專利名稱：一種差壓式天然氣流量轉(zhuǎn)換核查比對裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及天然氣流量計量裝置，特別涉及一種差壓式天然氣流量轉(zhuǎn)換核查 比對裝置。
背景技術(shù)：
有較的高經(jīng)濟(jì)價值的天然氣能源介質(zhì)的輸送與使用，對其計量的準(zhǔn)確度與計量失 誤的監(jiān)督具有相當(dāng)實現(xiàn)意義。為此，計量工作者遵循對現(xiàn)場計量核查比對的思路，設(shè)計了一 些核查比對裝置，同時國家標(biāo)準(zhǔn)“GB/T 18603天然氣計量系統(tǒng)技術(shù)要求”也提出了“核查流 量計”的概念。在技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)今，任何天然氣流量計量裝置(或流量計)按計量功能結(jié)構(gòu)，都可 劃分為兩部分流量傳感器(在差壓式流量計量中被稱為節(jié)流裝置)和流量轉(zhuǎn)換裝置，流量 轉(zhuǎn)換裝置由差壓、壓力、溫度各個變送器或傳感器與流量計算機(jī)組成。流量計量的核查比對 即是針對所述計量功能的全部或其中某一部分進(jìn)行核查比對的，實施方式可有如圖1-3三 種形式。差壓式流量計量裝置，以標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計量裝置在我國天然氣流量計量的多種計 量方式中使用最多，其流量傳感器為標(biāo)準(zhǔn)孔板節(jié)流裝置。這種流量計量裝置使用圖1所示 結(jié)構(gòu)對包括流量傳感器在內(nèi)的全部計量功能的核查比對時，必須將核查比對裝置中的流量 傳感器的安裝，嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)要求的工作條件或校準(zhǔn)、檢定工作條件與被核查比對計量流量 傳感器串聯(lián)連接，這在實踐中是相當(dāng)困難，幾乎是計量工作者可望而不可及的。困此，目前 一般大量使用或者報道如圖2-3所示的兩種核查比對的結(jié)構(gòu)，甚至有時僅僅只有對流量計 算機(jī)的核查比對軟件出現(xiàn)在實際應(yīng)用中。另外，中國專利公開號為CN101246035A，
公開日2008年8月20日，名稱為“便攜 式天然氣流量計量核查系統(tǒng)”的專利申請公開了一種核查比對裝置，從該申請案公布的發(fā) 明內(nèi)容與實施方式看，當(dāng)實施于差壓式天然氣流量計量裝置的核查比對時，其實質(zhì)仍然僅 為圖3形式；該申請案公布的所述系統(tǒng)(流量)計算不確定度<0.1%;該申請案的不足在 于沒有建立對計量有重要影響，尤其是易于出現(xiàn)計量失真與計量失誤(因故障或人為因 素產(chǎn)生)的差壓、壓力與溫度變送器計量環(huán)節(jié)的檢查比對；同時，當(dāng)前大部分包括流量計算 機(jī)的天然氣計量裝置(系統(tǒng))，其流量計算均能達(dá)到與標(biāo)準(zhǔn)符合程度為萬分之幾的誤差。因 此上述申請案僅能實施于對部分計量失誤進(jìn)行核查比對場合。優(yōu)于所述專利申請的差壓式天然氣流量計量核查比對應(yīng)是如圖2所示的納入差 壓、壓力及溫度變送器計量環(huán)節(jié)在所建核查比對裝置的核查比對方式，以增加對計量準(zhǔn)確 度的核查比對。計量專業(yè)人員都知道流量計量準(zhǔn)確度是在一定流量量程范圍內(nèi)衡量的，例 如，我國天然氣標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計量標(biāo)準(zhǔn)推薦的A、B、C計量等級的天然氣流量計量系統(tǒng)的流 量量程是在1 3 1 4范圍。