一種檢測高壓氣體充裝質量流量的標準裝置製造方法

2023-05-28 22:11:46

一種檢測高壓氣體充裝質量流量的標準裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種檢測高壓氣體充裝質量流量的標準裝置，包括若干個高壓氣體瓶組、電子天平和升降裝置，所有高壓氣體瓶組通過氣管並聯在一起，升降裝置用於將高壓氣體瓶組整體升降，氣管上還設有氣瓶閥門；其中升降裝置包括裝載車、設於裝載車底部的若干個液壓油缸、可調液壓油量的針閥、一個三通方向控制閥和油泵。該標準裝置通過電子天平對高壓氣體瓶組的稱量質量差與被測對象示值對比來判斷被測對象是否滿足標準要求，其流量範圍更寬，計量準確度更高，測量重複性更好；該標準裝置可以分別連接CNG加氣機、CNG加氣機檢定裝置、高壓氣體流量計來進行計量檢測。
【專利說明】一種檢測高壓氣體充裝質量流量的標準裝置

【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種高壓氣體流量計量領域，特別涉及一種檢測高壓氣體充裝質 量流量的標準裝置。

【背景技術】
[0002] 按照國家《計量法》的規定，對於涉及貿易結算和安全防護的高壓氣體流量計量儀 表/裝置應依法納入強制管理範圍，必須進行首次強制檢定和周期檢定，以判斷其是否滿 足國標要求的計量標準，以便保障高壓氣體流量計量儀表的計量準確、可靠。但是，目前高 壓氣體流量計量檢測方面存在如下問題：
[0003] 1.高壓氣體流量計量儀器儀表的計量檢測缺少技術裝備
[0004] 目前，各種類型的高壓氣體流量計量儀器儀表已經在天然氣開發、生產、輸送、儲 存、流轉、分配、交接、監測、結算等環節中得到廣泛應用，其數量相當龐大。然而，由於缺少 必需的高壓氣體流量計量標準裝置技術手段，對高壓氣體質量流量計等涉及貿易結算和安 全防護的高壓氣體流量計量儀表的檢定、校準大多數採用水代替高壓氣體配合標準表法來 檢驗標準。實驗表明，由於檢定和使用條件不同，特別是所使用的介質不同，水和氣體對流 量計誤差的影響是不一樣的。例如，用水實流標定高壓質量流量計誤差為0.2%，用於氣體 介質標定時，其誤差可能就超過0.5%，因此對高壓質量流量計採用壓縮空氣比採用水進行 標定更符合實際工作條件。
[0005] 2.壓縮天然氣（CompressedNatural Gas,簡稱CNG)加氣機的計量檢測缺少技術 裝備
[0006] 作為清潔能源的壓縮天然氣已經廣泛用作汽車燃料，但是壓縮天然氣加氣站的建 設仍然滯後於天然氣汽車的發展，尤其是壓縮天然氣加氣機的計量檢測嚴重滯後於天然氣 汽車的發展。
[0007] 因此，建立高壓氣體流量計量檢定裝置及CNG加氣機檢驗標準裝置，可以說是目 前高壓氣體流量計量工作的當務之急，不僅可以滿足目前國內對高壓氣體流量計量檢定的 需要，為清潔能源的準確計量提供可靠的檢測裝置，而且也為國際間天然氣貿易結算的公 平公正計量提供了有力的檢測手段，同時也為水、氣對高壓流量計、CNG加氣機誤差的影響 提供可靠的研宄手段。 實用新型內容
[0008] 本實用新型的目的在於克服現有技術中所存在的高壓氣體流量計量儀器儀表的 計量檢測和壓縮天然氣加氣機的計量檢測採用傳統的水檢測方法所導致的計量誤差較大， 同時又缺乏相關的其他檢測技術裝備的上述不足，提供一種檢測高壓氣體充裝質量流量的 標準裝置。
[0009] 為了實現上述實用新型目的，本實用新型提供了以下技術方案：
