鐘罩式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置具有計量特性穩(wěn)定、易于標(biāo)定的特點(diǎn)，是目前在各計量技術(shù)機(jī)構(gòu)和燃?xì)獗砩a(chǎn)廠家普遍使用的氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置。但目前大部分在用的鐘罩流量標(biāo)準(zhǔn)裝置還采用人工讀數(shù)，人工讀數(shù)存在讀數(shù)誤差較大、人為影響因素多、效率低等問題，并且該鐘罩還存在機(jī)械震動、溫度波動、瞬間壓力波動等因素的干擾。因此，通過計算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，結(jié)合國內(nèi)外同類設(shè)備的使用經(jīng)驗，對計量技術(shù)機(jī)構(gòu)的國產(chǎn)鐘罩進(jìn)行自動化改造，以滿足計量準(zhǔn)確的要求。、一、工作原理

本裝置鐘罩的型號是200L，采用串聯(lián)法進(jìn)行檢定，可同時檢定8只燃?xì)獗怼１狙b置主要由鐘罩、液槽、指示機(jī)構(gòu)、氣體試驗管路、溫度壓力補(bǔ)償裝置、控制機(jī)構(gòu)等組成。本裝置的標(biāo)準(zhǔn)裝置主要由鐘罩的容積決定，指示準(zhǔn)確度主要由機(jī)械光碼盤決定。當(dāng)鐘罩放入液槽內(nèi)，通過液體組成密閉的容器。當(dāng)鐘罩向下運(yùn)動時，鐘罩內(nèi)的氣體將排出，通過試驗管路進(jìn)入被檢燃?xì)獗恚ㄟ^指示機(jī)構(gòu)讀出鐘罩排出的氣體體積，與被檢燃?xì)獗盹@示的體積進(jìn)行比較，即可得出被檢表的基本誤差。

二、系統(tǒng)改造方案

在本方案中，使用增量型旋轉(zhuǎn)編碼器來代替光碼盤，傳感器采用高靈敏度的光電傳感器，應(yīng)用采集卡將鐘罩的氣體排量信號、被檢表的示值信號、管路溫度信號、管路壓力信號采集出來，通過COM串口傳輸給上位機(jī)及計算機(jī)，輸入的參數(shù)由計算機(jī)對溫度信號及壓力信號自動補(bǔ)償，并且將實際值和測量值的信號與JJG165-2005《鐘罩式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置》檢定規(guī)程規(guī)定的基本誤差進(jìn)行比較運(yùn)算，*后將運(yùn)算結(jié)果打印出來。

1.傳感器選擇

傳感器采用Qmron的E6B2增量型旋轉(zhuǎn)編碼器，每旋轉(zhuǎn)1圈輸出2000個脈沖，有A、B、Z三相脈沖輸出。裝在被檢燃?xì)獗韮?nèi)傳感器采用Honeywell的HOA0890-T51光電傳感器，計數(shù)器每轉(zhuǎn)動10L，光電傳感器將輸出10個脈沖，該傳感器的分辨率比以往的傳感器提高了幾百倍，靈敏度與穩(wěn)定性也有很大的提高。使用該傳感器不僅提高了測量準(zhǔn)確度，同時還提高了檢定效率。

我們選用的Pt100溫度傳感器，分別安裝于鐘罩的出口、**只表的進(jìn)氣口、*后一只表的出氣口，用以測量鐘罩和被檢表處的溫度，并采用了DAC-8013E三路熱電阻輸入模塊和DAC-8520通信模塊。

2.編碼器的傳動機(jī)構(gòu)

參考國外同類裝置的經(jīng)驗，取消了原鏈輪及齒輪，而直接在原鏈輪的位置上安裝了一個加工有V形槽的金屬輪，并通過一柔性聯(lián)軸器與編碼器直接連接，用細(xì)銅絲取代以前的鏈條跨過V形輪與鐘罩和小重錘相連，這樣就將鐘罩的垂直運(yùn)動變成編碼器的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，使整個計數(shù)過程準(zhǔn)確可靠。

3.信號處理

旋轉(zhuǎn)編碼器的信號輸出分別有遞增、遞減和可逆三種形式。但大多都使用了其A、B兩相輸出中的其中一路信號，遞增或遞減，這樣無論鐘罩上升還是下降，計數(shù)器都作出計數(shù)，從而導(dǎo)致計數(shù)誤差。

在本方案中，我們使用了可逆計數(shù)功能，以識別鐘罩的上升和下降，杜絕計數(shù)誤差。同時采用了四倍頻技術(shù)，每轉(zhuǎn)1圈將會得到8000個脈沖信號，這將有助于提高裝置的計數(shù)準(zhǔn)確度。

4.數(shù)據(jù)采集

我們選用的數(shù)據(jù)采集卡是inLog PCX-8354PCI總線多功能定時/計數(shù)及數(shù)字I/O卡。該計數(shù)卡具有8路輸出通道和8路輸入通道，具有防抖動功能。

鐘罩式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的自動化改造原理圖如圖1所示。

圖1 自動化改造原理圖

三、裝置的應(yīng)用效果

本裝置經(jīng)改造后，經(jīng)重新檢定其測試結(jié)果完全符合技術(shù)要求。整個裝置的測量準(zhǔn)確與自動化程度有很大提高，提高了工作效率，達(dá)到了預(yù)期的改造要求。

四、使用及改造中需注意的問題及解決方案

在此次對鐘罩的自動化改造中，也應(yīng)當(dāng)注意以下問題:

1.該裝置易受壓力波動的影響，如校驗室的門開與關(guān)會導(dǎo)致試驗室的空氣波動，導(dǎo)致鐘罩震動，會引起計數(shù)誤差。因此，應(yīng)將試驗室的門做成滑動門，以消除突然的氣壓波動引起的誤差。

2.由于人員的走動，推車的進(jìn)出、附近機(jī)器設(shè)備等機(jī)械震動導(dǎo)致的地面震動將傳遞到鐘罩，同樣會引起計數(shù)誤差，可以在鐘罩的底部加裝防震墊，來減小或消除這種震動。

3.在安裝鐘罩時要注意與地面的垂直度，以防止鐘罩運(yùn)動時與支撐體的接觸，避免造成重復(fù)性誤差。