钟罩式气体流量标准装置检定系统软件设计

i!■量标准技术报告计量标准名林鉀罩武气体流量标准装置it量标准负贯人建标单位名祢（公章）頃写日期建立廿量标准目的二、廿量标准的工作原理及其组成三、廿量标准器及主要配套设备ffl、廿量标准的主要技术指标五、环境条件穴、廿量标准的量值溯温和传递框图七、廿量标准的重复性试验八、廿量标准的稳定性考核九、检定或校准结果的测量不确定度评定十、检定或校准结果的验证十一、结论十二、附M说明对XXX新建住宅按装的燃气表进行首次检定，保证燃气表的廿量准确。

保障广大81众的利益不受损害。

二、it量标准的工作原理员其组成工作原理:该装置是一个具有恒压源（并给岀标准容枳）的气体流量标准装置。

呆用力平術原理，利用抑罩重量超过平衡锤重量的常数。

（该常数形成抑罩的余压）而动作。

通过压力补偿机构使其郡压力保持一定值，不險扑罩浸人密封液体中的浓IS而变化。

以卸罩有效容枳为标准，当鉀罩下降时，鉀罩空气经试騎管道、被检仪表排岀，以鉀罩排岀的气怵体枳比较被检仪表的示値，确定其示值误差标准的组成：鉀罩、液IS、压力补偿机构、试騎管道、阀门等购成。

三、廿量标准器员主要配套设备选取产煤气表一只，室温20匕在100L处測量8决其结果如下:八、it量标准的稳定性考核按照JJF1033-2005廿量标准考核規对廿量标准稳定性的要求，用本廿量标准对同一煤气表进行检定，得到的检定结果（相对俣差）如下表：9測量不确定度除式燃气表测量不确定度评定1适用围适用于燃气表的首次检定、后续检定和便用中检验结果不确定度的评定与表示。

2引用文件①JJG577-2012《膜氏燃气表》廿量检定规椁②JJF1059-1999《測量不确定度评定与表示》③JJF1033-2008《计量标准考核規》以外罩有效容枳作为标准体枳，当外閘卞騎时，外罩气ttifiil连接管路逍经被检燃气表，通过光电编卅器，將卽罩下降高度转换戒电脉冲信号，再由控鋼系统将电凍冲信号转换成外罩tt R(6 4 tt枳)通过比较该体枳与被检燃气表指示的体枳得出被检燃气表的炭差。

钟罩式气体流量标准装置
钟罩式气体流量标准装置是一种用于校准气体流量测量仪表的设备，其原理是
利用钟罩内气体流动产生的压差来确定气体流量，从而实现对流量测量仪表的准确校准。

本文将介绍钟罩式气体流量标准装置的工作原理、结构特点以及使用注意事项。

首先，钟罩式气体流量标准装置的工作原理是基于贝努利方程和连续方程。

当
气体通过钟罩时，由于钟罩内截面积的变化，气体流速发生改变，从而产生了静压和动压的变化。

通过测量钟罩两侧的压差，可以计算出气体流量，进而实现对流量测量仪表的准确校准。

其次，钟罩式气体流量标准装置的结构特点主要包括钟罩、差压传感器、温度
传感器、压力传感器等组成部分。

钟罩通常采用金属材料制成，具有一定的流线型设计，以减小气体流动时的阻力和湍流效应。

差压传感器用于测量钟罩两侧的压差，温度传感器和压力传感器则用于对气体的温度和压力进行实时监测，从而保证测量结果的准确性和可靠性。

最后，使用钟罩式气体流量标准装置时需要注意以下几点。

首先，应选择适合
的钟罩尺寸和流量范围，以确保测量的准确性。

其次，在使用过程中应注意保持装置的清洁和完好，避免灰尘和杂质对测量结果造成影响。

另外，定期对装置进行校准和维护是十分必要的，以确保其长期稳定的工作性能。

综上所述，钟罩式气体流量标准装置是一种用于校准气体流量测量仪表的重要
设备，其工作原理基于贝努利方程和连续方程，具有结构简单、测量精度高的特点。

在使用时，需要注意选择合适的尺寸和流量范围，保持装置的清洁和完好，并定期进行校准和维护，以确保其稳定可靠的工作性能。

气体流量计检定系统软件的设计摘要：流量仪表是过程自动化仪表与装置中的大类仪表之一，它被广泛用于化工、石油、轻纺、食品、医药、环境保护及人民日常生活等国民经济各个领域，是发展工农业生产，节约能源，改进产品质量，提高经济效益和管理水平的重要工具，在国民经济中占有重要的地位。

