摘(zhāi)要：爲了解決由于檢測(cè)環(huán)境不(bú)全面、測試方法(fǎ)不到(dào)位等原因(yīn)引起的(de)産(chǎn)品故(gù)障率較(jiào)高的問(wèn)題，掌(zhǎng)握氣體流(liú)量計 在不同溫(wēn)度和(hé)濕(shī)度下的(de)計量性能(néng),加快新産(chǎn)品推出速(sù)度.一套可模拟(nǐ)現場運行管(guǎn)道(dào)、溫度、濕度等條(tiáo)件，實(shí)現實時監測流量計(jì)運行(háng)參數、對運(yùn)行氣(qì)體流量(liàng)計進(jìn)行(háng)現場檢定(dìng)等功能的(de)系(xì)統(tǒng)。
0引言(yán)
　　近年來,天(tiān)然氣(qì)流量計 使(shǐ)用量(liàng)越來(lái)越大，使用(yòng)環境也是(shì)越來越複(fú)雜(zá)。從炎熱(rè)的海南(nán)到寒冷(lěng)的(de)齊(qí)齊哈爾，從(cóng)潮濕溫暖的廚(chú)房到(dào)晝夜(yè)不斷(duàn)變化的戶(hù)外管(guǎn)道，各(gè)種環境都(dōu)有(yǒu)氣(qì)體流(liú)量計(jì)的身影。從而導(dǎo)緻同一批次的(de)氣體(tǐ)流量(liàng)計在(zài)不同的使用環(huán)境(jìng)下(xià),出(chū)現的故(gù)障和問題(tí)完(wán)全(quán)不一(yī)樣。
　　随(suí)着電子技術(shù)的(de)迅猛(měng)發展和人們對(duì)故障問題(tí)研究(jiū)的深(shēn)入(rù)，發現由(yóu)于廠家的測試環境與現場的(de)使用(yòng)環(huán)境不同(tóng)，且(qiě)測試條件和(hé)生産環境過(guò)于單一,無法(fǎ)模拟(nǐ)現場條件(jiàn)。基于(yú)上述(shù)原(yuán)因，我們研制了(le)一種模(mó)拟氣(qì)體流量(liàng)計(jì)現場運行、檢定、測試(shì)的系統裝(zhuāng)置。
1系(xì)統原理
　　系(xì)統結(jié)構框圖如(rú)圖1所示，該(gāi)系統(tǒng)主要由微機控制中(zhōng)心(xīn)、實驗艙(cāng)運行系統、流量(liàng)計運行系統、溫(wēn)度/濕度運行系統、流量計(jì)檢測(cè)系統(tǒng)等組成。
 
　　整(zhěng)套系統由(yóu)微機控制(zhì)中心統一(yī)協調(diào)運行。主要(yào)實現三大(dà)功能(néng):1)模拟(nǐ)現(xiàn)場(chǎng)環境(jìng)的氣候條件;2)模(mó)拟(nǐ)現場流量計(jì)的運行條(tiáo)件(jiàn);3)實(shí)時檢測(cè)流量計運行(háng)參(cān)數(shù)和計(jì)量誤差。
 
　　控(kòng)制框(kuàng)圖如圖2所示。控(kòng)制中心通過實(shí)驗艙内若幹個溫度傳感器和濕度(dù)傳感器的(de)檢(jiǎn)測單元(yuán)，及時反饋實驗艙的(de)溫度(dù)和濕度等(děng)環境狀态，再由溫度(dù)/濕度(dù)控制(zhì)單元(yuán)和循(xún)環風(fēng)機的執行(háng)單(dān)元實現(xiàn)對實(shí)驗.艙的溫度(dù)和濕度的控(kòng)制“,從而達(dá)到自(zì)動控制的(de)目的。流量(liàng)計數(shù)據采集系統主要由控(kòng)制中心(xīn)通過(guò)采集電路實現對流量計(jì)的溫度、壓(yā)力、流量、運行(háng)電流的采集(jí)。控制中心(xīn)軟件部分根據(jù)實驗艙(cāng)的(de)溫度和濕度控制(zhì)流(liú)量計運行(háng),采集(jí)流量(liàng)計的(de)運行(háng)數據,判斷流量計(jì)是(shì)否出現故(gù)障。流量(liàng)計(jì)運行(háng)檢定系統控制(zhì)測試流量計的(de)誤差(chà)和(hé)運行狀(zhuàng)态。
1.1實驗艙運行、溫/濕(shī)度控制系統
　　實驗艙(cāng)用于(yú)實現模(mó)拟現場環境，如圖3所示(shì),主要(yào)由循(xún)環風(fēng)機、循環通道、若(ruò)幹濕度和溫度(dù)傳感器、出入口等部分組(zǔ)成。
 
