可攜式天然氣流量計量核查系統的製作方法
2023-05-25 08:43:21 1
專利名稱：可攜式天然氣流量計量核查系統的製作方法
技術領域：
本發明屬於能源應用技術領域，具體涉及一種可攜式天然氣流量計量核查 系統。
技術背景近幾年，隨著陝京、西氣東輸等天然氣長輸管線的建成，天然氣在我國的 應用也越來越廣泛，其計量的準確與可靠直接關係供需雙方的經濟利益。根據《計量法》及流量計檢定規程的要求，必須定期對天然氣長輸管線貿 易交接計量中的流量計的準確度進行檢定及校準，目前使用最多的檢定方法就 是離線檢定法與乾式檢定法。其中離線檢定法就是將被檢流量計與流量標準裝 置串聯在一起，使流量同時流過被檢流量計及標準裝置，用標準裝置的計量值 衡量被檢流量計精度等級的方法。離線係數檢定法適合與對流量測量準確度要 求不十分高的測量場合，它體現了流量溯源的動態特點，但很難做到溯源或傳 遞鏈的封閉，因為流量儀表的檢定條件難於同實際使用條件相一致，選擇這種 檢定方法的代價是所引入的附加誤差。且必須拆表進行送檢，而我國目前開展 天然氣檢定的僅有成都天然氣流量分站，如果被檢表規格較大，拆裝、送檢難 度都較大，還要求使用單位必須停止供氣或準備備用表，給生產組織帶來極大 困難。乾式檢定屬於間接組合測量法，只需檢測影響流量測量結果的流量計部件 的幾何構造和各部分尺寸，校準與流量計算有關諸參數的測量儀表和涉及測量 結果的附屬裝置，並檢査儀表的安裝、操作是否按規定進行。它僅適用於孔板、 噴嘴及文丘利流量計，且檢定精度低，無法定性、定量掌握被檢流量計的誤差， 不能直接對流量儀表進行校準或賦值，也無法消除安裝等附加誤差。目前，國內天然氣流量計量普遍存在著下述問題1、影響天然氣流量的8 大物性參數多為三參數單一方法，由此產生的計算誤差最大約為0.01%; 2、只考慮了天然氣組分中的甲烷、氮氣、二氧化碳及其相對密度等幾個參數；3、未 引入質量計量和能量計量；4、多數採用單一計量儀表，並且無核査系統，在線 實施計量過程中，計量性能偏差較大；5、大都採用軟體組態方式實現在線計量， 沒有專業的計量計算模塊和函數，對計量結果的複雜處理能力較弱。綜上所述，國內流量計生產廠家眾多，對流量計算原理以及現場實際經驗 不足，研發技術水平高低不一，或者使用者設置參數不當，造成流量計量不準 有時高達10%以上，由於流體使用環境不同，流量不可復現，且計量系統到法 定計量機構檢定時間長，造成不可估量的經濟損失。如何能更準確快捷地核查 天然氣流量計測量的準確程度，是一個一直以來都懸而未決的問題。本發明就 是針對上述情況所作出的。發明內容本發明的目的在於克服上述技術不足，提供一種可攜式天然氣流量計量核 查系統，該可攜式天然氣流量計量核查系統具有測量準確度高、核查檢測功能 強、功耗低、抗幹擾能力強、電壓適用範圍寬、使用操作簡單方便、攜帶方便 等優點，可廣泛適用於石油、天然氣、化工、電力、冶金等行業的水、水蒸氣、 汙水等流量計量在顯示實施儀表計量性能、計量數據準確性核査，以保證在線 儀表計量性能的穩定性。為能達到上述發明目的，所採用的技術方案是 一種可攜式天然氣流量計 量核查系統，其特徵在於所述可攜式天然氣流量計量核査系統包括現場流量 計、天然氣流量計量核査儀和可攜式計算機；所述現場流量計對現場流量進行實時測量，並將數據傳送至天然氣流量計量核查儀；所述天然氣流量計量核查 儀接收來自現場流量計的現場數據，並將之傳送至可攜式計算機；所述可攜式 計算機對來自天然氣流量計量核査儀的檢測數據進行處理，同時執行對天然氣流量計量核査儀的控制操作；所述天然氣流量計量核査儀一端連接現場流量計， 另一端連接可攜式計算機。按照本發明所提供的可攜式天然氣流量計量核査系統，其特徵在於所述現場流量計包括但不限於孔板、渦輪、渦街、旋進漩渦、超聲、臨界流文丘利 噴嘴、亞音速噴嘴或質量式流量計。