[0010] 一種檢測高壓氣體充裝質量流量的標準裝置，包括若干個高壓氣體瓶組、電子天 平和升降裝置，所有所述高壓氣體瓶組通過氣管並聯在一起，所述升降裝置用於將所述高 壓氣體瓶組整體升降，所述氣管上還設有氣瓶閥門。
[0011] 本實用新型所述的標準裝置，採用高壓氣體作為流量檢測介質，通過一組若干個 高壓氣體瓶組充裝高壓氣體，通過升降裝置的提升或下降將高壓氣體瓶組來置放在電子天 平上，電子天平再稱量其高壓氣體充裝前後的質量差，來對所檢測對象（如本實用新型中 的CNG加氣機、高壓氣體流量計、CNG加氣機檢定裝置）的測量值進行對比，測定其誤差值 是否滿足標準；該方法克服了利用原有標準表法加氣機現場檢定裝置的不確定度難以提 高的缺點，滿足了當前高壓氣體流量儀表、設備檢定業務的發展要求，其技術水平與國內同 類標準裝置相比，流量範圍更寬，計量準確度更高，測量重複性更好，其擴展不確定度達到 0. 05%，可罪性尚。
[0012] 優選地，所述升降裝置包括可置放所述高壓氣體瓶組的帶有輪子的裝載車，所述 裝載車底部設有若干個液壓油缸，每個所述液壓油缸的軟管上設有可調液壓油量的針閥， 所有所述液壓油缸的軟管連接一個三通方向控制閥和油泵。
[0013] 升降裝置包括有裝載車，將高壓氣體瓶組置於裝載車上，移動方便；所有的液壓油 缸的軟管連接三通方向控制閥，在單作用系統中可以控制液壓油的方向，採用液壓油缸的 升降裝置升降穩定、可靠性高。
[0014] 優選地，所述裝載車上的高壓氣體瓶組為六個，分為兩層、每層三個固定在所述裝 載車上，每個所述高壓氣體瓶選用的最高工作壓力為25MPa。
[0015] 該高壓氣體瓶組採用6個高壓氣瓶，並聯連接在一個主管路上並固定在裝載車 上，主管路上及每個氣瓶進口處均安裝有檢測用壓力表以及開關用氣瓶閥門。根據被檢測 對象的流量範圍，可選用一個或多個高壓氣瓶。
[0016] 優選地，所述電子天平選用的稱量範圍為0-600kg，讀數分度值為lg。
[0017] 優選地，所述高壓氣體瓶組內所使用的高壓氣體為壓縮空氣，壓縮空氣成本較低。
[0018] 利用上述標準裝置可以對CNG加氣機氣體流量的進行檢測，其中CNG加氣機包括 加氣機本體、進氣閥、流量計、壓力表、電磁閥和加氣槍閥，並且使用如上所述的一種檢測高 壓氣體充裝質量流量的標準裝置，採用以下步驟進行檢測：
[0019] 步驟一、將所述標準裝置連接被檢CNG加氣機的加氣槍閥，所述進氣閥連接高壓 氣源；
[0020] 步驟二、將所述標準裝置中的電子天平示值回零，將所述CNG加氣機的示值回零；
[0021] 步驟三、啟動所述升降裝置，將所述高壓氣體瓶組置於所述電子天平上，得到所述 高壓氣體瓶組充裝前的質量初始值；
[0022] 步驟四、打開CNG加氣機的進氣閥、加氣槍閥，打開所述高壓氣體瓶組的氣瓶閥 門，高壓氣源對高壓氣體瓶組進行充裝；
[0023] 步驟五、所述高壓氣體瓶組充裝完畢後，電子天平對所述高壓氣體瓶組稱量，得到 充裝結束後的質量充裝值，從而得到所述高壓氣體瓶組質量差值，同時得到所述CNG加氣 機的流量示值，其中充裝完畢可以通過是否達到高壓氣體瓶組的最大允許壓力來判斷；
[0024] 步驟六、通過對比電子天平質量差值與所述CNG加氣機的流量示值相比較，通過 二者值的誤差判斷所述CNG加氣機是否滿足實際計量標準。
