气体涡轮流量计检定方法
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基于激光传感器的气体涡轮流量计检定方法：1概述
机械式燃气轮机流量计主要由涡轮基座流量计、齿轮传动系统和带机械计数器的表头组成，仪表显示累计值。在机械计数器的端轮上设计了同步旋转小磁铁，通过簧管的电路模块输出低频信号（脉冲当量为0.1m3、1m3或10m3）。目前，机械式燃气轮机流量计的常规检定大多采用这种低频信号，特别是流量小时，检定时间长。整个检定工作耗时1小时以上，是同规格燃气轮机电子流量计的3-4倍。虽然这个问题可以通过增加高频模块来解决，但额外的成本会对该流量计的市场竞争力产生重大影响。一般来说，制造商并不专门装备它。也可以拆除仪表头，并在机械计数器前端设置传输齿轮速度的临时光电传感检测[1]，但该方法操作复杂，对验证器要求高，并将增加大量非测试时间。
针对上述问题，在不增加流量计结构和成本的前提下，设计并实现了基于激光传感器和基于标准流量计的气体流量标准装置的机械式燃气轮机流量计的高效标定。
2实施方法
激光传感器是一种新型的测量仪器，基于三角测距原理，激光发射二极管瞄准激光脉冲，并对反射回来的部分散射光进行接收和电路运算处理，可以确定目标距离。它具有速度快、精度高、量程大、抗干扰能力强等优点，常用于长度、距离、振动、速度、方位等物理量的非接触精确测量[2]。该方法采用hG-C1400型激光位移传感器，可精确检测200mm到600mm的距离。
3高频信号检测原理
激光传感器的激光束沿叶轮的轴向照射在叶片上。通过定位调整设置相应的位置参考值（参考上限和参考下限）后，可以检测到叶片位置的变化。当灯在基准值范围内时，传感器发出接通信号，灯在基准值范围外发出断开信号。这样，叶轮旋转产生的信号脉冲数等于叶轮叶片数
激光传感器安装在工作台直管段入口前约5cm处。调整激光发射二极管，使其与喷嘴向内对齐，使激光束尽可能平行于管道轴线。光束穿过流量计直管段和整流器之间的间隙，投射到叶轮叶片的中直径附近。当气动叶轮每次旋转时，每个叶片下的光束将点亮一次，传感器将自动计数并发出高频脉冲。由于流量计叶轮的叶片数通常设计为10~24，即叶轮每旋转一次，传感器将收集不少于10个脉冲。
4标准表气体流量标准装置
近年来，一种新型的标准仪表&气体流量标准装置（以下简称标准装置）因其适应性强而迅速普及。采用多台高精度腰轮流量计作为主要流量标准装置。设计紧凑，场地空间要求低，投资和能源使用相对较少。装置最大检测流量可达2000m3/h，可满足汽轮机、腰轮、超声波等DN小于200mm气体流量计的检测[4]。根据我公司历年的销售数据，DN 200mm以下的流量计占90%以上。
标准装置采用负压法，采用变频风机作为动力源，风机与流量控制阀联动，保证流量控制快速准确。整个系统在PC机的控制下实现自动检测，并能在应用软件界面上实时显示检测过程及温度、压力、时间参数的变化，具有保存、查询、打印等功能
5高效检定方法
基于激光传感器，在标准装置基础上，设计实现了对机械式气体涡轮流量计的高效检定，高效检定装置原理见图3。先在标准装置上完成被检表和激光传感器的安装与对光，再在PC端检测界面对测试流量点、测试次数、初始仪表系数、稳定时间等参数进行输入设定，完成后启动检定。在风机的作用下，被抽取的空气以一定的流量通过被检表前的直管段进入管道，并先后通过被检表和标准表。高效检定装置利用激光传感器检测来读取被检表流量的高频脉冲信号，利用被检表表头计数器接口读取流量的低频脉冲信号。在某流量点一次测试的时间内，计算机结合对被检表流量脉冲信号和温度、压力信号的检测，可计算得出被检表相应的累积流量值，与该时间内标准表所测的累积流量值进行比对，算出该次测试的示值误差，并以表格的形式显示在检测界面上。当完成该流量点的全部测试后，将根据算术平均值求得该流量点多次测试的平均示值误差，直到完成全部流量点的测试。
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