按照本發明所提供的可攜式天然氣流量計量核査系統，其特徵在於所述 天然氣流量計量核査儀包括數據採集模塊、流量處理模塊、隔爆模塊、報警模 塊、供電模塊和計量管理模塊；所述數據採集模塊利用SQL SEVER資料庫實現數據自動採集、粗大誤差處 理、傳輸和自動報警功能；所述流量處理模塊包含有流量數據處理模型，負責流量運算、保存相關信 息，當系統出現信號中斷，壓力、溫度、差壓、流量超限和非法操作等異常情 況，計量模塊將自動發出報警指令，啟動報警系統；所述隔爆模塊用於將天然氣流量計量核査儀與現場流量計信號隔開，保證 核查儀的安全；所述報警模塊在各路流量計壓力、溫度、差壓超過報警安全限時，將自動 啟動，當壓力、溫度、差壓等恢復正常後，自動解除報警，用戶在作業系統上 也可手動排除報警；所述供電模塊用於天然氣流量計量自動採集系統交流供電、直流供電，以 及當出現停電時天然氣流量計量核査儀將自動緩存計量數據；所述計量管理模塊包括天然氣流量計量自動採集與管理單元、氣量補償管 理單元、變送器檢定單元、變送器線性檢査單元、天然氣八大物性參數單元、 天然氣流量計算工具單元和儀表係數N次冪線性回歸工具單元。按照本發明所提供的可攜式天然氣流量計量核査系統，其特徵在於所述 流量數據處理模型包括但不限於孔板、渦輪、渦街、旋進漩渦、超聲、臨界流 文丘利噴嘴、亞音速噴嘴以及質量式流量計的流量數據處理模型。按照本發明所提供的可攜式天然氣流量計量核查系統，其特徵在於所述 天然氣流量計量核査儀背面板上設置有2路天然氣流量計信號接線埠，每路 流量計信號接線埠包括壓力三線接口、差壓三線接口、溫度鉑電阻三線接口、 用丁與天然氣流量計量核查儀與現場流量計之間通訊的RS485兩線接口和直流24V電源兩線信號接口。綜上所述，本發明中的可攜式天然氣流量計量核査系統與其它常規流量自動計量系統相比具有以下優點1、 體積小、安裝調試簡單方便，可攜帶到使用現場；2、 準確度高，該可攜式天然氣流量計量核査系統計算不確定度《0.1%;3、 可用於核查其它計量系統的準確性和幫助用戶查找現場問題，其它採用 單一計量儀表，在實施計量過程中，計量性能偏移後無法進行核査；4、 具備三種計量方式體積計量、質量計量和能量計量，其它僅限於一種， 大多為體積計量；5、 可用於天然氣、水、蒸汽、空氣、汙水等流體的流量計量；6、 可同時對不同原理的流量計進行採集與處理，比如孔板、渦輪、渦街、 旋進漩渦、超聲、臨界流文丘利噴嘴、亞音速噴嘴以及質量式流量計等多種類 型流量計；7、 具備國際標準、歐洲標準、美國標準、國內標準的流量計算方法，用戶 使用時可根據所採用的現場流量計選擇不同標準計算方法進行核査。
圖1是本發明的可攜式天然氣流量計量核査系統核査一體化流量計的工作 原理圖；圖2是本發明的可攜式天然氣流量計量核査系統核査分體式流量計的工作 原理圖；圖3是本發明的天然氣流量計量核査儀的電路原理圖； 圖4是本發明的天然氣流量計量核查儀的軟體程序框圖。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明作進一步描述。一種可攜式天然氣流量計量核查系統，包括現場流量計、天然氣流量計量 核查儀和可攜式計算機；所述現場流量計對現場流量進行實時測量，並將數據傳送至大然氣流量計量核查儀；所述天然氣流量計量核査儀接收來自現場流量 計的現場數據，並將之傳送至可攜式計算機；所述可攜式計算機對來自天然氣 流量計量核査儀的檢測數據進行處理，同時執行對天然氣流量計量核查儀的控 制操作；所述天然氣流量計量核查儀一端連接現場流量計，另一端連接可攜式 計算機。圖1是本發明的可攜式天然氣流量計量核査系統核査一體化流量計的工作原理圖。如圖所示，當現場流量計一次、二次儀表為一體化結構，且有RS-485 輸出口時，天然氣流量計量核査儀採用RS-485通訊接口與一體化流量計連接。 