[0025] 本實用新型所述的CNG加氣機（compressed natural gas dispenser，即壓縮天然 氣加氣機），是指用於向儲氣容器充裝（或卸出）壓縮天然氣，並帶有計量和計價等裝置的 專用設備（簡稱CNG加氣機）。其中最大流量不大於30kg/min的加氣機，稱為小流量加氣 機；最大流量大於30kg/min，且不大於70kg/min的加氣機，稱為中流量加氣機；最大流量大 於70kg/min的加氣機，稱為大流量加氣機；上述的中流量加氣機、大流量加氣機，也稱為加 氣柱或卸氣柱。
[0026] 通過上述的一種檢測高壓氣體充裝質量流量的標準裝置來對CNG加氣機進行檢 測，高壓氣源對CNG加氣機充氣前後，CNG加氣機自帶的計量示值的前後差值，以及電子天 平前後計量示值的差值，對比二者差值之間的誤差，即能對CNG加氣機流量進行計量檢測， 該檢測的誤差可以經過多次的充裝高壓氣體差值來得到平均值；由於電子天平的計量方法 相對傳統利用水檢測方法，其精度更高、準確度誤差較小，能夠更真實的反應CNG加氣機的 計量性能，該方法操作簡單、穩定可靠、成本較低。
[0027] 利用上述標準裝置可以對CNG加氣機檢定裝置流量進行檢測，其中CNG加氣機檢 定裝置包括檢定裝置本體、入口閥、質量流量計、壓力計、顯示器和出口閥，使用如上述所述 的一種檢測高壓氣體充裝質量流量的標準裝置，採用以下步驟進行檢測：
[0028] 步驟一、將所述標準裝置連接被檢所述CNG加氣機檢定裝置的出口閥，所述入口 閥連接高壓氣源；
[0029] 步驟二、將所述標準裝置中的電子天平示值回零，將所述顯示器的示值回零；
[0030] 步驟三、啟動所述升降裝置，將所述高壓氣體瓶組置於所述電子天平上，得到所述 高壓氣體瓶組充裝前的質量初始值；
[0031] 步驟四、打開CNG加氣機檢定裝置的入口閥、出口閥，打開所述高壓氣體瓶組的氣 瓶閥門，高壓氣源對高壓氣體瓶組進行充裝；
[0032] 步驟五、所述高壓氣體瓶組充裝完畢後，電子天平對所述高壓氣體瓶組稱量，得到 充裝結束後的質量充裝值，從而得到所述高壓氣體瓶組質量差值，同時得到所述CNG加氣 機檢定裝置的流量示值；
[0033] 步驟六、通過對比電子天平質量差值與所述CNG加氣機檢定裝置的流量示值相比 較，通過二者值的誤差判斷所述CNG加氣機檢定裝置是否滿足實際計量標準。
[0034] CNG加氣機檢定裝置（全稱verification facility by master meter method of compressed natural gas dispenser)，其採用標準表法原理，對壓縮天然氣加氣機進行檢 定或校準的計量標準裝置，該標準表一般採用科裡奧利質量流量計。對該CNG加氣機檢定 裝置的計量標準檢測，有利於篩選計量精度更高CNG加氣機檢定裝置對CNG加氣機進行計 量。
[0035] 利用上述標準裝置可以對高壓氣體流量計流量進行檢測，其中高壓氣體流量計包 括流量計本體、入口閥、質量流量計、壓力計、顯示器和出口閥，使用如上述所述的一種檢測 高壓氣體充裝質量流量的標準裝置，採用以下步驟進行檢測：
[0036] 步驟一、將所述標準裝置連接被檢所述高壓氣體流量計的出口閥，所述入口閥連 接高壓氣源；
[0037] 步驟二、將所述標準裝置中的電子天平示值回零，將所述顯示器的示值回零；
[0038] 步驟三、啟動所述升降裝置，將所述高壓氣體瓶組置於所述電子天平上，得到所述 高壓氣體瓶組充裝前的質量初始值；
[0039] 步驟四、打開高壓氣體流量計的入口閥、出口閥，打開所述高壓氣體瓶組的氣瓶閥 門，高壓氣源對高壓氣體瓶組進行充裝；
[0040] 步驟五、所述高壓氣體瓶組充裝完畢後，電子天平對所述高壓氣體瓶組稱量，得 到充裝結束後的質量充裝值，從而得到所述高壓氣體瓶組質量差值，同時得到所述高壓氣 體流量計的流量示值；
