摘要(yao)： 氣體流量計(ji) 作爲貿易計(jì)量的重要計(ji)量器具其使(shi)用已經越來(lai)越廣泛，與此(cǐ)♈同時該流量(liang)儀表的量值(zhí)傳遞工作具(jù)有愈加重要(yào)的意義。氣體(ti)流量儀表與(yǔ)臨界流文丘(qiu)♻️裏噴嘴法氣(qi)體流量标準(zhǔn)裝置同軸連(lian)⛱️接方法，搭建(jian)了試驗裝置(zhì)，可實現該類(lèi)儀表與标準(zhǔn)裝置誤差在(zai)❤️±1mm内的同軸連(lián)接，可以更好(hao)地完成氣體(ti)流量儀表的(de)量值傳遞工(gōng)作。
　　近年來，伴(bàn)随着經濟的(de)發展，我國能(neng)源的需求愈(yu)加強烈，随⭐之(zhī)而來的能源(yuán)危機的挑戰(zhan)使能源計量(liàng)的準确率問(wèn)題日益顯著(zhe)，氣♋體流量計(jì)廣泛應用于(yú)天然氣、蒸汽(qi)等領域的貿(mao)易結算中，均(jun1)屬于我國計(ji)量法規定的(de)強制檢定範(fàn)圍，因此氣體(ti)流量計也越(yue)來越受到計(jì)量♻️部門的重(zhòng)視，如何實現(xian)該類儀表更(gèng)準确的量值(zhí)傳♍遞成爲計(jì)量部門面對(duì)的新問題。
　　目(mu)前，國内的氣(qi)體流量标定(dìng)裝置主要有(yǒu)鍾罩式氣體(ti)流量标準裝(zhuāng)置、PVTt式氣體流(liu)量标準裝置(zhi)、以精度 容積(jī)式流量計 爲(wèi)标準表法氣(qi)體流量标準(zhǔn)裝置和臨界(jie)流文丘裏噴(pen)♉嘴法氣體🧑🏾‍🤝‍🧑🏼流(liú)量标準裝置(zhi)等。其中，鍾罩(zhao)式氣體流量(liàng)标準裝⭐置、PVTt式(shì)♍氣體流量标(biāo)準裝置結構(gòu)較爲複雜，且(qiě)價格🐅昂貴；而(er)容積式流量(liang)計需要進口(kou)、價格昂貴、且(qie)精度易♌發生(sheng)變化，不易日(rì)後😘維護[1]。臨界(jie)流文丘裏噴(pen)嘴法氣體流(liú)量标準裝置(zhì)是以音速噴(pen)嘴作爲标準(zhun)表，其結構🚶‍♀️簡(jian)單可靠，無可(ke)動部件，能夠(gòu)準确地調節(jiē)和控制流量(liàng)，是目前我國(guó)省市級計量(liang)單位普遍采(cǎi)用的氣體流(liu)量标✉️準裝置(zhi)。
　　上世紀60年代(dai)末，英國國家(jiā)工程試驗室(shì)、法國煤氣公(gong)司、英國煤氣(qi)🐪公司工程研(yán)究所、美國國(guo)家标準局、Colorado工(gōng)程研究所、日(ri)本🔴國家🔆計量(liàng)研究所就将(jiang)臨界流文丘(qiū)裏噴嘴💯用于(yú)高壓大流量(liàng)測試。從上世(shì)紀80年代開始(shǐ)，國内許多科(ke)研院所開展(zhan)了針對噴嘴(zuǐ)裝置相關研(yán)究，事實證明(ming)🏃🏻‍♂️臨界流文丘(qiū)裏噴嘴法氣(qi)體流量标準(zhǔn)😍裝置是一種(zhǒng)簡單可靠、精(jīng)度高、擴展不(bu)确定度較小(xiǎo)的裝置，現已(yǐ)被ISO采納爲國(guo)際标準ISO9300[2]。
　　在計(ji)量部門檢定(ding)過程中，目前(qián)尚無一種确(que)定被檢流量(liàng)計 與标準裝(zhuāng)置同軸連接(jiē)的方法，普遍(bian)依靠人眼觀(guan)測以及經驗(yan)實現流量計(jì)與标準裝置(zhì)的連接，這一(yī)方♍面增加了(le)🙇‍♀️檢定人員的(de)工作量以及(jí)工作難度，另(lìng)一面如若流(liú)量計不能準(zhǔn)确同軸連接(jie)在管道上，将(jiāng)會引起流經(jing)流量計内氣(qi)體的洩露，其(qí)次還🎯會影響(xiǎng)流量計内部(bu)氣體旋渦的(de)産生，進而影(yǐng)響檢測的精(jīng)度♌，這無疑給(gěi)檢定工作帶(dài)來了額外的(de)不必要的‼️誤(wù)差🈚。爲了實現(xian)檢定的精度(du)，更準确地完(wán)成國家能源(yuan)計🧑🏽‍🤝‍🧑🏻量工作的(de)量值傳遞，維(wei)護用戶的經(jing)濟利益，需要(yào)研究被檢流(liú)量計與臨界(jiè)流文丘裏噴(pen)嘴法氣體标(biāo)準裝置同軸(zhou)連接的🏃‍♀️方法(fǎ)，制定可行方(fang)案，提♈高檢定(dìng)的精度，并提(ti)高檢定過程(chéng)的自動化程(chéng)度和檢定效(xiào)率🌈。
1方法原理(lǐ)以及試驗系(xì)統的搭建
　　被(bèi)檢流量計與(yǔ)臨界流文丘(qiu)裏噴嘴法氣(qì)體标準裝🈲置(zhì)同軸連接的(de)方法，基于該(gai)方法的試驗(yàn)裝置由視頻(pin)采集模塊、紅(hóng)外探測模塊(kuai)、視頻顯示模(mó)塊和信息✂️處(chu)理系統組成(chéng)，如圖1所示。