因此，圖2的進(jìn)一步改進(jìn)技術(shù)方案是實行“分段計量”即 至少將代表流量的差壓監(jiān)測分別使用2個以上不同測量范圍的差壓變送器，對不同流量范 圍進(jìn)行分段檢測，使其在相同計量準(zhǔn)確度情況下，流量測量范圍得以擴(kuò)大，從而可提高計量核查比對能力，使核查比對更具有實用性與適應(yīng)性。但是，這種技術(shù)方案必須使用通用型儀 表組合，其結(jié)構(gòu)龐大，還存在遷移困難、操控很不方便等問題，因此，該技術(shù)方案只是提出過 設(shè)想，并未應(yīng)用于核查比對實踐中。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于克服上述技術(shù)不足，提供一種差壓式天然氣流量轉(zhuǎn)換核查 比對裝置，該流量核查比對裝置具有較寬的流量測量范圍與較高的低端測量準(zhǔn)確度，能更 大程度上對被監(jiān)督核查計量裝置的準(zhǔn)確度與計量失誤進(jìn)行核查比對，還具有微功耗特征、 能依靠電池供電的流量核查儀作為現(xiàn)場工作儀表，可以在線組成分布式系統(tǒng)進(jìn)行實時核查 比對，也可點對點記錄欲核查比對計量點歷史運行參數(shù)，進(jìn)行離線比對，使用靈活方便；所 述流量轉(zhuǎn)換核查比對裝置可應(yīng)用于天然氣、化工、電力等行業(yè)采用差壓式流量計量的各種 氣體、液體的流量轉(zhuǎn)換核查比對。為了達(dá)到上述目的，本實用新型所采用的技術(shù)方案如下一種差壓式天然氣流量轉(zhuǎn)換核查比對裝置，包括均與被核查比對計量點連接的流 量傳感器、流量轉(zhuǎn)換裝置、流量核查儀，流量轉(zhuǎn)換裝置由差壓、壓力、溫度變送器或傳感器與 子流量計算單元組成，其特征在于還設(shè)置有與計量點連接的用于引導(dǎo)流量信號的無引壓 管取壓裝置和用于流量計算后比對的上位流量計算單元，所述無引壓管取壓裝置與被核查 比對計量點上的流量傳感器連接，無引壓管取壓裝置還與流量核查儀的取壓口之間信號連 接，所述上位流量計算單元與流量核查儀、流量裝換裝置均連接；所述無引壓管取壓裝置包括閥組與快換接頭，快換接頭采用正反螺母連接，閥組 與流量傳感器的輸出口螺紋連接，同時設(shè)置有0型橡膠圈密封；所述閥組由五個球閥組成， 其中三個球閥依次連接在一個管道上，另兩個球閥分別連接在不同的管道并均與三個球閥 的管道垂直組合，分別在不同的開關(guān)組態(tài)下實現(xiàn)流量傳感器與流量核查儀的引壓連接、流 量核查儀的在線校準(zhǔn)(或檢定)與維修時的氣路切換或阻斷、系統(tǒng)運行過程中可能需要的 排污操作等。所述流量核查儀還設(shè)置有用于流量信號處理的總流量計算單元。流量核查儀采集 流量的差壓、壓力以及(來自流量傳感器下游側(cè)的)溫度等物理信號，對差壓、壓力進(jìn)行量 值識別、量程自適應(yīng)調(diào)節(jié)、采集并將其進(jìn)行電量及數(shù)字轉(zhuǎn)換，再實時計算出符合我國標(biāo)準(zhǔn)要 求的流量量值；然后儲存、就地顯示與(或)上傳每瞬時的流量工況參數(shù)。所述流量核查儀可設(shè)置一臺或者多臺。所述流量核查儀采用差壓式量程自適應(yīng)流量轉(zhuǎn)換器，這種新型差壓式量程自適應(yīng) 流量轉(zhuǎn)換器產(chǎn)品是由差壓傳感器、壓力傳感器與信號調(diào)理及其處理電路以及流量計算系統(tǒng) 組成的一體化智能儀表，經(jīng)差壓、壓力檢測、量值識別、量程適應(yīng)、并同時讀取安裝在流量傳 感器下游側(cè)的溫度傳感器輸入的溫度量值進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換；由所述流量轉(zhuǎn)換儀內(nèi)的現(xiàn)場流 