朱玉兰
库车市检验检测中心，新疆库车 842000
摘 要：提出了一种基于正位移原理的膜式燃气表在线检定装置。通过对在线检定技术的深入研究，设计了专用的吸波器来消除压力脉动的影响。采用定点校准和非线性校正技术，实现了膜式燃气表正常工作状态下的全系列在线检定。
关键词：温度检测 膜式燃气表检定 影响探究
引言
随着城市建设的发展，燃气的使用越来越普遍。由于膜式燃气表是国内常用的燃气计量仪表，因此保证膜式燃气表工作的准确性非常重要。结果表明，膜式燃气表的误差是一个重要的参数[1] ，提高膜式燃气表的示值误差校准效率可以大大节省人力成本，降低能耗，保护环境。
一．膜式燃气表检定概述
膜式燃气表广泛应用于天然气管网。其计量性能对天然气贸易结算至关重要。因此，对膜式燃气表的初步检定施加了严格的法定计量限制。实际上，膜式气体流量计是一种机械式容积式流量计，其气体体积是通过可变形壁测量腔室来测量的。其计量性能往往恶化，由于运动部件的磨损和材料的老化时间过长，并可能受到温度和压力的影响，因为压缩性和膨胀膜片。然而，有关老式煤气表的研究文献很少，对在用煤气表的温度适应性研究也很少。需要做更多的工作来研究膜式燃气表在不同温度和使用期间的计量性能。
公共计量作为社会主义和谐社会的重要内容，直接关系到人民群众的切身利益。城市燃气是当今的主要能源之一。膜式燃气表以其价格低廉、计量准确、经久耐用等优点被广泛应用于家庭用户的普通燃气计量中。城市用户使用的膜式燃气表是贸易结算的基础。它是否准确直接影响到供求双方的利益。因此，研究膜式燃气表在线检定方法，建立在线检定仪器，对解决当前民生计量领域的需求问题具有十分重要的意义。它具有极其重要的现实意义。
二．膜式煤气表示值误差快速检定技术研究
2.1 方案设计思路
尽管检定装置的发展日趋成熟，但随着燃气表市场的扩大，最小流量校准问题仍有待研究。该检测点存在时间浪费和测试效率低的问题，采用基于差压法的快速检定技术可以明显缩短检测点的检测时间。旋转体积是膜式气体表计量的基本单位。如果要缩短膜式气体表最小流量点的测试时间，可以通过降低最小流量点的通风量来实现，这个通风量相当于测试通风量。获取燃气表旋转体积的方法: 利用光电传感器检测数字信号轮，同时利用差压传感器测量进出口压力，推动膜式燃气表膜片的梭式运动，带动燃气分配机构的配合。
2.2 硬件设计
该检定仪采用美国 TI 公司的 MSP430F435单片机为核心控制单元。整个硬件结构包括流量检测电路、信号放大电路、滤波电路、 MSP430F435接口电路和标准信号输出电路。流量传感器采用流量检测电路，将气体流量信号转换为电信号。信号经放大后通过前置放大器，进入 MSP430F435的16位计数器进行脉冲信号采集。通过232个串口，实现了单片机与上位机之间的通信。上位机根据单片机的脉冲发送讯号处理数据。
2.3软件设计
在该系统中，国产膜式燃气表检定仪软件的主要任务是: 通过一定的信号处理算法完成在线流量检定，并与上位机通信，将数据传输到笔记本电脑，在上位机界面上显示瞬时流量、累计流量、误差计算和结论。该系统除了在上位机上进行在线流量校验和实时显示外，还配有标准脉冲输出。另外，为了保证系统的正常运行，还设计了系统故障复位和故障保护功能。PC 机软件控制整个测试系统的过程，有序地传输数据采集模块、输入输出模块等外部模块完成数据的采集和输出，并完成后续数据管理，有效地替代了大量的人工操作，避免了引入的人为错误，使整个过程更加自动化和高效。在核查过程中。操作人员可以登录系统，完成信息输入和设置。之后开始验证。