因此对其准确性的检验也成为计量检定部门及仪表生产厂家的重要工作之一。

关键词：气体流量计；软件；设计Abstract: the flow meter is one of the categories of instruments for process automation instrument and apparatus, it is widely used in chemical, petroleum, textile, food, medicine, environmental protection and the People‟s Daily life and so on various fields of national economy, is the development of industrial and agricultural production, save energy, improve the quality of our products and improve the economic benefit and management level of the important tools, occupies an important position in national economy. So the accuracy of the inspection also become metrological verification department and instrumentation manufacturers one of the important work.Key words: gas meter; Software; design一、前言：流量仪表是过程自动化仪表与装置中的大类仪表之一，它被广泛用于化工、石油、轻纺、食品、医药、环境保护及人民日常生活等国民经济各个领域，是发展工农业生产，节约能源，改进产品质量，提高经济效益和管理水平的重要工具，在国民经济中占有重要的地位。

收稿日期:2014-08-18作者简介:刘亚东(1973-),男,就职于鄂尔多斯市市产品质量计量检测所,从事流量计量器具检测15年。

杨焕诚(1965-),男,就职于内蒙古自治区计量测试研究院;从事流量计量器具检测25年。

100L 钟罩式气体流量标准装置软件系统设计刘亚东1,杨焕诚2(1.鄂尔多斯市产品质量计量检测所,内蒙古鄂尔多斯 017000;2.内蒙古自治区计量测试研究院,内蒙古呼和浩特 010020)摘 要:介绍了钟罩式气体流量标准装置软件系统设计原理。

关键词:钟罩式气体流量标准装置;软件系统设计中图分类号:T H 814 文献标识码:A 文章编号:1007—6921(2014)21—0069—02 100L 钟罩式气体流量标准装置软件分为2个组成部分:分别是P L C 软件和组态软件部分。

P L C 软件主要功能是实时采集钟罩系统的各种信号和实时执行上位机发来的控制命令。

组态软件气体流量检定系统是在w i n d o w sX P 环境下,使用组态软件进行开发的测控软件,在数据的存储,计算和报表生成方面具有很强的灵活性、可靠性。

系统使用可编程控制器(P L C ),具有很强的抗干扰能力,能保证数据准确可靠,通过上位机完成对整个装置的控制。

组态软件的功能有实现采集及与控制设备间进行数据交换;将设备数据与计算机图形画面的各元素关联;处理数据(按规程要求进行运算)并形成可供查询的数据库;存储历史数据并支持历史数据的查询。

整体构架,如图1所示。

图1 整体构架组态软件的操作包括:检表前填写被检表的误差限、对计量标准进行参数设置、添加被检表名称和类型、设置当前用户的使用权限、填写被检表参数、检定完成后检定记录的查询、对已经检过的仪表数据进行核验、软件检定流程框图、软件设计层次、构架、框图、权限管理、用户登录,密码设置、被检表参数录入、记录查看与数据分析、检定结果查询、报表及证书等。

软件主界面功能(见表1)。

20L钟罩式气体流量标准装置及其测量不确定度评定1 装置结构及工作原理20L钟罩式气体流量标准装置由钟罩本体、温度和压力传感器、管路系统和控制系统四部分组成，其中钟罩本体采用白油作为密封介质，主要结构包括钟罩体、光电编码器、钟罩底座、鼓风机、平衡锤、压力补偿机构等。

