0 引言
目前，燃气表的检定基本都是在实验室内进行的，但绝大多数燃气表实际安装的环境不可能达到实验室的环境条件，特别是部分工业表，安装环境非常恶劣。燃气表在实际的工作环境中，计量性能如何，是一个值得探讨的问题。目前，国内外众多流量计和流量标准装置生产单位，均没生产燃气表在高低温环境条件用高低温空气作介质开展燃气表示值误差的流量标准装置。本文以高低温交变湿热试验箱为基础，研制一套体积小、结构紧凑、可移动的燃气表计量性能的系列检测装置，将装置推入高低温交变湿热试验箱，利用试验箱中的空气作介质并在试验箱中循环，从而实现对燃气表在高低温环境下的计量性能特别是示值误差的检测。
1 装置设计原理
装置以标准表比较法为原理进行设计。采用0.25级的DN50腰轮、DN50涡轮和DN80涡轮作标准表，经标定后线性内插适用；检测管路采用被检燃气表与标准表串联方式；工作用循环气源采用漩涡泵风机以抽风方式产生；流量调节采用变频器调节风机电机频率实现自动调节；所有的检测量由置于高低温交变湿热试验箱外的工控机采集系统完成，工控机采集系统能自动采集标准表输出脉冲、燃气表示值、标准表处和燃气表处压力温度、检测时间等；检测结果及原始记录、证书打印等由工控机自动完成。
2 装置设计方案
2.1 装置总体构成
目前，燃气表有较多型号规格，根据燃气表的结构尺寸和流量范围，结合高低温交变湿热试验箱的内装尺寸等，将燃气表分成G1.6～G4、G6～G40、G65～G250共三段，每段设计成独立的移动式单工位燃气表检测台，整套装置有三套独立的检测台和一套共用的工控机采集系统。装置构成示意图如图1所示。
2.2 检测台设计
检测台设计成移动式，每次仅安装一只燃气表（单工位），燃气表、标准表、风机等采用串联设计；标准表安装方式、检测管道连接方式根据实际的高低温交变试验箱的空间尺寸设计，设计时使用的高低温交变试验箱，其长×宽×高=1.6m×1.8m×2.7m，其空间高度比较高，设计时将标准表和管道设计为垂直安装方式；管路无流量调节阀，流量调节通过高低温交变试验箱外变频器控制风机转速，控制风机出口风压和风量来调节流量，因此整个燃气表检测台所占体积较小，能方便地移入或移出高低温交变试验箱，以实现全防真的高温或低温检测环境。
2.3 装置功能扩展
图1中风机出口管道处增加了一个三通，目的在于方便将三个单工位检测台组合起来形成一套标准表法气体流量标准装置，扩展装置功能，实现在不进行高低温性能试验时，可将三套检测台并联在一起，检测涡轮、涡街、腰轮等流量计。
图1 G6～G40燃气表检测台构成示意图
2.4 装置采集系统的设计
设计包括计算机系统选取，标准表和燃气表示值采集，压力/温度采集系统等。
因装置配备有变频器并考虑到便于移动，计算机选用笔记本式工控机；用PCI计数卡由工控机自动测量出检测时间内标准表输出脉冲信号量，经换算得标准表示值；将摄像头对准燃气表示值窗，显示器置于高低温交变试验箱外，实现在高低温交变试验箱外采集燃气表示值；压力变送器置于高低温交变试验箱外，标准表和燃气表处压力通过取压软管与压力变送器相连；Pt100型温度传感器安装在标准表和燃气表取温座内，压力变送器输出和温度传感器信号送至模块采集箱中；模块采集箱中温度模块DAC8013E测量温度传感器信号，模拟量模块DAC8017测量压力变送器输出信号，模块测量结果经DAC8520通讯适配器采用RS485方式与工控机实现通讯，实现工控机自动采集压力温度。
3 装置设计的关键和难点
3.1 燃气表检测环境（高温或低温环境）的控制
研制燃气表高低温准确度检测装置的目的即为检测燃气表在高低温环境下的计量性能，故高温或低温环境的控制无疑是整套装置设计的前提。将检测装置设计得尽可能紧凑，且可移动，使用时将检测装置推入高低温交变试验箱，通过设置高低温箱的温度来调节燃气表的环境温度及气体介质温度。
3.2 装置台的结构紧凑性
检测台需移入高低温箱，因此检测台的结构必须非常紧凑，且设计合理。设计时应考虑到高低温箱结构和尺寸，如高低温箱的空间高度比较大，宜将标准表和前后的直管段均垂直安装，以节约水平方向的空间，充分利用高度上的空间等。
3.3 标准器、燃气表信号采集的可靠性
由于装置运行时处于高低温交变试验箱内，标准器燃气表的信号都不能直接获得，需通过其它的转换方式实现，转换后获得的信号是否准确，是否有滞后也是必须考虑的问题。
3.4 标准表在高低温环境下的性能试验
标准表的性能测试一般都是在实验室条件下进行的，高低温交变试验箱内的环境不管是温度还是湿度都比实验室环境要恶劣得多，因此，在高（低）温的环境和高（低）温的空气介质下，标准表的计量性能如何，是否能满足燃气表高低温准确度检测的要求，是整套装置设计成功与否的关键，也是设计实验验证的一个难点。
4 装置技术特性
G1.6～G4燃气表检测台：流量范围（0.05～10）m3/h，压力（17～－15）kPa，准确度0.25级（常温状态）、0.5级（高低温条件下）。
G6～G40燃气表检测台：流量范围（0.1～100）m3/h，压力（19～－17）kPa，准确度0.25级（常温状态）、0.5级（高低温条件下）。
G65～G250燃气表检测台：流量范围（0.5～400）m3/h，压力（21～－19）kPa，准确度0.30级（常温状态）、0.5级（高低温条件下）。
5 装置功能扩展
装置除了可进行燃气表在高低温环境下的准确度检测外，还可将三个单工位检测台组合起来形成扩展为一套标准表法气体流量标准装置（如图2所示），用于常温下的检定、校准工作。
图2 装置功能扩展示意图
从图2可以看到，在三个单工位检侧台的基础上，只需要增加一根汇管、相应的大小头及伸缩器支架，检测管道的前后直管段，就可以组合成一套标准表法气体流量标准装置。
6 结论
装置的研制，既是满足法定计量技术机构和实验室开展燃气表型式评价试验的需要，又可为燃气表生产企业生产燃气表、研制燃气表新产品等提供一个公共试验平台，实现在高低温环境下对燃气表进行性能试验，以更好地推进我国燃气表产业的发展。
装置的研制也将填补国内尚无高低温燃气表检测装置的空白，为此种设备的定型生产提供有价值的技术资料和研究基础；在此装置研制的基础上，进一步完善生产工艺和方法，可将该装置作为产品推向市场，为燃气表生产企业和法定技术机构直接提供高低温燃气表检测装置；另外，将本装置组合成一套标准表法气体流量标准装置的做法也是本装置设计中的一个亮点，可为今后的标准装置设计提供一些思路。
参考文献
1 彭淑琴，深钦熙等.膜式煤气表国家标准[C].国家技术监督局， 1997
2 杨有涛，沈立新等.膜式燃气表检定规程[C].国家质量监督检验检疫总局，2005
3 杨有涛.膜式燃气表[M].中国计量出版社.2006
