shi)頻采集模塊采集(jí)到的視頻信息，經(jīng)過信息處理系統(tǒng)處理後，再🏃通過視(shi)頻編碼芯片編碼(ma)，輸出到🚶‍♀️LCD顯示屏上(shang)。
1.1視頻采集模塊
　　紅(hóng)外光源作爲檢測(cè)系統的光源部分(fèn)，其作用即可以實(shi)時傳輸管道内部(bù)圖像，提供給操作(zuò)人員直觀的管道(dào)内部視覺信息，又(you)可以在管道内部(bu)發出一束充滿管(guan)道的紅外光柱，以(yǐ)便💯于接收端探測(cè)。紅外電視技術是(shì)一種成熟的識别(bie)成像技術，其将電(diàn)視技術與主動紅(hóng)外夜視技術相結(jie)合，用不可見紅外(wài)✌️輻射主動照明目(mù)标，并用對此紅外(wai)輻射波段敏感的(de)高靈敏攝像機攝(shè)像的手段進行夜(yè)視。它綜合了🤩紅外(wài)主動夜視不受🌈環(huán)境照度限制，能在(zài)完全黑暗的環境(jing)中✌️攝像、成本低、圖(tu)像相對清晰的特(te)點，以及電視方法(fǎ)能傳輸圖像、能錄(lù)像的特點。如圖2所(suo)示，本🏃🏻裝置選用工(gōng)業級紅外攝像📐頭(tou)作爲紅外光源，将(jiang)攝✂️像頭采集到的(de)管道内部圖像傳(chuán)輸進可移動液晶(jing)顯示屏，方便檢測(ce)人員實時觀察管(guan)道内部流量計與(yu)管道同軸情況。

1.2紅(hong)外探測模塊
　　紅外(wài)探測技術，是利用(yòng)紅外光實現檢測(cè)各類參數⭕的技術(shu)。紅外㊙️光是一種波(bō)長介于微波與可(kě)見光之間的🌈電磁(cí)🌂波輻射，肉⭐眼無法(fǎ)覺察。要探測到這(zhè)種輻💚射，并測量其(qi)大小，必須将它轉(zhuan)換成可以探測得(dé)到的其他物理量(liang)。物體經紅外輻射(shè)照射後✉️所産生的(de)💛反應，隻要其大小(xiao)可以被測量，均可(kě)用來檢測紅外♍輻(fu)射的強弱。紅外探(tàn)測器的主要原理(lǐ)是光電效應和紅(hóng)外熱效應。這些效(xiào)應基本以電信号(hao)形式輸出，或💚者以(yǐ)其它方式轉💁換成(cheng)電信号輸出。紅外(wài)光電三極管是一(yī)種典型的紅♋外器(qi)件，它是一種晶體(tǐ)🙇🏻管，是在光電二極(ji)管技術的基礎之(zhi)上發展起來的光(guang)電器件，本身具有(you)放大功能💃[3]。它有三(sān)個電極。電極之間(jian)的電阻會随着光(guang)照大小的變化而(er)變化。如圖3所示，本(ben)裝置選🍉用8個紅外(wài)光電三極管作爲(wèi)👄光🤟電探測元件，安(ān)裝在輔助标準✊法(fǎ)蘭内側，探出法蘭(lán)管道内壁👉1mm，輔助标(biāo)準法蘭可通過螺(luó)栓固定在被檢流(liu)量計法蘭上，其可(ke)以靈敏地探測到(dao)紅外光源發☂️出的(de)紅外光線，并将光(guāng)強轉換爲電壓信(xìn)号由數據傳輸系(xì)統輸出到液晶終(zhong)端，以供檢測人員(yuan)判斷管道同軸情(qing)況，若8個探測器檢(jian)測電壓相🌈同則可(ke)認爲流量計與裝(zhuang)置在±1mm誤差範圍内(nèi)實現了同軸連接(jiē)。

