熱量表的流量自動(dòng)標(biāo)定系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

　　系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　整個(gè)標(biāo)定系統(tǒng)是一個(gè)閉環(huán)測(cè)試系統(tǒng)，標(biāo)定用的流體可以循環(huán)利用以節(jié)約成本。如圖1所示，系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)、以MSP430F149為主控芯片的控制單元、電子秤、流量調(diào)節(jié)閥、恒溫水箱、穩(wěn)壓罐、儲(chǔ)水罐、電磁閥、水泵等組成。待標(biāo)定的熱量表串聯(lián)在同一直管路中，通過光電收發(fā)接口與控制單元進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，實(shí)現(xiàn)批量熱量表的自動(dòng)檢測(cè)與修正系數(shù)的自動(dòng)寫入?？沙炭氐牧髁空{(diào)節(jié)閥用于流量的自動(dòng)控制。電子秤與儲(chǔ)水罐用于稱量計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)流量，恒溫水箱、水泵及穩(wěn)壓罐用于提供標(biāo)定用的流體。為貼近熱量表的現(xiàn)場(chǎng)工作條件，恒溫水槽控制標(biāo)定用的流體溫度在50℃左右，同時(shí)，為管道增加了相應(yīng)保溫措施以減少循環(huán)管道的散熱。

　　熱量表的流量標(biāo)定過程由上位機(jī)通過控制單元全程自動(dòng)控制。由于管道內(nèi)的氣泡會(huì)對(duì)流量計(jì)量帶來誤差，測(cè)試開始時(shí)由控制單元啟動(dòng)電磁閥開始排氣過程。排氣結(jié)束后，開始流量標(biāo)定。對(duì)每個(gè)流量點(diǎn)，等待電子秤讀數(shù)穩(wěn)定后由控制單元從電子秤自動(dòng)讀取數(shù)據(jù)，從而換算得到流量Q0。同時(shí)控制單元采集熱量表的數(shù)據(jù)Q1，由此計(jì)算出每塊熱量表在該流量點(diǎn)的修正系數(shù)C=Q0/Q1。對(duì)由中華人民共和國國家計(jì)量檢定規(guī)程規(guī)定的5個(gè)流量點(diǎn)依次測(cè)試，完成一輪標(biāo)定。整個(gè)標(biāo)定過程完成后，控制單元將修正系數(shù)自動(dòng)寫入到相應(yīng)熱量表中，并將數(shù)據(jù)上傳至上位機(jī)，由上位機(jī)判斷熱量表合格與否。

　　該標(biāo)定系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)流量是由電子秤稱重來確定的，因此電子秤量程范圍既要滿足最小流量時(shí)的稱量又要滿足最大流量時(shí)的稱量，其測(cè)量精度直接影響到熱量表的精度。因?yàn)槭茄h(huán)系統(tǒng)，容器體積為最大流量點(diǎn)所需要流體體積的2倍，恒溫水箱體積是最大流量點(diǎn)所需要流體體積的3倍即可滿足要求。為保證流經(jīng)熱量表的流體流態(tài)穩(wěn)定，待檢定的熱量表上游段的直管段應(yīng)滿足5倍管徑以上，下游段的直管段應(yīng)滿足3倍管徑以上。串聯(lián)熱量表個(gè)數(shù)不宜過多，太多不但占地面積大，而且會(huì)使整個(gè)循環(huán)管路中壓差過大影響標(biāo)定結(jié)果，本系統(tǒng)中最多串聯(lián)12塊熱量表。水泵運(yùn)行過程中循環(huán)管道流體常有脈動(dòng)現(xiàn)象，這將對(duì)熱量表的流量計(jì)量引入誤差，系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)在水泵的后端加裝穩(wěn)壓罐避免脈動(dòng)沖擊。此外，循環(huán)管路設(shè)計(jì)時(shí)配置一段透明管道便于操作者觀察流體是否有氣泡，若排氣過程中觀察到已無氣泡，可人工提前停止排氣;若標(biāo)定過程中發(fā)現(xiàn)有氣泡現(xiàn)象，可以通過停止按鈕結(jié)束本次測(cè)試重新進(jìn)行標(biāo)定。對(duì)熱量表流量的自動(dòng)標(biāo)定過程由控制單元和上位機(jī)軟件配合完成。