　　溫度和(hé)濕(shī)度控制系統用于控制(zhì)實驗艙的(de)溫度(dù)和濕(shī)度，主(zhǔ)要由(yóu)艙内循環(huán)風冷(lěng)機組、加熱器、除(chú)濕/加濕機組、除(chú)濕機(jī)制冷機組(zǔ)等組成，如圖4所(suǒ)示。
 
　　實驗艙控制(zhì)溫度(dù)基本原理(lǐ)如圖5所示。首(shǒu)先(xiān)制定環(huán)境(jìng)運行(háng)方案,然(rán)後由軟(ruǎn)件控(kòng)制中(zhōng)心通(tōng)過plc控制(zhì)系統實(shí)時讀(dú)取當前實驗艙(cāng)的溫度,當讀取的當(dāng)前溫度值(zhí)>目(mù)标溫度(dù)值時，開啓(qǐ)制冷(lěng)模式(shì)(即打(dǎ)開制冷風機),當讀取的當(dāng)前(qián)溫(wēn)度值(zhí)<目标溫度(dù)值時(shí)，開啓制熱模式(shì)(打開加(jiā)熱(rè)器)。制(zhì)冷和(hé)制熱功率(lǜ)輸出(chū).大小，取決(jué)于當前溫度值(zhí)與(yǔ)目标(biāo)溫度值(zhí)的差值，按一定的調節規律,用比例(lì)運(yùn)算關系(xì)發出調節(jiē)信号(hào)，通過執(zhí)行單元(yuán)改變(biàn)閥門的開(kāi)度，實現對加熱(rè)器和制(zhì)冷器的功率控制。
 
　　熱空氣/冷空(kōng)氣通過(guò)實驗(yàn)艙循(xún)環風(fēng)機送到(dào)實(shí)驗艙的各個角落，軟件控制中心不(bú)間(jiān)斷地(dì)讀(dú)取各(gè)個角落(luò)溫度傳(chuán)感器(qì)的溫(wēn)度值(zhí)，當實驗(yàn)艙内的(de)溫度值達到目(mù)标溫度(dù)值時,溫(wēn)度控制系統(tǒng)停止加熱(rè)或制冷(lěng)，反之(zhī)就運行。
　　控(kòng)制濕(shī)度(dù)基本原(yuán)理(lǐ)如圖5所示。首(shǒu)先制定環境運行方(fāng)案(àn)，然後由(yóu)軟件控(kòng)制(zhì)中心(xīn)通過plc控制系統(tǒng)實時讀取當前(qián)實驗(yàn)艙的濕(shī)度(dù)，當讀取的(de)當前(qián)濕度值>目标濕(shī)度值，開(kāi)啓除濕(shī)模式(shì)(即打(dǎ)開除(chú)濕機組),當讀(dú)取的當前濕度值(zhí)<目标濕(shī)度值,開啓加(jiā)濕模(mó)式(打(dǎ)開加濕機(jī)組)。除(chú)濕/加(jiā)濕循環分(fèn)内循環和外循(xún)環，内循環是指抽取實(shí)驗艙内的(de)空氣(qì)進行除(chú)濕/加濕處理,處(chù)理後(hòu)再重新注(zhù)入實驗艙(cāng);外循環是(shì)指抽(chōu)取實(shí)驗艙外(wài)的(de)空氣(qì)進行(háng)除濕/加濕(shī)處理，處理(lǐ)後再重新(xīn)注入實驗(yàn)艙。低溫除濕時，爲了保證實驗(yàn)艙溫度快速達(dá)到低溫(wēn)點(diǎn),還需(xū)要将開啓除濕冷機(jī)組對除濕(shī)/加濕(shī)機組(zǔ)處理(lǐ)後的空(kōng)氣(qì)制冷(lěng)處理後(hòu)再注入(rù)實驗艙,相當于(yú)進行雙重(zhòng)降溫處理(lǐ)。
1.2流量計運(yùn)行和(hé)檢定(dìng)系統(tǒng)
　　流量計運行和(hé)檢定系統如圖(tú)6所示(shì),用(yòng)于模拟(nǐ)流量計現場運(yùn)行的(de)狀(zhuàng)态，并可(kě)以檢定流(liú)量計(jì)的準(zhǔn)确(què)度等級(jí)。
 