[0041] 步驟六、通過對比電子天平質量差值與所述高壓氣體流量計的流量示值相比較， 通過二者值的誤差判斷所述高壓氣體流量計是否滿足實際計量標準。
[0042] 高壓氣體流量計是用來計量高壓氣源中的高壓氣體流過高壓氣體流量計時的流 量，高壓氣體流量計的計量準確與否直接關係著高壓氣體實際的流量誤差，通過一種檢測 高壓氣體充裝質量流量的標準裝置對該高壓氣體流量計進行檢定，可以判斷高壓氣體流量 計的計量準確度，方法操作簡單、可靠性高。
[0043] 與現有技術相比，本實用新型的有益效果：
[0044] 1、本實用新型所述一種檢測高壓氣體充裝質量流量的標準裝置，採用高壓氣體作 為流量檢測介質，通過一組若干個高壓氣體瓶組充裝高壓氣體，通過升降裝置的提升或下 降將高壓氣體瓶組來置放在電子天平上，電子天平再稱量其高壓氣體充裝前後的質量差， 來對所檢測對象（如本實用新型中的CNG加氣機、高壓氣體流量計、CNG加氣機檢定裝置） 的測量值進行對比，測定其誤差值是否滿足標準；該方法克服了利用原有標準表法加氣機 現場檢定裝置的不確定度難以提高的缺點，滿足了當前高壓氣體流量儀表、設備檢定業務 的發展要求，可靠性高；滿足了當前及今後相當一段時間內高壓氣體流量儀表、設備檢定業 務的發展要求，其技術水平與國內同類標準裝置相比，其流量範圍更寬，計量準確度更高， 測量重複性更好，其擴展不確定度達到〇. 05%，主要技術指標處於目前國內領先水平；
[0045] 2、本實用新型所述升降裝置包括有裝載車，將高壓氣體瓶組置於裝載車上，移動 方便；所有的液壓油缸的軟管連接三通方向控制閥，在單作用系統中可以控制液壓油的方 向，採用液壓油缸的升降裝置升降穩定、可靠性高；
[0046] 3、一種檢測高壓氣體充裝質量流量的標準裝置可以分別連接CNG加氣機、CNG加 氣機檢定裝置、高壓氣體流量計來對CNG加氣機、CNG加氣機檢定裝置、高壓氣體流量計進 行計量檢測，精度較高，操作簡單、穩定可靠，而且還可以同時連接CNG加氣機、CNG加氣機 檢定裝置、高壓氣體流量計來同步檢測，效率更高。

【專利附圖】

【附圖說明】：
[0047]圖1為本實用新型所述一種檢測高壓氣體充裝質量流量的標準裝置的工作示意 圖；
[0048] 圖2為本實用新型所述升降裝置的連接結構示意圖；
[0049] 圖3為本實用新型所述高壓氣體瓶組的結構主視圖；
[0050] 圖4為圖3的俯視圖；
[0051] 圖5為一種檢測高壓氣體充裝質量流量的標準裝置對CNG加氣機檢測時的管線系 統連接示意圖；
[0052] 圖6為一種檢測高壓氣體充裝質量流量的標準裝置對CNG加氣機檢定裝置檢測時 的管線系統連接示意圖；
[0053]圖7為一種檢測高壓氣體充裝質量流量的標準裝置對高壓氣體流量計檢測時的 管線系統連接示意圖；
[0054] 圖8為一種檢測高壓氣體充裝質量流量的標準裝置同時對CNG加氣機、CNG加氣 機檢定裝置、高壓氣體流量計檢測時的管線系統連接示意圖。
[0055] 圖中標記：
[0056] 1、標準裝置，11、高壓氣體瓶組，12、電子天平，13、氣瓶閥門，14、精密壓力計，15、 流量指示儀，16、升降裝置，161、裝載車，162、液壓油缸，163、安全鎖定閥，164、軟管，165、針 閥，166、油路塊，167、壓力表，168、三通方向控制閥，169、油泵，2、CNG加氣機，21、進氣閥， 22、流量計，23、加氣槍閥，24、壓力表，25、電磁閥，3、CNG加氣機檢定裝置，31、入口閥，32、質 量流量計，33、出口閥，34、壓力計，35、顯示器，4、高壓氣體流量計，41、入口閥，42、質量流量 計，43、出口閥，44、壓力計，45、顯示器，5、高壓氣源，6、壓縮機組，71、低壓井，72、高壓井，8、 進氣管，91、截止閥，92、控制櫃，93、計算機數據處理系統。