　　該系統(tǒng)中，信息處理(lǐ)系統是一個(ge)嵌入式系統(tong)的最小系統(tǒng)，主要由嵌入(ru)式處理器、電(diàn)源子系統、SDRAM子(zi)系統☂️、Flash子系統(tǒng)、複✌️位系✏️統以(yi)及串口和JTAG調(diao)試接口等部(bù)分組成。視頻(pín)采集模塊，包(bāo)括🏃‍♀️視頻解碼(ma)芯片和視頻(pin)采集🏃攝像頭(tou)兩部分，攝像(xiang)✨頭負責視頻(pin)信息的采集(jí)，視頻解碼芯(xin)片把攝像頭(tou)采集到的視(shì)頻信号編碼(mǎ)後送給信息(xi)處理系統處(chu)理。紅外探測(cè)模塊，由紅外(wài)♌光電三極管(guǎn)、單片機、可觸(chù)摸液晶屏組(zu)成💋，光電三極(jí)管将檢測到(dào)的光電壓值(zhi)♌傳送給單片(pian)機，單片機将(jiāng)處理🎯後的信(xìn)息顯示在觸(chù)摸液晶屏上(shàng)。視頻顯示模(mo)🐇塊包括視頻(pín)編碼芯片和(hé)LCD顯示屏兩部(bù)分，視頻采集(ji)模塊采集到(dào)的視頻信息(xi)，經過信息處(chù)理系統處理(li)後，再通過⭐視(shì)頻編碼芯片(piàn)編碼，輸出到(dao)LCD顯示屏上。
1.1視(shì)頻采集模塊(kuài)
　　紅外光源作(zuò)爲檢測系統(tong)的光源部分(fen)，其作用即可(ke)以實時傳輸(shū)管道内部圖(tú)像，提供給操(cao)作人員直觀(guan)的管道内部(bu)視覺信息，又(you)可以在管道(dào)内部發出一(yī)束充滿管道(dào)的紅外光柱(zhu)，以便㊙️于接收(shōu)端探測。紅外(wài)電視技術🤩是(shi)一種成熟的(de)識别成像技(jì)術，其将電視(shì)技術與主動(dong)紅外夜視技(ji)術相結合，用(yong)🏃🏻‍♂️不可見紅外(wài)🌈輻射主動照(zhào)明♍目标，并用(yong)對此紅外輻(fu)射波段敏感(gǎn)的高靈敏攝(she)像機攝像的(de)🌏手段進行夜(yè)視。它綜合了(le)紅外主動夜(yè)視不受🌐環境(jìng)照度限制，能(néng)在完全黑暗(an)的環境中攝(she)像、成本低、圖(tú)像相對清晰(xī)的特點，以及(ji)♈電視方法能(neng)傳輸圖像、能(neng)錄像的特點(dian)。如圖2所示，本(běn)裝置選用工(gōng)☎️業級紅外攝(she)像頭作爲紅(hóng)外光源，将攝(shè)像頭采集到(dao)的管道内部(bu)圖像傳輸進(jìn)可移動液晶(jīng)顯示屏，方😍便(bian)檢測人員實(shí)時觀察管道(dao)💃🏻内部流量計(jì)與管道同軸(zhóu)情況。