标准装置工作过程：开启鼓风机，打开气动阀，关闭管道阀门。

空气经过导气管进入钟罩，使钟罩上升。

当钟罩上升到上限挡板位置时，鼓风机停止送风，关闭气动阀。

停止一段时间，待钟罩内压力、温度稳定后，打开阀门，钟罩内气体通过导气管流经被检流量计，排入大气，钟罩缓慢下降。

在此过程中，通过记录钟罩内气体的排出量和通过被检流量计的气体量，以钟罩的体积量为标准值同被检流量计的示值比较，就能确定被检流量计的示值误差。

2 控制系统及控制软件20L钟罩式气体流量标准装置控制系统由计算机通过数据采集卡采集信号，主要是实现对钟罩本体的控制，包括钟罩内的温度、压力，编码器输出的脉冲，钟罩的进气和出气阀门，钟罩的进气限位开关等。

其中钟罩位移的检测是通过一只高精度的旋转编码器和与编码器相连的机械传动机构，将钟罩的直线位移转为编码器的旋转，通过测量单位容积所代表码盘的脉冲数得到钟罩容积与编码器脉冲数之间的对应关系。

控制软件采用组态软件进行编程，可以在人机界面上实现动画，而且还可以显示钟罩本体各个采集数据，用户根据需要设定检点的流量点，流量和检定次数，通过采集到的钟罩本体内的温度压力流量和流量计前的温度压力进行数据处理，然后计算出被检流量计的示值误差和重复性。

3 不确定度评定（1）钟罩体积本身的定值不确定度ur（Vs）的评定。

采用静态容积法对钟罩进行检定，则用标准金属量器检定得到钟罩体积本身的定值不确定度为Ur（Vs）=0.18%，k=2，故标准不确定度Ur（Vs）=0.09%。

灵敏系数为：cr（Vs）=1（2）温度引起的不确定度ur（θ）的评定。

1）钟罩内温度测量引起的不确定度ur1（θ）。

基于PLC、组态王设计气体计量检定系统1 引言钟罩式气体计量器是标定气体流量仪表的标准装置，是以钟罩内有效容积作为标准体积，当钟罩下降时，排出钟罩内的气体经测试管道通往被检表，比较钟罩内排出的气体与被检表指示的气体体积，求取仪表的精度。

钟罩式气体计量检定系统主要有三种工作形式：（1）手动检测、直读式;（2）半自动检测（配有流量积算仪）;（3）全自动检测（计算机控制）完成对整个检测过程的自动控制。

详细介绍全自动过程的实现方法。

它采用计算机和PLC 技术进行检测，脉冲数据采集选用高精度、高可靠性的光电双向编码器，来实现用气体计量器进行气体流量仪表的自动测量、记录、检定。

2 系统组成及工作原理 2.1 系统组成钟罩式气体计量装置自动控制系统有：标准装置、计算机、PLC 可编程控制器、静音空气压缩机、光电双向编码器、电磁阀等组成。

2.2 系统工作原理该系统是利用钟罩式气体计量器，提供一个压力稳定的标准体积气源，采用光电双向编码器为钟罩量筒的位置传感元件、电磁阀为控制元件，通过程序设定来实现定量排气，并完成检测过程的自动控制，使之成为校验气体仪表的自动标准装置。

2.3 实现方法（1）根据下表1 输入理论仪表系数表 1 （2）根据钟罩式气体计量器检定证书的实际高度所对应的标准容积值，测出提升脉冲数。

（3）实际测量仪表系数K 仪表系数K=（（H12- H11）＊Q1）/（（H2-H1）＊|F1-F2|（单位：升/个脉冲））（H1、H2、H11、H12、F1、F2—第一、二次上升、下降高度及所对应的频率。