1.3數據傳輸及處理(li)與圖像的解析
　　根(gēn)據紅外成像的原(yuan)理，紅外攝像機拍(pāi)攝的圖像和普通(tōng)的彩🤩色攝像機拍(pāi)攝的圖像相比有(yǒu)一些不同🌈的特點(diǎn)，比💰如：紅外圖像噪(zào)點比較多，邊緣不(bú)明顯。爲🌈了實現🍓後(hou)期準确的識别，需(xu)要對圖像進行預(yu)處理。通過圖像的(de)去噪技術，會減少(shao)噪點對圖🔞像的影(yǐng)響；通過對比度增(zēng)強技術，可以把運(yun)動目✨标和背景的(de)💔區分度變大，提♍高(gao)實時檢測時的正(zhèng)确率。圖4爲

　　整個同軸(zhou)度檢測系統工作(zuò)流程，圖5爲試驗裝(zhuang)置液晶終端顯💃🏻示(shì)，分别爲視頻終端(duān)和紅外探測終端(duan)，顯示信息可直接(jiē)㊙️反饋給檢測人員(yuán)以便于操作。

2試驗(yan)分析
　　試驗依據國(guó)家檢定規程JJG1121-2015《 旋進(jin)旋渦流量 計》[4]進行(hang)，選用某儀表企業(ye)生産精度等級爲(wèi)1.5級，DN80口徑，型♍号爲LUX-80的(de)旋進旋渦流量計(ji)，儀表編号爲1412190，流量(liang)範圍（18～200）m3/h，試驗如圖6所(suo)示。圖7爲🔅輔助标準(zhun)法蘭内側光電三(sān)極管編号分布。


　　由表2試驗數據(jù)可知，當儀表按照(zhao)表1情況對準同軸(zhóu)情況🤞下，依據規程(cheng)進行檢定，該儀表(biao)qt≤q≤qmax相對示值誤差1.18%，重(zhòng)複🌈性誤差0.07%，qmin≤q＜qt相對示(shi)值誤🙇‍♀️差+2.09，重複性誤(wu)差0.14%，儀表系數爲10108.3（1/m3），精(jing)度🐕等級符合1.5級。當(dāng)✨儀表在表2未實現(xiàn)對準同軸，儀表軸(zhou)線中心高于标準(zhǔn)裝置⛱️軸線中心情(qing)況下，該流量計各(ge)點儀表系數已經(jīng)發生變化，尤其在(zài)小流🍓量點變化顯(xian)🌈著，偏差達到+102.7（1/m3），儀表(biao)👅系數整體偏差了(le)-101.3（1/m3），依據規程經檢定(dìng)，該儀表qmin≤q＜qt區間示值(zhi)誤差超差，精度等(deng)級不符合1.5級，檢定(dìng)結果不合格[5]。


　　因此(ci)可見計量部門檢(jian)定人員在檢定時(shí)由于人爲未同軸(zhou)連接流量計的失(shī)誤引入的誤差足(zu)以産生❄️檢定誤判(pàn)情況。
3結語
　　氣體流(liu)量計作爲貿易計(jì)量的重要計量器(qi)具其使用❤️已經🎯越(yue)🐉來越廣泛，目前廣(guǎng)泛應用于天然氣(qi)、蒸汽等貿易結算(suan)領域。與此同💃時該(gai)流量計的量值傳(chuán)遞♈工作也愈加重(zhòng)要，其量值溯源的(de)精度直接關系到(dao)企業和百姓的切(qie)身經濟利益。氣體(ti)流量計與臨界流(liu)文丘裏噴👉嘴法氣(qi)體流✌️量标準裝置(zhi)同軸連接方✌️法，目(mu)标爲實現該類流(liu)量計與标準裝置(zhi)誤差🐇在±1mm内的同軸(zhóu)連接。經過試驗分(fèn)析進一步證明了(le)氣體流量計與标(biao)準裝置同🌏軸連接(jie)的重要性㊙️。

以上内(nèi)容來源于網絡，如(ru)有侵權請聯系即(jí)删除!