1.2紅外探(tan)測模塊
　　紅外(wài)探測技術，是(shì)利用紅外光(guang)實現檢測各(gè)類參數的❄️技(jì)術‼️。紅外⛱️光是(shi)一種波長介(jiè)于微波與可(kě)見光之間的(de)電磁波輻射(she)，肉眼無法覺(jiao)察。要探測到(dào)這種輻射，并(bìng)測量其大小(xiǎo)，必須将它轉(zhuan)換成可以探(tan)測得到🈲的其(qi)他物🐅理量。物(wu)體👈經紅外輻(fú)射照射後所(suǒ)産生的反應(yīng)，隻要其大小(xiao)可以被測量(liang)，均可用來檢(jiǎn)測紅外輻射(she)的強弱。紅外(wai)探測器的主(zhu)要原理是光(guang)電效應和紅(hóng)外熱🏃‍♂️效應。這(zhè)🌐些效應基本(běn)以電信号形(xíng)式輸出㊙️，或者(zhě)以其它方式(shì)轉📧換成電信(xìn)号輸出。紅外(wai)光電三⛱️極管(guǎn)是一種典型(xing)的紅外器件(jian)，它是一種晶(jing)體🔴管，是在光(guang)電二極管技(jì)術的基礎之(zhi)上發展起來(lái)的光電器件(jiàn)，本身具💯有放(fàng)大功能[3]。它有(you)三個電極。電(diàn)極之間👨‍❤️‍👨的電(diàn)阻會随着光(guāng)照大小💋的變(bian)化而變化。如(ru)圖3所示，本裝(zhuāng)置選用8個紅(hong)外光電三極(ji)管作爲🚩光電(diàn)探測元件，安(ān)裝在輔助🌂标(biāo)準法蘭内側(ce)，探出⚽法蘭管(guǎn)道内壁🚶1mm，輔助(zhu)标準法蘭可(kě)通過螺栓固(gù)定在被檢流(liu)量計法蘭上(shang)，其可以靈敏(mǐn)地探測到紅(hong)外光源發出(chū)的紅外光線(xiàn)，并将光強轉(zhuan)換爲電壓信(xin)号由數據傳(chuan)輸系統輸出(chu)到液晶終端(duān)，以供檢測人(rén)員判斷管道(dào)同軸情況，若(ruo)8個探測器檢(jian)測電壓相同(tong)則可認爲㊙️流(liú)量計與裝置(zhì)在±1mm誤差範圍(wei)内實現了同(tong)軸連接。

