摘要：全電子一體式燃氣表不以普通膜式燃氣表為基表，沒有機械傳動系統(tǒng)，且無可動部件，只有測量流體的管段、傳感器、電子控制元件。介紹全電子一體式燃氣表的特點，分析了全電子一體式燃氣表的結構、原理、性能參數(shù)、與膜式燃氣表相比的主要優(yōu)點。

關鍵詞：全電子一體式燃氣表　膜式燃氣表　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　全電子一體式燃氣表的特點

    燃氣表發(fā)明于l815年，至今已經經過了170多年的發(fā)展歷程。目前家用燃氣表以膜式燃氣表為主流，自動化燃氣表近10年才出現(xiàn)。由于傳統(tǒng)的自動化燃氣表是以膜式燃氣表作為基表，在此基礎上安裝電子控制裝置的表型，都需解決機電信號轉換的可靠性問題。因此，另辟蹊徑，研發(fā)一種全電子一體式燃氣表，無需在基表上加裝機電信號轉換裝置，從而規(guī)避傳統(tǒng)的自動化燃氣表的機電信號轉換的可靠性問題，非常必要。

全電子一體式燃氣表測量系統(tǒng)中沒有機械傳動系統(tǒng)，且產品無可動部件，只有傳感器的電子控制元件來執(zhí)行流量的測量與計量。全電子一體式燃氣表具有如下特點：

    ①　沒有機械傳動系統(tǒng)，且無可動部件，不會像膜式燃氣表那樣產生機械故障問題。

    ②　全電子一體式燃氣表中只有測量流體的管段、傳感器、電子控制元件，因此體積小，結構簡單，可靠性好。

    ③　全電子一體式燃氣表為一體式結構，無任何外掛裝置，安全性好，不容易竊氣。

    ④　全電子一體式燃氣表的傳感器通過測量流體的動壓力、差壓、流速等來測量流量，不需要機電信號轉換，規(guī)避了機電信號轉換的可靠性問題。

    ⑤　全電子一體式燃氣表升級換代容易，升級換代成本低。根據(jù)燃氣公司和用戶的要求，只需在電子控制系統(tǒng)上稍加變動，就能成為燃氣公司和用戶所需的自動化燃氣表。

    ⑥全電子一體式燃氣表可以將天然氣工況體積流量轉換成標準狀態(tài)體積流量，實現(xiàn)溫壓補償，為民用天然氣能量計量在技術上鋪平了道路。

2　全電子一體式燃氣表原理和性能

①　結構和原理

全電子一體式燃氣表結構見圖1。

燃氣在測量管中流動，通過阻流件(靶片)時產生壓差，對阻流件有一作用力，作用力的大小與燃氣流速的二次方成正比。阻流件(靶片)所受的作用力經剛性連接的傳遞件(測桿)傳至力傳感器，力傳感器產生電壓信號輸出，此電壓信號經前置放大、AD轉換及計算機處理后，即可得到相應的瞬時流量和累積總量。

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——工況下燃氣密度，kg/m³

壓力傳感器、溫度傳感器、力傳感器的模擬信號經AD轉換后傳給單片機，單片機加以處理后發(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)出指令以實現(xiàn)通斷功能。通過通信接口(RS485)將計量數(shù)據(jù)通過通信信道發(fā)送到燃氣公司的計算機中心，或通過無線通信模塊以無線傳輸?shù)姆绞桨l(fā)送到燃氣公司的計算機中心，并接受計算機中心發(fā)出的指令實現(xiàn)控制功能。全電子一體式燃氣表原理見圖2。

②　性能參數(shù)

全電子一體式燃氣表通過了無錫市計量測試中心對精確度、重復性、總壓力損失的檢測，取得了校準證書。因目前沒有相應的標準，只能參照膜式燃氣表的標準，其技術指標均達到GB／T6968-2011《膜式燃氣表》1.5級表的要求，主要技術參數(shù)見表l。

③　與膜式燃氣表相比的主要優(yōu)點

    與膜式燃氣表相比，全電子一體式燃氣表具有以下優(yōu)點：

    a．全電子一體式燃氣表重量輕，體積小，體積只有膜式燃氣表的一半左右。

    b．具有顯示瞬時流量、累積流量功能，計量精度高于膜式燃氣表。

    c．產品無可動部件，只有傳感器、電子控制元件和測量流體的管段。工作環(huán)境為-10～60℃，防水防潮。殼體內有防震彈簧，耐強震，外殼材質由不銹鋼板沖壓成型，耐壓強度高，防腐蝕性能好。因此，其可靠性優(yōu)于膜式燃氣表。

    d．為天然氣能量計量打下基礎。GB／T22723--2008((天然氣能量的測定》在2009年8月1日已開始實施，在今后的幾年內，國家將逐步推廣和實施家用燃氣的能量計量。全電子一體式燃氣表能將工況天然氣體積流量轉換成標準狀態(tài)天然氣體積流量，為天然氣的能量計量打下基礎。

    e．全電子一體式燃氣表從技術和成本上取得了突破，其成本與以膜式燃氣表作為基表的自動化燃氣表基本相當，但性能和可靠性比膜式燃氣表好。

3　結語

    雖然全電子一體式燃氣表的研發(fā)成功標志著民用燃氣流量計量有了新的進展與突破，標志著新一代燃氣表的到來，但這僅僅是第一步。由于燃氣表的特殊性，其標準的制定、產品的推廣‘使用需要有關的合作企業(yè)、燃氣公司和政府有關部門密切合作，做好全電子一體式燃氣表的產品商品化、標準化、市場準人和市場推廣等工作，為全電子一體式燃氣表的發(fā)展開辟廣闊前景。

本文作者：楊曉偉　李素賢

作者單位：無錫市計量測試中心，江蘇無錫214101

無錫市燃氣總公司，江蘇無錫214023