鐘罩式氣體流量標準裝置具有計量特性穩定、易于標定的特點，是目前在各計量技術機構和燃氣表生產廠家普遍使用的氣體流量標準裝置。但目前大部分在用的鐘罩流量標準裝置還采用人工讀數，人工讀數存在讀數誤差較大、人為影響因素多、效率低等問題，并且該鐘罩還存在機械震動、溫度波動、瞬間壓力波動等因素的干擾。因此，通過計算機技術的應用，結合國內外同類設備的使用經驗，對計量技術機構的國產鐘罩進行自動化改造，以滿足計量準確的要求。、一、工作原理

本裝置鐘罩的型號是200L，采用串聯法進行檢定，可同時檢定8只燃氣表。本裝置主要由鐘罩、液槽、指示機構、氣體試驗管路、溫度壓力補償裝置、控制機構等組成。本裝置的標準裝置主要由鐘罩的容積決定，指示準確度主要由機械光碼盤決定。當鐘罩放入液槽內，通過液體組成密閉的容器。當鐘罩向下運動時，鐘罩內的氣體將排出，通過試驗管路進入被檢燃氣表，通過指示機構讀出鐘罩排出的氣體體積，與被檢燃氣表顯示的體積進行比較，即可得出被檢表的基本誤差。

二、系統改造方案

在本方案中，使用增量型旋轉編碼器來代替光碼盤，傳感器采用高靈敏度的光電傳感器，應用采集卡將鐘罩的氣體排量信號、被檢表的示值信號、管路溫度信號、管路壓力信號采集出來，通過COM串口傳輸給上位機及計算機，輸入的參數由計算機對溫度信號及壓力信號自動補償，并且將實際值和測量值的信號與JJG165-2005《鐘罩式氣體流量標準裝置》檢定規程規定的基本誤差進行比較運算，*后將運算結果打印出來。

1.傳感器選擇

傳感器采用Qmron的E6B2增量型旋轉編碼器，每旋轉1圈輸出2000個脈沖，有A、B、Z三相脈沖輸出。裝在被檢燃氣表內傳感器采用Honeywell的HOA0890-T51光電傳感器，計數器每轉動10L，光電傳感器將輸出10個脈沖，該傳感器的分辨率比以往的傳感器提高了幾百倍，靈敏度與穩定性也有很大的提高。使用該傳感器不僅提高了測量準確度，同時還提高了檢定效率。

我們選用的Pt100溫度傳感器，分別安裝于鐘罩的出口、**只表的進氣口、*后一只表的出氣口，用以測量鐘罩和被檢表處的溫度，并采用了DAC-8013E三路熱電阻輸入模塊和DAC-8520通信模塊。

2.編碼器的傳動機構

參考國外同類裝置的經驗，取消了原鏈輪及齒輪，而直接在原鏈輪的位置上安裝了一個加工有V形槽的金屬輪，并通過一柔性聯軸器與編碼器直接連接，用細銅絲取代以前的鏈條跨過V形輪與鐘罩和小重錘相連，這樣就將鐘罩的垂直運動變成編碼器的旋轉運動，使整個計數過程準確可靠。

3.信號處理

旋轉編碼器的信號輸出分別有遞增、遞減和可逆三種形式。但大多都使用了其A、B兩相輸出中的其中一路信號，遞增或遞減，這樣無論鐘罩上升還是下降，計數器都作出計數，從而導致計數誤差。

在本方案中，我們使用了可逆計數功能，以識別鐘罩的上升和下降，杜絕計數誤差。同時采用了四倍頻技術，每轉1圈將會得到8000個脈沖信號，這將有助于提高裝置的計數準確度。

4.數據采集

我們選用的數據采集卡是inLog PCX-8354PCI總線多功能定時/計數及數字I/O卡。該計數卡具有8路輸出通道和8路輸入通道，具有防抖動功能。

鐘罩式氣體流量標準裝置的自動化改造原理圖如圖1所示。

圖1 自動化改造原理圖

三、裝置的應用效果

本裝置經改造后，經重新檢定其測試結果完全符合技術要求。整個裝置的測量準確與自動化程度有很大提高，提高了工作效率，達到了預期的改造要求。

四、使用及改造中需注意的問題及解決方案

在此次對鐘罩的自動化改造中，也應當注意以下問題:

1.該裝置易受壓力波動的影響，如校驗室的門開與關會導致試驗室的空氣波動，導致鐘罩震動，會引起計數誤差。因此，應將試驗室的門做成滑動門，以消除突然的氣壓波動引起的誤差。

2.由于人員的走動，推車的進出、附近機器設備等機械震動導致的地面震動將傳遞到鐘罩，同樣會引起計數誤差，可以在鐘罩的底部加裝防震墊，來減小或消除這種震動。

3.在安裝鐘罩時要注意與地面的垂直度，以防止鐘罩運動時與支撐體的接觸，避免造成重復性誤差。