量計算系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)整理、濾除干擾、按我國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行流量計算、實時獲得并存儲流 量工況參數(shù)、進(jìn)行工況參數(shù)的就地顯示、(或)數(shù)據(jù)的傳輸；所述流量核查儀將代表流量 的差壓信號從低到高分為4個量程段(同時還將壓力信號分為兩個量程段)進(jìn)行量值識 別、量程自適應(yīng)調(diào)節(jié)，讓其工作在合理的測量量程段上；所述流量核查儀低端測量準(zhǔn)確度達(dá) 0.05%、流量測量范圍達(dá)1 10 1 12，優(yōu)于于當(dāng)前絕大數(shù)現(xiàn)場使用的同類計量儀表計
4量指標(biāo)；所述流量核查儀是微功耗現(xiàn)場儀表，依靠內(nèi)裝電池供電，可獨立工作在實現(xiàn)；所述 流量核查儀有標(biāo)準(zhǔn)通訊接口，能按設(shè)定要求向上位流量計算單元傳輸數(shù)據(jù)。所述上位流量計算單元連接流量裝換裝置的子流量計算單元。上位流量計算單元與流量裝換裝置的子流量計算單元、流量核查儀連接，因此可 在線組成分布式實時核查比對系統(tǒng)，所述流量核查儀可離線在操作室將核查記錄的數(shù)據(jù)與 被核查計量裝置的子流量計算單元內(nèi)記錄的對應(yīng)計量點的同時段數(shù)據(jù)進(jìn)行計量核查比對。所述上位流量計算單元由臺式工控計算系統(tǒng)或移動式筆記本電腦及通訊接口組 成，安放于操作室，工作時與被核查量系統(tǒng)的子計算單元、現(xiàn)場的單臺或多臺流量核查儀連 接，組成一個分布式結(jié)構(gòu)的在線實時核查比對系統(tǒng)；也可在操作室內(nèi)將流量核查儀拆離現(xiàn) 場與被核查比對計量裝置對應(yīng)計量點上的同時段被歷史記錄進(jìn)行比對、報告核查結(jié)果；在 線實時核查比對時，上位流量計算單元同步讀取被核查計量裝置與對計量點的流量核查儀 流量工況參數(shù)；當(dāng)被核查計量裝置執(zhí)行其他流量計量標(biāo)準(zhǔn)時，上位流量計算單元按指定標(biāo) 準(zhǔn)使用基本工況參數(shù)進(jìn)行流量計算后進(jìn)行比對。綜上所述，本實用新型的有益效果如下本實用新型具有較寬的流量測量范圍與較高的低端測量準(zhǔn)確度，能更大程度上對 被監(jiān)督核查計量裝置的準(zhǔn)確度與計量失誤進(jìn)行核查比對；具有微功耗特征、能依靠電池供 電的流量核查儀作為現(xiàn)場工作儀表，可以在線組成分布式系統(tǒng)進(jìn)行實時核查比對，也可點 對點記錄欲核查比對計量點歷史運行參數(shù)，進(jìn)行離線比對，使用靈活方便；所述流量轉(zhuǎn)換核 查比對裝置可應(yīng)用于天然氣、化工、電力等行業(yè)；具體優(yōu)點如下1、無引壓管的取壓結(jié)構(gòu)，能最大程度降低流量信號的失真，提高計量核查的真實 可信度；2、差壓低端的測量誤差可達(dá)0. 05%，其流量測量范圍在滿足天然氣流量計量貿(mào)易 結(jié)算要求的B級計量裝置要求下可達(dá)1 10 1 12，這種寬范圍的流量測量足以滿足當(dāng) 前絕大多數(shù)計量現(xiàn)場核查比對之用，從而使所述裝置的計量準(zhǔn)確度及計量失誤的核查比對 具有很好實用性與適應(yīng)性；3、量程的自適應(yīng)技術(shù)使核查比對控制得以簡化，還為天然氣標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計量 “定值孔板”的技術(shù)的推廣使用提供了技術(shù)支撐；4、電池支持的所述流量核查儀，可獨立地長期現(xiàn)場工作，支持了本實用新型核查 比對的靈活組態(tài)應(yīng)用；5、在流量計算上加以適應(yīng)，即可用于天然氣以外的其他氣體、液體的差壓式流量 計量裝置或流量計的核查比對。