通过设置校准流量点，选择喷嘴并自动打开相应的喷嘴阀门，完成数据采集和水平传播。在验证过程中，显示界面将实时显示验证信息，包括温度、压力、验证时间等，操作人员可以随时监控验证信息。每个排放点应在数据测试后进行处理，并显示验证结果，自动计算所有验证参数，得出试验的平均温度、湿度和气压，并将这些信息填入窗口信息框。根据验证结果，在验证结论中输入合格或不合格。当校准结束时，测试结果存储在数据库中。计算机根据被检测仪表的记录数量、测试日期或其它条件进行检定，生成报表，并直接打印输出。
信号检测和处理主要由单片机 MSP430F435在下位机系统中完成。该系统由初始化模块、信号采集模块、输出模块、脉冲输出模块、中断模块、保护模块等模块和系统核心监控程序组成。为了加强整个系统的功能，实现系统的维护，所有子程序都采用了功能模块化设计。所有这些子程序都由系统的主监控器调用。允许两个子功能模块相互调用，有利于提高系统的运行速度。因此，信号处理系统功能齐全，设计完善。上位机采用 Kunluntongtai MCGS6.2软件。其友好的界面、增强的内部功能、系统的可扩展性、用户的可用性和设计理念使其在国内组态软件领域处于领先地位。上位机的主要作用是将脉冲信号从根部转换为相应的瞬时流量信号。这两种信号之间存在着同源的线性关系。通过在线标定实验，得到了该线性关系，并进行了拟合计算。同时根据瞬时流量计算出流量系数，最后通过查表得到流量系数。上位机操作系统界面由系统管理、仪器数据登录、在线验证、报表查询、 EXCEL 文件保存、报表打印机等部分组成。这个系统支持最大流量和模型规范的设置。在验证时，可以选择流量值。实时显示所获得的瞬态脉冲、堆积脉冲、仪表因数、检定误差和检定结果。所有的检验数据都可以保存在报告中，便于查询和校对。在验证过程中，为了方便验证的启停控制，采用摄像机进行图像采集。图像处理软件的介绍，以配合高清摄像机实时监测检测膜片煤气表读数[3]。这样，上位机操作系统就完成了在线验证的数据显示和记录。
2.4 实验注意事项
检定前，检定器应将在线检定仪与被检膜式煤气表的出气口连接。由于国产膜式燃气表一直安装在用户厨房较高的高度，为了方便地采集被检膜式燃气表的读数，将摄像机通过磁环固定在被检膜式燃气表的外壳上。调整摄像机与被测膜片式煤气表之间的位置，直到膜片式煤气表计数器的图像能被清晰地捕捉并显示在上位机界面上。在检定前，将扫描枪和票据打印机通过 USB 和 RS232接入计算机，获得膜片式煤气表的自带条形码，并同步打印检定结果。扫描枪是一种重量轻、工效设计的高性能激光扫描仪。这是舒适和易于操作。该系统能够快速、准确地读取各主要的一维条形码。它还应用手持和免提结构，执行自动扫描。它具有可编程的输出功能，便于匹配各个后台软件。在线验证后，将验证数据和结果与编码信息一起打印出来，提供验证报告。
三．结束语
综上所述，特殊波吸收器的设计消除了压力脉动的影响。在此基础上，研制了一套膜式煤气表在线快速检定装置。实现了膜式煤气表在线检定仪的全系列化。本项目成功地填补了膜式燃气表在线快速检定在正常运行状态下使用的空白。具有良好的社会效益，在国内处于领先水平。
参考文献：
[1]张林. 温度对膜式燃气表检定的影响及解决方法[J]. 中国计量,2020,(03):106-108.
[2]白志峰. 温度对膜式燃气表检定的影响及解决方法探究[J]. 中国标准化,2019,(06):176-177.
[3]史迎春. 温度对膜式燃气表检定的影响及解决策略探讨[J]. 科技风,2017,(24):208+213.