Q1—钟罩标称容积。

）重复上述过程计算出10 个仪表系数后取平均值，就是实际仪表系数K。

最后根据公式：Q=K＊f （Q—标准容积;K—实际仪表系数; f——标准容积所对应的脉冲数）得出所需要的标准容积。

系统原理框图如图1。

图1 系统原理框图 3 硬件配置 3.1 光电双向编码器光电双向编码器，。

1.项目背景随着技术的快速发展,现代工业的生产节奏越来越快,提高生产效率成为不可阻挡的趋势,这对流量标准装置的检定效率造成了--定冲击。

实地调研发现中国测试技术研究院等省级流量计量测试单位中的流量标准装置均为体积庞大的固定式装置,流量仪表计量需要拆卸下来送往专业机构检定,往返时间通常需要一至两天，再加上检测时间，最快也要-一个星期才能重新进行生产活动，大大增加了企业的停产时间，带来不必要的经济损失，与提高生产效率的发展方向相背计量业务数量逐年攀升，有效管理计量检定信息使计量工作具有可追溯性,对计量管理工作的系统化、科学化具有重要意义，而大量数据信息的后期录入不利于检定人员提高检定效率。

在保证流量仪表标定精度的前提下，如何缩短检测时间、简化数据信息管理工作，成为摆在质检领域的一道难题在此背景下，上海市质量监督检验技术研究院和上海大学共同展开对可移动、信息管理简便的现场服务型流量标准装置的研究与开发。

该装置的研究对企业生产与计量部门工作均具有重要意义。

2.系统需求分析与设计2.1.计算机控制系统与软件开发平台该装置使用PXI系统作为计算机控制系统，完成与各设备之间的交互。

作为一个标准的测试测量应用平台,PXI利用标准化的商业技术在提升测试系统性能的同时降低了系统成本。

该装置采用LabVIEW作为软件开发平台。

Lab-VIEW于1986年推出,是美国NI公司为实现数据分析、采集和表达以及仪器控制而设计的集成式开发环境。

目前它已成为图形化编程软件的行业标准，被众多工业应用领域所接受，更是被公认为标准的数据采集和仪器控制软件。

2.2.软件开发模型瀑布模型如下图所示，按照软件生命周期的活动划分,将各阶段工作按固定顺序连接并展开执行,最终得到所开发产品。

由于简单易用，可降低软件的复杂性，对软件开发的质量和进程方面达到较好的控制效果,瀑布模型被广泛应用。

但是该模型缺乏灵活性,若早期需求分析不够充分将严重影响软件的开发。

钟罩式气体流量标准装置钟罩式气体流量标准装置是一种用于测量气体流量的装置，它采用了一种独特的设计，能够精确地测量气体的流量，为工业生产和科学研究提供了重要的数据支持。

本文将介绍钟罩式气体流量标准装置的工作原理、结构特点以及应用领域。

首先，我们来了解一下钟罩式气体流量标准装置的工作原理。

它利用了流体力学的原理，通过测量气体通过装置时对装置产生的压力差来确定气体的流量。

在装置内部，气体流经一个特定形状的钟罩，当气体通过钟罩时，会产生压力差，通过测量这个压力差的大小，就可以确定气体的流量。

这种设计能够有效地减小气体流动时的阻力，从而提高了测量的精度。

其次，钟罩式气体流量标准装置的结构特点也是其优越性能的重要保障。

它通常由气体进口、钟罩、压力传感器、数据采集系统等部件组成。

其中，钟罩的设计非常关键，它的形状和尺寸需要经过精确的计算和实验验证，以确保气体流过时产生的压力差能够准确地反映流量的大小。

同时，压力传感器和数据采集系统能够实时监测和记录气体流量的数据，为后续的分析和应用提供了重要的支持。

最后，我们来看一下钟罩式气体流量标准装置的应用领域。

由于其高精度、稳定性和可靠性，它被广泛应用于工业生产和科学研究中。

在工业生产中，它可以用于监测和控制各种气体的流量，保障生产过程的稳定性和安全性。

在科学研究中，它可以用于实验室的气体流量测量，为科研人员提供准确的数据支持。

综上所述，钟罩式气体流量标准装置是一种重要的气体流量测量装置，它的精准测量能力和稳定性使其在工业生产和科学研究中得到了广泛的应用。

随着科学技术的不断进步，相信钟罩式气体流量标准装置将会在更多领域展现出其优越性能，为人类的生产和生活带来更多的便利和进步。

气体流量标准装置计算机测控系统的研究与设计发布时间：2022-09-01T02:56:38.604Z 来源：《中国科技信息》2022年9期作者：张金波[导读] 近年来我国社会发展迅速，科学技术不断提升。