圖1是傳統(tǒng)的流量轉(zhuǎn)換核查比對結(jié)構(gòu)的工作原理圖圖2是傳統(tǒng)的流量轉(zhuǎn)換核查比對結(jié)構(gòu)的工作原理圖圖3是傳統(tǒng)的流量轉(zhuǎn)換核查比對結(jié)構(gòu)的工作原理圖圖4是本實用所述新型差壓式天然氣流量轉(zhuǎn)換核查比對工作原理框圖圖5是本實用新型無引壓管的取壓裝置的原理圖圖6是本實用新型流量核查儀的工作原理圖[0030]圖7是本實用新型上位流量計算單元的工作流程圖其中，附圖標(biāo)記為1流量傳感器，2流量轉(zhuǎn)換裝置，3差壓、壓力、溫度變送器或傳 感器，4子流量計算單元，5流量核查儀，6總流量計算單元，7無引壓管取壓裝置，8上位流量 計算單元，9快換接頭，10-14球閥。
具體實施方式
如圖4所示，一種差壓式天然氣流量轉(zhuǎn)換核查比對裝置，包括均與被核查比對計 量點連接的流量傳感器1、流量轉(zhuǎn)換裝置2、流量核查儀5，流量轉(zhuǎn)換裝置2由差壓、壓力、溫 度變送器或傳感器3與子流量計算單元4組成，還設(shè)置有與計量點連接的用于引導(dǎo)流量信 號的無引壓管取壓裝置7和用于流量計算后比對的上位流量計算單元8，所述無引壓管取 壓裝置7與被核查比對計量點上的流量傳感器1連接，無引壓管取壓裝置7還與流量核查 儀5的取壓口之間信號連接，所述上位流量計算單元8與流量核查儀5、流量裝換裝置均連 接；如圖5所示，所述無引壓管取壓裝置7包括閥組與快換接頭9，快換接頭9采用正 反螺母連接，閥組與流量傳感器1的輸出口螺紋連接，同時設(shè)置有0型橡膠圈密封；所述閥 組由五個球閥10-14組成，其中三個球閥10、11、12依次連接在一個管道上，另兩個球閥13、 14分別連接在不同的管道并均與三個球閥10、11、12的管道垂直組合，分別在不同的開關(guān) 組態(tài)下實現(xiàn)流量傳感器1與流量核查儀5的引壓連接、流量核查儀5的在線校準(zhǔn)(或檢定) 與維修時的氣路切換或阻斷、系統(tǒng)運行過程中可能需要的排污操作等。所述無引壓管取壓裝置7的閥組工作組態(tài)是當(dāng)打開閥10、11、關(guān)閉閥12 14時， 為取壓結(jié)構(gòu)的引壓工作組態(tài)；當(dāng)打開閥10、11、12，關(guān)閉閥13、14時為流量核查儀5帶壓零 位校準(zhǔn)或檢測；當(dāng)打開閥12、13、14，關(guān)閉閥10、11為流量核查儀5校準(zhǔn)或檢測；當(dāng)打開閥 10、11，關(guān)閉閥12，再逐漸打開閥13、14時即可對系統(tǒng)進(jìn)行排污；當(dāng)關(guān)閉閥13、14，并在關(guān)閉 閥10、11后，再關(guān)閉閥12為流量核查儀5試漏；當(dāng)僅關(guān)閉閥10、11時，可對流量核查儀5進(jìn) 行檢修。如圖6所示，所述流量核查儀5還設(shè)置有用于流量信號處理的總流量計算單元6。 流量核查儀5采集流量的差壓、壓力以及(來自流量傳感器1下游側(cè)的)溫度等物理信號， 對差壓、壓力進(jìn)行量值識別、量程自適應(yīng)調(diào)節(jié)、采集并將其進(jìn)行電量及數(shù)字轉(zhuǎn)換，再實時計 算出符合我國標(biāo)準(zhǔn)要求的流量量值；然后儲存、就地顯示與(或)上傳每瞬時的流量工況參 數(shù)。流量核查儀5可設(shè)置一臺或者多臺；流量核查儀5采用差壓式量程自適應(yīng)流量轉(zhuǎn) 換器，這種新型差壓式量程自適應(yīng)流量轉(zhuǎn)換器產(chǎn)品是由差壓傳感器、壓力傳感器與信號調(diào) 理及其處理電路以及流量計算系統(tǒng)組成的一體化智能儀表。