【具體實施方式】
[0057] 下面結合試驗例及【具體實施方式】對本實用新型作進一步的詳細描述。但不應將此 理解為本實用新型上述主題的範圍僅限於以下的實施例，凡基於本實用新型內容所實現的 技術均屬於本實用新型的範圍。
[0058] 具體實施例1
[0059] 如圖1所示，一種檢測高壓氣體充裝質量流量的標準裝置1，包括若干個高壓氣體 瓶組11、電子天平12和升降裝置16,升降裝置16如圖2,是用於將高壓氣體瓶組11整體升 降，氣管上還設有氣瓶閥門13、精密壓力計14以及流量指示儀15。
[0060] 升降裝置16的具體結構如圖2所示，選用液壓同步自動升降裝置16,包括有便於 固定高壓氣體瓶組11的帶輪子的裝載車161，移動方便，裝載車161底部設有四個液壓油 缸162,每個液壓油缸162的軟管164上設有安全鎖定閥163,所有軟管164連接一個油路 塊166,軟管164上還設有可調節出入油缸液壓油流量的針閥165以及可顯示液壓壓強的壓 力表167，油路塊166連接三通方向控制閥168，在單作用系統中可以控制液壓油的方向，三 通方向控制閥168由油泵169提供動力源。該液壓同步自動升降裝置16升降穩定、可靠性 尚。
[0061] 如圖3、4所示，裝載車161上的高壓氣體瓶組11為六個高壓氣體瓶並聯在軟 管上，分為兩層、每層三個固定在裝載車161上，每個高壓氣體瓶選用的最高工作壓力為 25MPa，主管路上及每個氣瓶進口處均安裝有檢測用壓力表以及開關用氣瓶閥門13,根據被 檢測對象的流量範圍，可選用一個或多個高壓氣瓶。另外，高壓氣體瓶組11內所使用的高 壓氣體為壓縮空氣，壓縮空氣成本較低。
[0062] 上述的電子天平12選用的稱量範圍為0_600kg，讀數分度值為lg。
[0063] 利用液壓同步自動升降裝置16和大量程高準確度電子天平12實現高壓高壓氣體 瓶組所充裝高壓氣體的自動稱量，其工作原理簡述如下：排出高壓氣體瓶內高壓氣體至測 量方法中各流量區間對高壓氣體瓶所要求的預充壓力，清除高壓氣體瓶表面的霜和水，操 作液壓同步升降裝置16使高壓高壓氣體瓶組裝載車161升離電子天平12臺面，電子天平 12歸零，再次操作液壓同步升降裝置16使高壓高壓氣體瓶組裝載車161降至電子天平12 臺面，記錄初始稱量值；打開接入點給高壓氣體瓶組充裝高壓氣體至額定壓力，斷開接入 點，記錄終止稱量值；兩次稱量的差值即為高壓氣體的充裝值。重複上述步驟，按照測量方 法要求的流量區間及其測量次數依次完成全部測量。
[0064] 本實用新型所述的標準裝置1，採用高壓氣體作為流量檢測介質，通過一組若干 個高壓氣體瓶組11充裝高壓氣體，通過升降裝置16的提升或下降將高壓氣體瓶組11來置 放在電子天平12上，電子天平12再稱量其高壓氣體充裝前後的質量差，來對所檢測對象 (如本實用新型中的CNG加氣機、高壓氣體流量計、CNG加氣機檢定裝置）的測量值進行對 比，測定其誤差值是否滿足標準；該方法克服了利用原有標準表法加氣機現場檢定裝置的 不確定度難以提高的缺點，滿足了當前高壓氣體流量儀表、設備檢定業務的發展要求，其技 術水平與國內同類標準裝置相比，流量範圍更寬，精度更高，檢測重複性較高，其擴展不確 定度達到0.05%，可靠性高。
[0065] 具體實施例2
