摘要：全電子一體式燃?xì)獗聿灰云胀な饺細(xì)獗頌榛?，沒(méi)有機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)，且無(wú)可動(dòng)部件，只有測(cè)量流體的管段、傳感器、電子控制元件。介紹全電子一體式燃?xì)獗淼奶攸c(diǎn)，分析了全電子一體式燃?xì)獗淼慕Y(jié)構(gòu)、原理、性能參數(shù)、與膜式燃?xì)獗硐啾鹊闹饕獌?yōu)點(diǎn)。
關(guān)鍵詞：全電子一體式燃?xì)獗?/font> 膜式燃?xì)獗?/font> 傳感器
Principle and Performance of Fully Electronic Integrated Gas Meter
Abstract: The fully electronic integrated gasmeter is not based on conventional diaphragm gas meter．It has no mechanical drive system and inovableparts，and only equipped with tube for measuring fluid，sensor and electronic contr01 elements．The chal．ac．teristics of fully electronic integrated gas meter are in troduced，and the structure and performance parameters of the meter as well as its advantages over diaphragm gas meter are analyzed．
Key words: fully electronic integrated gas meter；diaphragm gas meter；sensor
1 全電子一體式燃?xì)獗淼奶攸c(diǎn)
燃?xì)獗戆l(fā)明于l815年，至今已經(jīng)經(jīng)過(guò)了170多年的發(fā)展歷程。目前家用燃?xì)獗硪阅な饺細(xì)獗頌橹髁?，自?dòng)化燃?xì)獗斫?span lang="EN-US">10年才出現(xiàn)。由于傳統(tǒng)的自動(dòng)化燃?xì)獗硎且阅な饺細(xì)獗碜鳛榛恚诖嘶A(chǔ)上安裝電子控制裝置的表型，都需解決機(jī)電信號(hào)轉(zhuǎn)換的可靠性問(wèn)題。因此，另辟蹊徑，研發(fā)一種全電子一體式燃?xì)獗?，無(wú)需在基表上加裝機(jī)電信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置，從而規(guī)避傳統(tǒng)的自動(dòng)化燃?xì)獗淼臋C(jī)電信號(hào)轉(zhuǎn)換的可靠性問(wèn)題，非常必要。
全電子一體式燃?xì)獗頊y(cè)量系統(tǒng)中沒(méi)有機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)，且產(chǎn)品無(wú)可動(dòng)部件，只有傳感器的電子控制元件來(lái)執(zhí)行流量的測(cè)量與計(jì)量。全電子一體式燃?xì)獗砭哂腥缦绿攸c(diǎn)：
① 沒(méi)有機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)，且無(wú)可動(dòng)部件，不會(huì)像膜式燃?xì)獗砟菢赢a(chǎn)生機(jī)械故障問(wèn)題。
② 全電子一體式燃?xì)獗碇兄挥袦y(cè)量流體的管段、傳感器、電子控制元件，因此體積小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性好。
③ 全電子一體式燃?xì)獗頌橐惑w式結(jié)構(gòu)，無(wú)任何外掛裝置，安全性好，不容易竊氣。
④ 全電子一體式燃?xì)獗淼膫鞲衅魍ㄟ^(guò)測(cè)量流體的動(dòng)壓力、差壓、流速等來(lái)測(cè)量流量，不需要機(jī)電信號(hào)轉(zhuǎn)換，規(guī)避了機(jī)電信號(hào)轉(zhuǎn)換的可靠性問(wèn)題。
⑤ 全電子一體式燃?xì)獗砩?jí)換代容易，升級(jí)換代成本低。根據(jù)燃?xì)夤竞陀脩舻囊?，只需在電子控制系統(tǒng)上稍加變動(dòng)，就能成為燃?xì)夤竞陀脩羲璧淖詣?dòng)化燃?xì)獗怼?span lang="EN-US">
⑥全電子一體式燃?xì)獗砜梢詫⑻烊粴夤r體積流量轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)體積流量，實(shí)現(xiàn)溫壓補(bǔ)償，為民用天然氣能量計(jì)量在技術(shù)上鋪平了道路。
2 全電子一體式燃?xì)獗碓砗托阅?span lang="EN-US">