工作時，流量核查儀5檢測所述取壓結(jié)構(gòu)引入的差壓、壓力信號，對信號進(jìn)行量值 識別、判別所測差壓、壓力值應(yīng)對應(yīng)的量程范圍，然后進(jìn)行內(nèi)部測量量程能力調(diào)節(jié)，以使被 測量值能在合理測量范圍內(nèi)被測量采集，以保證測量準(zhǔn)確度，并同時讀取安裝在流量傳感 器1下游側(cè)的溫度傳感器輸入的溫度量值進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換；由所述流量轉(zhuǎn)換儀內(nèi)的現(xiàn)場流 量計算系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)整理、濾除干擾、按我國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行流量計算、實時獲得并存儲流量 工況參數(shù)、進(jìn)行工況參數(shù)的就地顯示、(或)數(shù)據(jù)的傳輸；所述流量核查儀5將代表流量的差壓信號從低到高分為4個量程段(同時還將壓力信號分為兩個量程段)進(jìn)行量值識別、 量程自適應(yīng)調(diào)節(jié)，讓其工作在合理的測量量程段上；所述流量核查儀5低端測量準(zhǔn)確度達(dá) 0.05%、流量測量范圍達(dá)1 10 1 12，優(yōu)于于當(dāng)前絕大數(shù)現(xiàn)場使用的同類計量儀表計 量指標(biāo)；所述流量核查儀5是微功耗現(xiàn)場儀表，依靠內(nèi)裝電池供電，可獨立工作在實現(xiàn)；所 述流量核查儀5有標(biāo)準(zhǔn)通訊接口，能按設(shè)定要求向上位流量計算單元8傳輸數(shù)據(jù)。所述上位流量計算單元8連接流量裝換裝置的子流量計算單元4。因為上位流量計算單元8與流量裝換裝置的子流量計算單元4、流量核查儀5連 接，因此可在線組成分布式實時核查比對系統(tǒng)，所述流量核查儀5可離線在操作室將核查 記錄的數(shù)據(jù)與被核查計量裝置的子流量計算單元4內(nèi)記錄的對應(yīng)計量點的同時段數(shù)據(jù)進(jìn) 行計量核查比對。如圖7所示為上位流量計算單元8的工作流程，上位流量計算單元8由臺式工控 計算系統(tǒng)或移動式筆記本電腦及通訊接口組成，安放于操作室，工作時與被核查量系統(tǒng)的 子流量計算單元4、現(xiàn)場的單臺或多臺流量核查儀5連接，組成一個分布式結(jié)構(gòu)的在線實時 核查比對系統(tǒng)；也可在操作室內(nèi)將流量核查儀5拆離現(xiàn)場與被核查比對計量裝置對應(yīng)計量 點上的同時段被歷史記錄進(jìn)行比對、報告核查結(jié)果；在線實時核查比對時，上位流量計算單 元8同步讀取被核查計量裝置與對計量點的流量核查儀5流量工況參數(shù)；當(dāng)被核查計量裝 置執(zhí)行其他流量計量標(biāo)準(zhǔn)時，上位流量計算單元8按指定標(biāo)準(zhǔn)使用基本工況參數(shù)進(jìn)行流量 計算后進(jìn)行比對。本實用新型針對差壓式天然氣流量計量的流量轉(zhuǎn)換進(jìn)行核查比對，如若對流量算 法進(jìn)行適應(yīng)性改動后即能適用于天然氣以外的如蒸氣、空氣、氧、水、液氨等其他氣體、液體 的差壓式流量計量的流量轉(zhuǎn)換進(jìn)行核查比對，可廣泛應(yīng)用于石油、天然氣、化工、電力及其 他行業(yè)。