通過解析現場流量計的數據得知流量計的參數設置以及流量輸出是否正確。圖2是本發明的可攜式天然氣流量計量核查系統核査分體式流量計的工作 原理圖。如圖所示，當現場流量計一次儀表和二次儀表為分體式結構時，現場 流量計一次儀表的測量數據同時經RS485接口傳送給天然氣流量計量核查儀和 現場流量計二次儀表，現場流量計二次儀表將數據處理後，又經RS485接口傳 送給大然氣流量計量核査儀。天然氣流量計量核査儀與可攜式計算機連接在一 起，用於採用計算機對核査結果數據進行相應的處理。圖3是本發明的天然氣流量計量核查儀的電路原理圖。如圖所示，當現場 流量計次儀表和二次儀表為分體式結構，現場流量計一次儀表的測量數據經 過壓力變送器、溫度變送器和差壓變送器送至防浪湧安全柵，之後分為兩路， 一路傳送至天然氣流量計量核查儀內的A/D轉換器，另一路傳送至流量計二次 儀表，再經RS485接口傳送至天然氣流量計量核查儀；天然氣流量計量核査儀 經RS232接口連接可攜式計算機。上述現場流量計包括但不限於孔板、渦輪、渦街、旋進漩渦、超聲、臨界 流文丘利噴嘴、亞音速噴嘴或質量式流量計。上述天然氣流量計量核査儀包括數據採集模塊、流量處理模塊、隔爆模塊、 報警模塊、供電模塊和計量管理模塊；所述數據採集模塊利用SQL SEVER數據 庫實現數據自動採集、粗大誤差處理、傳輸和自動報警功能；所述流量處理模塊包含有孔板、渦輪、渦街、旋進漩渦、超聲、臨界流文丘利噴嘴、亞音速噴嘴以及質量式流量訃的流量數據處理模型，負責流量運算、保存相關信息，當 系統出現信號中斷，壓力、溫度、差壓、流量超限和非法操作等異常情況，計 量模塊將自動發出報警指令，啟動報警系統；所述隔爆模塊用於將天然氣流量 計量核査儀與現場流量計信號隔開，保證核查儀的安全；所述報警模塊在各路 流量計壓力、溫度、差壓超過報警安全限時，將自動啟動，當壓力、溫度、差 壓等恢復正常後，自動解除報警，用戶在作業系統上也可手動排除報警；所述 供電模塊用於天然氣流量計量自動採集系統交流供電、直流供電，以及當出現 停電時天然氣流量計量核查儀將自動緩存計量數據；所述計量管理模塊包括天 然氣流量計量自動採集與管理單元、氣量補償管理單元、變送器檢定單元、變 送器線性檢査單元、天然氣八大物性參數單元、天然氣流量計算工具單元和儀 表係數N次冪線性回歸工具單元。本發明的天然氣流量計量核査儀標配提供兩路天然氣流量計信號接線端 口，每路流量計分為壓力、差壓、溫度鉑電阻、RS-485、直流24V電源信號接線端子組成，其中壓力三線，差壓三線，溫度變送器三線、溫度鉑電阻三線、RS-485兩線、直流24V電源兩線。上述兩路信號接線端子位於天然氣流量計量 核查儀的背面板上。圖4是本發明的天然氣流量計量核査儀的軟體程序框圖。如圖所示，天然 氣流量計量核査儀在使用時，首先選擇操作權限進入天然氣流量計量核査主程 序，選擇現場流量計的類型；再根據現場流量計的類型輸入現場流量計的原始 參數並選擇與之相應的核査計算標準；結合測量現場，對現場通訊方式、儀表 量程、報警參數等進行設置；根據做好的設置，開始讀取現場流量計的輸出數 據，並將之與天然氣流量計量核査儀所計算出的數據進行比較；最後，根據比 較結果給出核査報告。另外，可攜式計算機上設置有天然氣流量計量數據處理軟體，該軟體根據 天然氣流量計量核杳儀的核查結果，可實現計算機實時監控、參數設置、歷史 數據查詢、自動報表、列印、自動報警、數據自動備份等功能。該可攜式天然氣流量計量核查系統具有測量準確度高、核査檢測功能強、功耗低、抗幹擾能力強、電壓適用範圍寬、使用操作簡單方便、攜帶方便等優 點，可廣泛適用於石汕、天然氣、化工、電力、冶金等行業的天然氣、水、水 蒸氣、汙水等流量計量在顯示實施儀表計量性能、計量數據準確性核査，以保 證在線儀表計量性能的穩定性。天然氣流量計量核查儀還可根據現場流量計天 然氣實流標定的流量係數對流量計量系統的一次儀表進行校準。雖然結合附圖對本發明進行了說明，本領域的普通技術人員不經創造性勞 動就可做出的各種變形和修改均在本專利的保護範圍內。