为了进一步提高气体流量计检定效率，现设计一款功能完善、实用性强的气体流量标准装置计算机测控系统张金波杭州新世纪混合气体有限公司，浙江省杭州市310000摘要：近年来我国社会发展迅速，科学技术不断提升。

为了进一步提高气体流量计检定效率，现设计一款功能完善、实用性强的气体流量标准装置计算机测控系统。

首先，在研究气体流量标准装置的基础上从硬件系统组成、标准脉冲和被测脉冲的采集、系统抗干扰措施等方面入手，完成对标准装置的硬件系统的科学设计；其次，从流量检定软件的设计目的、流量检定软件系统功能、系统主程序、数据采集及数据处理、流量控制与检测、数据管理等方面入手，完成对标准装置的软件的科学设计。

关键词：气体流量；标准装置；计算机；测控系统引言天然气、煤制气等多种气体流量测量场合变得越来越复杂，严重影响了气体流量计检定效率，而气体流量标准装置计算机测控系统的设计和应用可以很好地解决这一问题，通过设计和应用该系统，可以实现对流量计的规范化、科学化检定，最大限度地提高流量计的精确度，使流量计检定效率得以大幅度提高。

因此，如何科学地研究和设计气体流量标准装置计算机测控系统是技术人员必须思考和解决的问题。

1气体流量标准装置研究以“测量原理”为划分标准，对气体标准装置进行划分，有以下２种类型，一种是钟罩式气体流量标准装置，另一种是标准表法流量标准装置，前者属于原级标准装置，可以确保整个气体流量处于比较高的标准状态，主要是利用流量相关定义进行执行的。

后者属于次级标准装置，该标准装置通过与原级装置之间建立起良好的连接关系，以实现最值的高效化、安全化传递。

1.1钟罩式气体流量标准装置的工作为了进一步提高流量计检定结果的精确性和真实性，钟罩式气体流量标准装置在实际应用中，要做好对气体密度、压缩系数、线膨胀系数等参数的计算，但是，这些参数的计算通常具有一定的难度，通常会出现测量误差问题，同时，由于需要采集钟罩内多点的温度和压力值，导致测量操作变得十分复杂，使得检定效率难以得到保证。

钟罩式气体流量标准装置两种自动流量调节机构的设计钱碧波　万　勇　卢其伦　卢嘉敏（广州能源检测研究院，广东广州５１１４４７）摘　要：介绍了钟罩式气体流量标准装置的基本工作原理，以及传统流量调节方式；提出了两种自动流量调节机构，给出了原理图、设计图及自动流量调节过程；分析了调节机构的优点和易用性，有利于气体流量检测人员更好地利用钟罩式气体流量标准装置开展气体流量检测，提高检测效率。