[0066] 如圖5所示，本實用新型還提供了一種檢定對象為CNG加氣機2的氣體流量檢測 方法，其中CNG加氣機2包括加氣機本體、進氣閥21、流量計22、壓力表24、電磁閥25和加 氣槍閥23,並且使用如上述的一種檢測高壓氣體充裝質量流量的標準裝置1，採用以下步 驟進行檢測：
[0067] 步驟一、將標準裝置1連接被檢CNG加氣機2的加氣槍閥23,進氣閥21連接高壓 氣源5,選用壓縮空氣作為高壓氣源5 ;
[0068] 步驟二、將標準裝置1中的電子天平12示值回零，將CNG加氣機2的示值回零；
[0069] 步驟三、啟動升降裝置16,將高壓氣體瓶組11置於電子天平12上，得到高壓氣體 瓶組11充裝前的質量初始值；
[0070] 步驟四、打開CNG加氣機的進氣閥21、加氣槍閥23,打開高壓氣體瓶組11的氣瓶 閥門13,高壓氣源5對高壓氣體瓶組11進行充裝；
[0071] 步驟五、高壓氣體瓶組11充裝完畢後，電子天平12對高壓氣體瓶組11稱量，得到 充裝結束後的質量充裝值，從而得到高壓氣體瓶組11質量差值，同時得到CNG加氣機2的 流量示值，其中充裝完畢可以通過是否達到高壓氣體瓶組11的最大允許壓力來判斷；
[0072] 步驟六、通過對比電子天平12質量差值與CNG加氣機2的流量示值相比較，通過 二者值的誤差判斷CNG加氣機是否滿足實際計量標準。
[0073] 其中上述步驟六的對比方法，在實際操作過程的操作方法如下：
[0074] 1)當充裝壓力處於高壓氣體瓶組11的最大允許壓力控制範時，停止充裝，記錄被 檢測對象示值，同時記錄高壓氣體流量標準裝置1的充裝量示值；
[0075] 2)按下式計算被檢測對象在R(i)流量區的第j次測量的示值誤差Eij:

【權利要求】
1. 一種檢測高壓氣體充裝質量流量的標準裝置（1)，其特徵在於，包括若干個高壓氣 體瓶組（11)、電子天平（12)和升降裝置（16)，所有所述高壓氣體瓶組（11)通過氣管並聯 在一起，所述升降裝置（16)用於將所述高壓氣體瓶組（11)整體升降，所述氣管上還設有氣 瓶閥門（13)。
2. 根據權利要求1所述的一種檢測高壓氣體充裝質量流量的標準裝置（1)，其特徵在 於，所述升降裝置（16)包括可置放所述高壓氣體瓶組（11)的帶有輪子的裝載車（161)，所 述裝載車（161)底部設有若干個液壓油缸（162)，每個所述液壓油缸（162)的軟管（164)上 設有可調液壓油量的針閥（165)，所有所述液壓油缸（162)的軟管（164)連接一個三通方向 控制閥（168)和油泵（169)。
3. 根據權利要求2所述的一種檢測高壓氣體充裝質量流量的標準裝置（1)，其特徵 在於，所述裝載車上的高壓氣體瓶組（11)為六個，分為兩層、每層三個固定在所述裝載車 (161)上，每個所述高壓氣體瓶選用的最高工作壓力為25MPa。
4. 根據權利要求1所述的一種檢測高壓氣體充裝質量流量的標準裝置（1)，其特徵在 於，所述電子天平（12)選用的稱量範圍為0?600kg，讀數分度值為lg。
5. 根據權利要求1所述的一種檢測高壓氣體充裝質量流量的標準裝置（1)，其特徵在 於，所述高壓氣體瓶組（11)內所使用的高壓氣體為壓縮空氣。
【文檔編號】G01F1/86GK204241054SQ201420517628
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年9月10日 優先權日:2014年9月10日
【發明者】劉東升, 趙普俊, 劉縉林, 邱東利, 路煒 申請人:中國測試技術研究院流量研究所