一、热能表及其检定方法的基本情况和存在的问题
热能表的检测方法和检定设备在我国的发展状况与热能表产品相比缓慢,尤其是在技术标准方面,热能表检定设备目前尚无国家标准和行业标准,而国家质检总局编制的《热能表检定装置校准规范》尚未颁布实施。
国内热能表检定装置的研制部门大都是在参照国外热能表检定装置的基础上研制的,测量原理都是采用标准表法和质量法相结合,功能包括自动设定流量点和温度点,自动读取检定数据(如管道的温度、压力、压差等参数),自动记录测试数据,做出检定评价,实现多台仪表的串联检定。但是,在一些关键功能方面,国内的热能表检定装置及其检定方法的科学性和自动化程度都有待提高,主要表现在两个方面:一是缺乏光电通信接口;二是缺乏对热能表仪表系数的自动修正能力。
这一因素直接影响热能表检定的兼容性和检定效率,使得检定工作劳动强度大、工作效率低而无法完成批量检定任务。国内目前的状况是热能表普遍缺乏通信接口,在利用热能表检定装置进行流量检定的时候,通常都是从热能表内部引出一根脉冲信号线,通过热能表检定装置读取流量传感器的脉冲信号进行流量误差的评定。无论计量监督部门还是热能表生产企业,采用这种做法的后果是:第一,由于上述读取脉冲只能实现只读的模式,对热能表的检定缺乏对仪表系数的自动修正能力,仪表系数的修正不可避免的还要人工进行;第二,在进行误差评定时,热能表的编号需要人为输入;第三,配对温度传感器的温度无法自动修正,需要人为输入修正系数和仪表编号。这样就容易出现仪表编号和误差评定结果混淆的现象,此外,当热能表检定不合格时,对热能表必须通过手工调整后再次进行误差特性评定,后续工作效率极低、工作量很大,造成检定效率低下,而且容易引入人为的因素影响最终的检定结果。
二、热能表新型自动检定装置及其检定方法
国内目前的热能表检定方法需要一套既科学又先进的自动检定装置来改善,提高检定效率,杜绝数据记录的人为出错,减轻劳动强度,达到解决对热能表的批量检定和有效监管,为政府计量行政部门的执法提供技术支撑。为解决问题,笔者提出如下解决方法:第一,热能表自动检定装置必须具有光电读写头,以便实现对具有通信接口及多种通信协议的热能表进行读写和自动检测;第二,热能表自动检定装置必须具有对热能表流量和温度仪表系数的自动修正功能。要使以上两个问题均得到解决,我们采用的方法和技术路线是,根据热能表的结构特点,在满足CJ128-2000《热量表》行业标准和JJG225-2001《热能表》检定规程的前提下,按照分量组合检定法分别对热能流量传感器进行仪表系数的修正和误差特性的检定。
首先,建立一套热能表自动检定系统。该系统包括数据采集子系统、运行控制子系统、环境控制子系统和辅助设备等四大部分,各子系统的基本功能如下:
数据采集子系统——通过光电读写头和其他通信接口,采集被检热能表的仪表参数、流量和温度读数以及作为标准表的高精度电子秤和标准铂电阻温度传感器的读数。
运行控制子系统——通过可编程控制器(PLC),按照热能表仪表系数修正和误差特性评定程序,控制各个电磁阀的开关,使用于测试的水能定量地流经被检热能表并最终流到称量筒内。
环境控制子系统——通过温度传感器、压力变送器检测水箱的温度和管道的压力,然后利用温度控制器和变频器控制储水箱的温度和管道的压力,使得热能计量自动检测系统在符合相关的标准和检定规程的环境中运作。
流量传感器的流量系数自动修正和误差特性检定采用质量法原理,通过高精度电子秤称量流经被检热能表流量传感器每个规定的流量点的真实水量,然后通过用该水量值分别与通过各个光电接口读到的每个热能表的流量特征参数,计算出每个表的仪表系数后,重新通过光电读写头将仪表系数分别写入到每个热能表进行流量仪表系数的修正。在完成修正工作后,再重新进行各个规定流量点的误差特性的自动评定,从而最终得到流量误差检定的结果。
三、结束语
热能表新型检定装置及其检定方法的实现解决了目前缺乏通信接口,特别是缺乏光电通信接口的热能表检定装置检测效率较低的问题。该装置不仅能够自动检定热能表的误差,而且可以对每个热能表的仪表系数进行自动修正,在完成仪表系数的修正后,再进行热能表误差特性的自动评定,从而真正实现了修正仪表系数和检定误差特性两项工作的一次性完成,使得热能表的生产和检定工作效率比原来有很大的提高,有效地实现了对热能表的批量检定,为政府计量行政部门的有效监管提供了保障。