　　該系統(tǒng)主要由運行(háng)管道、換熱(rè)器、标準(zhǔn)表(biǎo)、控(kòng)制(zhì)流量的閥門、風(fēng)機、變頻(pín)器等組(zǔ)成。該系統(tǒng)可以(yǐ)同(tóng)時運行8台流量計,可(kě)以通過(guò)控制閥(fá)門(mén)的開(kāi)1關來(lái)控制流量(liàng)計是(shì)否運行，通(tōng)過改變(biàn)變(biàn)頻器(qì)頻率大小控制(zhì)風機運轉速度(dù)及各個閥門，從(cóng)而實現控(kòng)制運(yùn)行流量(liàng)計流量(liàng)的大小。
　　運行(háng)系(xì)統基本原理如(rú)圖7所(suǒ)示。根(gēn)據流(liú)量計運行方案(àn)由(yóu)軟(ruǎn)件(jiàn)控(kòng)制中(zhōng)心通(tōng)過plc控(kòng)制(zhì)系(xì)統指(zhǐ)令來控制閥門的(de)打開和(hé)關閉狀态。然後(hòu)軟件(jiàn)控(kòng)制(zhì)中心通過plc控制系統(tǒng)控制電氣(qì)開關閥、4~20ma調節閥的開(kāi)度、變頻器的頻(pín)率控制(zhì)流量風(fēng)機轉速(sù)等方式(shì)控制流量大小(xiǎo)，軟件控制中心(xīn)實時(shí)讀取标準(zhǔn)表流量脈(mò)沖信(xìn)号并(bìng)結合标準表儀表(biǎo)系數計算出工(gōng)況流量(liàng)，當工(gōng)況流量值(zhí)等(děng)于目(mù)标流量(liàng)值時，穩定變頻器的頻率和閥(fá)門狀态(tài)，讓(ràng)各個(gè)流量計處于運(yùn)行狀态中(zhōng)。
 
　　同時,這套(tào)系統也是(shì)一套标準表法檢定裝置，可以檢定(dìng)各台氣體(tǐ)流量計示值誤(wù)差、準确(què)度(dù)等(děng)級(jí)，基本原理(lǐ)如圖(tú)8所示。首先打開(kāi)被檢(jiǎn)流量計的(de)閥門,其餘通道都關閉(bì)，通過控(kòng)制變頻器(qì)改變流量大小，實現(xiàn)對不同流(liú)量點的檢定(dìng)，通過采(cǎi)集系統讀(dú)取(qǔ)被(bèi)檢流(liú)量(liàng)計(jì)的脈(mò)沖信号(hào)、溫(wēn)度值(zhí)、壓力(lì)值(zhí)和标準(zhǔn)表的脈(mò)沖(chòng)信号(hào)、溫度(dù)值、壓力(lì)值，再由(yóu)标準表法檢定裝置軟件計算(suàn)流量示值(zhí)誤(wù)差(chà)，生成檢定(dìng)報表，确定被(bèi)檢(jiǎn)流量計的準确(què)度等(děng)級。
 
1.3流量計(jì)檢測(cè)系(xì)統
　　流量(liàng)計檢(jiǎn)測(cè)系統如(rú)圖9所示,用于檢(jiǎn)測流(liú)量計(jì)運行(háng)的各項參數是(shì)否正常(cháng)，主要由軟件控制中心(xīn)、交換機、接口轉換單元、電流檢(jiǎn)測單元、電壓檢(jiǎn)測單元、信(xìn)号發(fā)生(shēng)/計(jì)數單元、本地通信/gprs單(dān)元、16路(lù)通斷切換單元(yuán)等組成。
 