① 結(jié)構(gòu)和原理
全電子一體式燃?xì)獗斫Y(jié)構(gòu)見圖1。
燃?xì)庠跍y(cè)量管中流動(dòng)，通過(guò)阻流件(靶片)時(shí)產(chǎn)生壓差，對(duì)阻流件有一作用力，作用力的大小與燃?xì)饬魉俚亩畏匠烧?。阻流?span lang="EN-US">(靶片)所受的作用力經(jīng)剛性連接的傳遞件(測(cè)桿)傳至力傳感器，力傳感器產(chǎn)生電壓信號(hào)輸出，此電壓信號(hào)經(jīng)前置放大、AD轉(zhuǎn)換及計(jì)算機(jī)處理后，即可得到相應(yīng)的瞬時(shí)流量和累積總量。
式中F——靶片所受的作用力，N
C——阻力系數(shù)
A——靶片的迎流面積(即靶片在管道橫截面上的投影面積),m2
P——工況下燃?xì)饷芏龋?/font>kg/m3
壓力傳感器、溫度傳感器、力傳感器的模擬信號(hào)經(jīng)AD轉(zhuǎn)換后傳給單片機(jī)，單片機(jī)加以處理后發(fā)送給提示裝置(液晶屏、發(fā)光管和蜂鳴器)以提示用戶，并可向控制閥發(fā)出指令以實(shí)現(xiàn)通斷功能。通過(guò)通信接口(RS485)將計(jì)量數(shù)據(jù)通過(guò)通信信道發(fā)送到燃?xì)夤镜挠?jì)算機(jī)中心，或通過(guò)無(wú)線通信模塊以無(wú)線傳輸?shù)姆绞桨l(fā)送到燃?xì)夤镜挠?jì)算機(jī)中心，并接受計(jì)算機(jī)中心發(fā)出的指令實(shí)現(xiàn)控制功能。全電子一體式燃?xì)獗碓硪妶D2。
② 性能參數(shù)
全電子一體式燃?xì)獗硗ㄟ^(guò)了無(wú)錫市計(jì)量測(cè)試中心對(duì)精確度、重復(fù)性、總壓力損失的檢測(cè)，取得了校準(zhǔn)證書。因目前沒(méi)有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，只能參照膜式燃?xì)獗淼臉?biāo)準(zhǔn)，其技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到GB／T6968-2011《膜式燃?xì)獗怼?span lang="EN-US">1.5級(jí)表的要求，主要技術(shù)參數(shù)見表l。
③ 與膜式燃?xì)獗硐啾鹊闹饕獌?yōu)點(diǎn)
與膜式燃?xì)獗硐啾?，全電子一體式燃?xì)獗砭哂幸韵聝?yōu)點(diǎn)：
a．全電子一體式燃?xì)獗碇亓枯p，體積小，體積只有膜式燃?xì)獗淼囊话胱笥摇?span lang="EN-US">
b．具有顯示瞬時(shí)流量、累積流量功能，計(jì)量精度高于膜式燃?xì)獗怼?span lang="EN-US">
c．產(chǎn)品無(wú)可動(dòng)部件，只有傳感器、電子控制元件和測(cè)量流體的管段。工作環(huán)境為-10～60℃，防水防潮。殼體內(nèi)有防震彈簧，耐強(qiáng)震，外殼材質(zhì)由不銹鋼板沖壓成型，耐壓強(qiáng)度高，防腐蝕性能好。因此，其可靠性優(yōu)于膜式燃?xì)獗怼?span lang="EN-US">
d．為天然氣能量計(jì)量打下基礎(chǔ)。GB／T22723--2008((天然氣能量的測(cè)定》在2009年8月1日已開始實(shí)施，在今后的幾年內(nèi)，國(guó)家將逐步推廣和實(shí)施家用燃?xì)獾哪芰坑?jì)量。全電子一體式燃?xì)獗砟軐⒐r天然氣體積流量轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)天然氣體積流量，為天然氣的能量計(jì)量打下基礎(chǔ)。
e．全電子一體式燃?xì)獗韽募夹g(shù)和成本上取得了突破，其成本與以膜式燃?xì)獗碜鳛榛淼淖詣?dòng)化燃?xì)獗砘鞠喈?dāng)，但性能和可靠性比膜式燃?xì)獗砗谩?span lang="EN-US">
3 結(jié)語(yǔ)
雖然全電子一體式燃?xì)獗淼难邪l(fā)成功標(biāo)志著民用燃?xì)饬髁坑?jì)量有了新的進(jìn)展與突破，標(biāo)志著新一代燃?xì)獗淼牡絹?lái)，但這僅僅是第一步。由于燃?xì)獗淼奶厥庑?，其?biāo)準(zhǔn)的制定、產(chǎn)品的推廣‘使用需要有關(guān)的合作企業(yè)、燃?xì)夤竞驼嘘P(guān)部門密切合作，做好全電子一體式燃?xì)獗淼漠a(chǎn)品商品化、標(biāo)準(zhǔn)化、市場(chǎng)準(zhǔn)人和市場(chǎng)推廣等工作，為全電子一體式燃?xì)獗淼陌l(fā)展開辟?gòu)V闊前景。
本文作者：楊曉偉 李素賢
作者單位：無(wú)錫市計(jì)量測(cè)試中心，江蘇無(wú)錫214101
無(wú)錫市燃?xì)饪偣荆K無(wú)錫214023
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