关键词：钟罩；气体流量标准装置；自动流量调节中图分类号：ＴＢ９ 文献标识码：Ａ 国家标准学科分类代码：４１０ ５５ＤＯＩ：１０．１５９８８／ｊ．ｃｎｋｉ．１００４－６９４１．２０２０．８．００９ＤｅｓｉｇｎｏｆＴｗｏＫｉｎｄｓｏｆＡｕｔｏｍａｔｉｃＦｌｏｗＲｅｇｕｌａｔｉｎｇＭｅｃｈａｎｉｓｍｆｏｒＳｔａｎｄａｒｄＢｅｌｌＧａｓＦｌｏｗＤｅｖｉｃｅＱＩＡＮＢｉｂｏ　ＷＡＮＹｏｎｇ　ＬＵＱｉｌｕｎ　ＬＵＪｉａｍｉｎＡｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｂａｓｉｃｗｏｒｋｉｎｇｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｔｈｅｂｅｌｌｐｒｏｖｅｒｇａｓｆｌｏｗｓｔａｎｄａｒｄｆａｃｉｌｉｔｙａｎｄｉｔｓｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｆｌｏｗｒｅｇｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄａｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ；Ｔｗｏｋｉｎｄｓｏｆａｕｔｏｍａｔｉｃｆｌｏｗｃｏｎｔｒｏｌｍｅｃｈａｎｉｓｍｓａｒｅｄｅｓｉｇｎｅｄａｎｄｐｒｅｓｅｎｔｅｄ，ａｎｄｔｈｅｓｃｈｅ ｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍ，ｄｅｓｉｇｎｄｒａｗｉｎｇａｎｄａｕｔｏｍａｔｉｃｆｌｏｗｃｏｎｔｒｏｌｐｒｏｃｅｓｓｏｆｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｓａｒｅｇｉｖｅｎ；Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓａｎｄａｐｐｌｉｃａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｒｅｇｕｌａｔｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍｓａｒｅａｎａｌｙｚｅｄ，ｗｈｉｃｈｉｓｈｅｌｐｆｕｌｆｏｒｉｎｓｐｅｃｔｏｒｓｔｏｍａｋｅｂｅｔ ｔｅｒｕｓｅｏｆｔｈｅｂｅｌｌｐｒｏｖｅｒｇａｓｆｌｏｗｓｔａｎｄａｒｄｆａｃｉｌｉｔｙｔｏｃａｒｒｙｏｕｔｇａｓｆｌｏｗｄｅｔｅｃｔｉｏｎａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｂｅｌｌｐｒｏｖｅｒ；ｇａｓｆｌｏｗｓｔａｎｄａｒｄｆａｃｉｌｉｔｙ；ａｕｔｏｍａｔｉｃｆｌｏｗｃｏｎｔｒｏｌ０　引言钟罩式气体流量标准装置［１］是常用的气体流量溯源装置，广泛用于企事业实验室、第三方技术机构。

计量标准技术报告计量标准名称钟罩式气体流量标准装置（0.2级）计量标准负责人建标单位名称填写日期目录一、建立计量标准的目的………………………………………………………………… ( )二、计量标准的工作原理及其组成………………………………………………………( )三、计量标准器及主要配套设备…………………………………………………………( )四、计量标准的主要技术指标……………………………………………………………( )五、环境条件………………………………………………………………………………( )六、计量标准的量值溯源和传递框图……………………………………………………( )七、计量标准的稳定性考核………………………………………………………………( )八、检定或校准结果的重复性试验…………………………………………………………( )九、检定或校准结果的不确定度评定………………………………………………( )十、检定或校准结果的验证………………………………………………………………( ) 十一、结论…………………………………………………………………………………( ) 十二、附加说明……………………………………………………………………………( )六、计量标准的量值溯源和传递框图注：应当提供《计量标准的稳定性考核记录》。

注：应当提供《检定或校准结果的重复性试验记录》。

即合成方差由三个不确定度分量组成，它们是：燃气表读数V m 所引入的不确定度,燃气表分辨力V m 所引入的不确定度,以及通过燃气表气体体积V ref 测量所引入的不确定度。

(1) 燃气表读数V m 所引入的不确定度分量由于被检燃气表为数字显示，故读数本身不引入任何误差，即u (V m )=0，于是所引入的不确定度分量为：0)V (u V E)E (u m m1=∂∂=(2) 燃气表分辨力V m 所引入的不确定度分量被检表的分辨力为0.2 L ，每一个读数可能包含的最大误差为±0.1 L ，分辨力所引入的误差应满足距形分布，于是V m 的不确定度为：L 0577.03L 1.0)V δ(u m ==对应的灵敏系数c 2为：1ref m 2L 01.0L1001V 1V δE c -===∂∂=于是所引入的不确定度分量为：41m m21077.5L 0577.0L 01.0)V δ(u V δE)E (u --⨯=⨯=∂∂=(3) 气体体积V ref 所引入的不确定度分量已经得到u (V ref )=0.128 L ，对应的灵敏系数c 3为：1242ref m m ref 3L 01.0L10L100V V δV V E c -==+=∂∂=于是所引入的不确定度分量为：31ref ref31028.1L 128.0L 01.0)V (u V E)E (u --⨯=⨯=∂∂=6.示值误差E 测量不确定度分量汇总表和合成标准不确定度十、检定或校准结果的验证采用比对法。