權利要求
1、一種可攜式天然氣流量計量核查系統，其特徵在於所述可攜式天然氣流量計量核查系統包括現場流量計、天然氣流量計量核查儀和可攜式計算機；所述現場流量計對現場流量進行實時測量，並將數據傳送至天然氣流量計量核查儀；所述天然氣流量計量核查儀接收來自現場流量計的現場數據，並將之傳送至可攜式計算機；所述可攜式計算機對來自天然氣流量計量核查儀的檢測數據進行處理，同時執行對天然氣流量計量核查儀的控制操作；所述天然氣流量計量核查儀一端連接現場流量計，另一端連接可攜式計算機。
2、 根據權利要求1所述的可攜式天然氣流量計量核查系統，其特徵在於 所述現場流量計包括但不限於孔板、渦輪、渦街、旋進漩渦、超聲、臨界流文 丘利噴嘴、亞音速噴嘴或質量式流量計。
3、 根據權利要求1所述的可攜式天然氣流量計量核查系統，其特徵在於 所述天然氣流量計量核查儀包括數據採集模塊、流量處理模塊、隔爆模塊、報 警模塊、供電模塊和計量管理模塊；所述數據採集模塊利用SQL SEVER資料庫實現數據自動採集、粗大誤差處 理、傳輸和自動報警功能；所述流量處理模塊包含有流量數據處理模型，負責流量運算、保存相關信 息，當系統出現信號中斷，壓力、溫度、差壓、流量超限和非法操作等異常情 況，計量模塊將自動發出報警指令，啟動報警系統；所述隔爆模塊用於將天然氣流量計量核查儀與現場流量計信號隔開，保證 核查儀的安全；所述報警模塊在各路流量計壓力、溫度、差壓超過報警安全限時，將自動 啟動，當壓力、溫度、差壓等恢復正常後，自動解除報警，用戶在作業系統上 也可手動排除報警；所述供電模塊用於天然氣流量計量自動採集系統交流供電、直流供電，以 及當出現停電時天然氣流量計量核査儀將自動緩存計量數據；所述計量管理模塊包括天然氣流量計量自動採集與管理單元、氣量補償管理單元、變送器檢定單元、變送器線性檢查單元、天然氣八大物性參數單元、 天然氣流暈計算工具單元和儀表係數N次冪線性回歸工具單元。
4、 根據權利要求3所述的可攜式天然氣流量計量核査系統，其特徵在於 所述流量數據處理模型包括但不限於孔板、渦輪、渦街、旋進漩渦、超聲、臨 界流文丘利噴嘴、亞音速噴嘴以及質量式流量計的流量數據處理模型。
5、 根據權利要求1所述的可攜式天然氣流量計量核査系統，其特徵在於 所述天然氣流量計量核查儀背面板上設置有2路天然氣流量計信號接線埠， 每路流量計信號接線埠包括壓力三線接口、差壓三線接口、溫度鉑電阻三線接口、用於與天然氣流量計量核査儀與現場流量計之間通訊的RS485兩線接口 和直流24V電源兩線信號接口 。
全文摘要
一種可攜式天然氣流量計量核查系統，包括現場流量計、天然氣流量計量核查儀和可攜式計算機；現場流量計對現場流量進行實時測量，並將數據傳送至天然氣流量計量核查儀；天然氣流量計量核查儀接收來自現場流量計的現場數據，傳送至可攜式計算機；可攜式計算機對來自天然氣流量計量核查儀的檢測數據進行處理；所述天然氣流量計量核查儀一端連接現場流量計，另一端連接可攜式計算機。該系統具有測量準確度高、檢測功能強、功耗低、抗幹擾能力強、電壓適用範圍寬、使用操作簡單方便、攜帶方便等優點，可廣泛適用於石油、化工、電力、冶金等行業的水、水蒸氣、汙水等流量的計量檢測，以保證在線儀表計量性能的穩定性。
文檔編號G01F25/00GK101246035SQ20081004499
公開日2008年8月20日 申請日期2008年3月17日 優先權日2008年3月17日
發明者左劍敏 申請人:成都康斯博科技有限責任公司