1.3數據(ju)傳輸及處理(lǐ)與圖像的解(jiě)析
　　根據紅外(wai)成像的原理(li)，紅外攝像機(jī)拍攝的圖像(xiang)和普通的彩(cai)色攝像機拍(pāi)攝的圖像相(xiàng)比有一些不(bu)同的特點，比(bi)如：紅外圖♋像(xiàng)噪📧點比較多(duo)，邊緣不明顯(xian)。爲了實現後(hòu)期準确的識(shi)别，需要對圖(tu)像☂️進行預處(chù)理。通過圖像(xiàng)的去噪技術(shu)，會減少噪點(diǎn)對圖📱像的影(ying)響；通過對比(bǐ)度增強技術(shu)，可以把運動(dong)目🔴标和背景(jǐng)的🔞區分度變(biàn)大，提高實時(shi)檢測時的正(zheng)确率。圖4爲

　　整個同(tong)軸度檢測系(xi)統工作流程(cheng)，圖5爲試驗裝(zhuāng)置液晶終端(duān)顯示，分别爲(wei)視頻終端和(he)紅外探測終(zhong)端，顯示信息(xī)可直接反饋(kui)給檢測人員(yuán)以便于操作(zuo)。

2試驗分析
　　試(shì)驗依據國家(jia)檢定規程JJG1121-2015《 旋(xuán)進旋渦流量(liàng) 計》[4]進行，選用(yong)某儀表企業(ye)生産精度等(děng)級爲1.5級，DN80口徑(jìng)，型🏃🏻号爲LUX-80的旋(xuan)進旋渦流量(liang)計，儀表編号(hào)爲1412190，流量範圍(wéi)👉（18～200）m3/h，試驗如圖6所(suo)示。圖7爲輔助(zhù)🔞标準法蘭内(nei)側光電三極(ji)管編号分布(bù)。


　　由(you)表2試驗數據(ju)可知，當儀表(biao)按照表1情況(kuang)對準同軸情(qing)❓況下，依據規(gui)程進行檢定(ding)，該儀表qt≤q≤qmax相對(dui)示值誤差1.18%，重(zhòng)複性誤差0.07%，qmin≤q＜qt相(xiàng)對示值誤差(chà)+2.09，重複性誤差(chà)0.14%，儀表系數爲(wèi)10108.3（1/m3），精度等級符(fu)合1.5級。當儀表(biǎo)在表2未實現(xiàn)對準同軸，儀(yi)表軸線中心(xīn)高于标準裝(zhuāng)置㊙️軸線中心(xin)情況下，該流(liu)量計各點儀(yi)表系數已經(jing)發生變化，尤(you)其在小流量(liàng)點變化顯著(zhe)，偏差達到+102.7（1/m3），儀(yi)表系數整體(tǐ)偏差🙇‍♀️了-101.3（1/m3），依🚩據(ju)規程經檢定(ding)，該儀表qmin≤q＜qt區間(jiān)示值誤差超(chāo)差，精度等級(ji)不符合1.5級，檢(jian)定結果不合(he)格[5]。


　　因此可見(jiàn)計量部門檢(jiǎn)定人員在檢(jiǎn)定時由于人(rén)爲🔆未同⭐軸💘連(lian)💚接流量計的(de)失誤引入的(de)誤差足以産(chǎn)生📞檢定💛誤判(pàn)情況。
3結語
　　氣(qi)體流量計作(zuò)爲貿易計量(liàng)的重要計量(liang)器具其使用(yong)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼已經越來越(yue)廣泛，目前廣(guang)泛應用于天(tiān)然氣、蒸汽等(děng)貿易結算領(ling)㊙️域。與此同時(shi)該流量計的(de)量值傳遞🏃🏻工(gong)作也愈加重(zhong)要，其量值溯(su)源的精度直(zhi)接關系到企(qi)業和百姓的(de)切身經濟利(li)益‼️。氣體流量(liang)計與臨界流(liu)文丘裏噴嘴(zui)法氣體流量(liàng)标準裝置同(tong)軸連接方法(fa)，目标爲實現(xian)該類流量計(jì)與标準裝置(zhì)誤差🈲在±1mm内的(de)同軸連⛷️接。經(jing)過試驗分⭕析(xī)進一步♊證明(míng)了氣體流量(liang)計與标準裝(zhuang)置同軸連接(jiē)的重要性。

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