　　由軟件(jiàn)控制中心通過電流(liú)檢測單元(yuán)讀取流量(liàng)計的(de)電流(liú)值(zhí);電壓檢(jiǎn)測單元讀(dú)取流(liú)量計的電壓值(zhí);信号發生(shēng)/計數(shù)單元檢測流量計的軟(ruǎn)件計算(suàn)誤差(chà);本地通信(xìn)單元(yuán)讀取(qǔ)流量(liàng)計的内(nèi)部時間(jiān)、總量、瞬時流量(liàng)、溫度、壓力等參(cān)數;再由(yóu)檢(jiǎn)測系統軟(ruǎn)件根據設(shè)計标準(zhǔn)值.判斷(duàn)運行的流量計(jì)的各(gè)項性能指标是(shì)否(fǒu)合格。
1.4軟件控(kòng)制中心
　　控制系統軟件包(bāo)括流量計運行(háng)控制(zhì)、模拟(nǐ)環境控制、流量(liàng)計檢(jiǎn)定、流(liú)量計檢測(cè)、文檔管理(lǐ)等部(bù)分組(zǔ)成,整體軟(ruǎn)件運行(háng)流程如圖10所(suǒ)示。
1.4.1流量計(jì)運行(háng)控制
　　可以(yǐ)設置運行流量(liàng)計的數量、流(liú)量、時間(jiān)等，可(kě)以實(shí)時采集(jí)各個流量計的運行數(shù)據(jù)。
根據不(bú)同的(de)運行方案，讓流(liú)量計通(tōng)氣(qì)運行,并記(jì)錄各(gè)個流(liú)量計(jì)的标(biāo)況總(zǒng)量、瞬時流量、溫(wēn)度、壓力(lì)等(děng)數據(jù)，進行測(cè)試流量(liàng)計性能(néng)和(hé)輸差(chà)計算(suàn)。運行(háng)模式有短期運行和(hé)長期運行兩種(zhǒng)。
1.4.2模拟環境(jìng)控制(zhì)
　　可以設(shè)置實驗(yàn)艙的溫(wēn)度、濕度、運行時間、以及(jí)不同組合的循(xún)環周(zhōu)期等，可以(yǐ)實時采(cǎi)集實驗艙的(de)各個位置(zhì)的溫度(dù)和(hé)濕度(dù)。
根據不同(tóng)的氣(qì)候特點，制定不同環境的方案(àn)，通過(guò)控制溫度(dù)和濕度，驗證流(liú)量計在不同環(huán)境條件下的性(xìng)能。
1.4.3檢(jiǎn)定控制
　　依據氣體流量計的檢定(dìng)規(guī)程，通(tōng)過控(kòng)制檢定(dìng)系(xì)統，對被檢(jiǎn)表進(jìn)行檢定，測(cè)試流(liú)量計在長期運(yùn)行後和不同溫(wēn)度下示值(zhí)誤(wù)差的變化(huà)情(qíng)況。
1.4.4流(liú)量計檢(jiǎn)測
　　可以(yǐ)檢測(cè)流量計的(de)電(diàn)流、本地通信(xìn)功能(néng)、遠程(chéng)通信(xìn)功能、高低頻輸(shū)出的準确性、流(liú)量計量準确性(xìng)、讀取(qǔ)溫度/壓力(lì)值的準确(què)性等(děng)。
　　通過(guò)不間斷地(dì)檢測流量計的性能(néng)參數(shù)，掌握(wò)流量計運行在(zài)不同(tóng)時間點和(hé)溫度點下的運(yùn)行狀态。
 
1.4.5文(wén)檔管(guǎn)理
　　可(kě)以輸(shū)出運行報告、檢定報(bào)告、流量計檢測數據(jù)以及曆史(shǐ)數據查詢。
2結束語
　　結合現(xiàn)階段(duàn)的檢測技術、檢(jiǎn)定技術、計算機(jī)集散控制(zhì)，系統(tǒng)、現場總(zǒng)線控制(zhì)系統，該(gāi)設(shè)備可(kě)實(shí)現(xiàn)對流(liú)量計(jì)運行狀态下的(de)全程(chéng)監控(kòng)，模拟(nǐ)各種不斷變化的氣(qì)候，檢定流量計在不(bú)同氣(qì)候條件下的流(liú)量示值(zhí)誤(wù)差，預測流量(liàng)計在不(bú)同條(tiáo)件下的潛在故障。本設備(bèi)用于研(yán)發(fā)測試(shì)，可以(yǐ)提高(gāo)新産(chǎn)品在(zài)不(bú)同(tóng)環境(jìng)下使(shǐ)用的穩定(dìng)性、可靠性(xìng);可以(yǐ)由原來(lái)用戶實際使(shǐ)用的試挂(guà)模式，改(gǎi)爲模拟(nǐ)現場(chǎng)氣候(hòu)在實驗室中(zhōng)進行試(shì)挂，從而縮(suō)短試挂測試的(de)時間(jiān)和産品上(shàng)市時(shí)間。

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