權(quán)利要求1.一種差壓式天然氣流量轉(zhuǎn)換核查比對裝置，包括均與被核查比對計量點連接的流量 傳感器(1)、流量轉(zhuǎn)換裝置O)、流量核查儀(5)，流量轉(zhuǎn)換裝置O)由差壓、壓力、溫度變送 器或傳感器( 與子流量計算單元(4)組成，其特征在于還設(shè)置有與計量點連接的用于引 導(dǎo)流量信號的無引壓管取壓裝置(7)和用于流量計算后比對的上位流量計算單元(8)，所 述無引壓管取壓裝置(7)與被核查比對計量點上的流量傳感器(1)連接，無引壓管取壓裝 置(7)還與流量核查儀(5)的取壓口之間信號連接，所述上位流量計算單元(8)與流量核 查儀(5)、流量裝換裝置均連接；所述無引壓管取壓裝置(7)包括閥組與快換接頭(9)，快換接頭(9)采用正反螺母連 接，閥組與流量傳感器(1)的輸出口螺紋連接，同時設(shè)置有0型橡膠圈密封；所述閥組由五 個球閥組成，其中三個球閥依次連接在一個管道上，另兩個球閥分別連接在不同的管道上 并均與三個球閥的管道垂直組合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種差壓式天然氣流量轉(zhuǎn)換核查比對裝置，其特征在于所述 流量核查儀( 還設(shè)置有用于流量信號處理的總流量計算單元(6)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種差壓式天然氣流量轉(zhuǎn)換核查比對裝置，其特征在于所述 流量核查儀( 設(shè)置一臺或多臺。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述一種差壓式天然氣流量轉(zhuǎn)換核查比對裝置，其特征在于 所述流量核查儀( 采用差壓式量程自適應(yīng)流量轉(zhuǎn)換器，差壓式量程自適應(yīng)流量轉(zhuǎn)換器產(chǎn) 品由差壓傳感器、壓力傳感器與信號調(diào)理及其處理電路以及流量計算系統(tǒng)組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種差壓式天然氣流量轉(zhuǎn)換核查比對裝置，其特征在于所述 上位流量計算單元(8)連接流量裝換裝置O)的子流量計算單元(4)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述一種差壓式天然氣流量轉(zhuǎn)換核查比對裝置，其特征在于上位 流量計算單元(8)與流量裝換裝置O)的子流量計算單元G)、流量核查儀( 連接，組成 分布式實時核查比對系統(tǒng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述一種差壓式天然氣流量轉(zhuǎn)換核查比對裝置，其特征在于 所述上位流量計算單元(8)由臺式工控計算系統(tǒng)或移動式筆記本電腦及通訊接口組成。
專利摘要本實用新型公開了一種差壓式天然氣流量轉(zhuǎn)換核查比對裝置，包括流量傳感器、流量轉(zhuǎn)換裝置、流量核查儀，流量轉(zhuǎn)換裝置由多個變送器或傳感器與子流量計算單元組成，還設(shè)置無引壓管取壓裝置和用上位流量計算單元，無引壓管取壓裝置與被核查比對計量點上的流量傳感器連接，還與流量核查儀的取壓口之間信號連接，上位流量計算單元與流量核查儀、流量裝換裝置均連接；本實用新型具有較寬的流量測量范圍與較高的低端測量準(zhǔn)確度，能更大程度上對被監(jiān)督核查計量裝置的準(zhǔn)確度與計量失誤進(jìn)行核查比對；可在線組成分布式系統(tǒng)進(jìn)行實時核查比對，也可點對點記錄欲核查比對計量點歷史運行參數(shù)，進(jìn)行離線比對，使用靈活方便，適用于天然氣、化工、電力等行業(yè)。
文檔編號G01F25/00GK201859001SQ20102052680
公開日2011年6月8日 申請日期2010年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月13日
發(fā)明者葉美香, 呂寒英, 周勛, 孫鴻, 張仕強(qiáng), 楊興飛, 王東, 蔡英華 申請人:中國石油化工股份有限公司西南油氣分公司, 宜賓機(jī)電一體化研究所