IC卡燃气表转换误差、数据传递误差检测方法的研究

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天然气作为-种清洁能源，是国家宝贵的资源之-， 预付费方式由于适合国情，而成为城镇燃气计量收费的主要方式之-。IC卡燃气表解决了人工抄表收费难等问题，使其作为预付费方式的贸易计量仪表被广泛使用，但使用当中由于产品本身质量以及管理监督不到位也出现-些亟待解决的问题。Ic卡燃气表依据基表种类进行分类，基表为膜式燃气表的称为 IC卡膜式燃气表，基表为涡轮流量计、腰轮流量计等其他流量计的称为 IC卡燃气流量计。

IC卡国内使用情况如下：(1)Ic卡膜式燃气表不论使用在家庭用户还是非家庭用户，-般都不加装温度压力修正的体积修正仪，因此造成 IC卡膜式燃气表控制器 (以下简称卡控)和基表不符的原因是卡控的电信号与基表的机械信号之间的机电转换误差过大。若机电转换方式为脉冲转换方式，即利用干簧管将基表计数器字轮的机械转动转换为脉冲信号，将脉冲信号输入到卡控使其剩余气量减小相应的量值；若机电转换方式为直读转换方式，即基表计数器字轮的示值转换为对应的数字体积量值，将该量值输入到卡控使其剩余气量减小相应的数字体积量值。第-种方式易受各种干扰的影响造成卡控漏计或多计，而且出现的错误计数会-直累计下去；第二种方式的抗干扰性能比较好，且累计过程中-旦偶然出现错误，也会在之后的转换过程中得到改正。但 目前在用表主要采用第-种方式。

(2)IC卡燃气流量计通常都加装体积修正仪，根据 IC卡控制拈 (以下简称卡控)的结构位置可分为-体式和分体式，前者卡控与体积修正仪为-体式结构；后者卡控不与体积修正仪-体，而安装在切断阀上。通常-体式结构的 Ic卡燃气流量计，通过12C数据总线就可实现数据传递，使得卡控的剩余气量减少的量值与标况累积流量增加量值相同，产生数据传递误差的几率很校分体式结构的 Ic卡燃气流量计，体积修正仪输出的标况累积流量通过脉冲形式发送给卡控；或者利用 RS485接 口，采用 MODBUS协议定时进行数据通讯，前者易受干扰，产生较大的数据传递误差，后者控制数据传递误差的效果很好，缺点是耗电量大，如果没有外接电源，则对电池容量和 IC卡燃气流量计的功耗提出较高的要求。

除了卡控与体积修正仪之间的数据传递误差，造成 IC卡燃气流量计基表卡控数据不符的另-个原因就是基表计数器字轮的机械转动转换为脉冲信号输入至体积修正仪的过程中也存在转换误差。

2 转换误差、数据传递误差的检测试验2.1 IC卡膜式燃气表转换误差检测试验目前相关标准中规定：检测 IC卡膜式燃气表转换误差时计量不少于 2个脉冲当量的气量。脉冲当量值的范围十分宽泛，如果计量气量过少则检测出的转换误差实为读数误差，不能反映实际使用中由于干簧管质量、安装位置、电路处理等问题造成的漏计和多计。为此利用 9台样机进行了转换误差检测试验，利用风机提供气源，按图 1连接试验装置，使 IC卡膜式燃气表有间断地持续工作，记录并比较试验前后机械计数器示值、卡控剩余气量值，从而算出转换误差，试验数据详见表 1。

[收稿日期]2012-12-11[作者简介]张 涛 (1969-)，女，山西孝义人，高级工程师 ，毕业于北京航空航天大学，从事燃气计量工作。

工业计量 2013年第23卷第 4期 ·37·FLOW MEASUREMENT接大气图 1 IC卡燃气表试验装置示意图表 1 IC卡膜式燃气表转换误差检测数据表 m。

从试验数据可以发现由于干簧管漏计引起的转换误差出现的时间具有-定的不确定性，计量气量不应低于 1000个脉冲当量，否则很难有效地检测出转换误差超差的IC卡膜式燃气表。应针对各个厂商的产品进行样机试验，以确定较为合理的检测用计量气量。

2.2 IC卡燃气流量计的转换误差、数据传递误差检测试验目前 IC卡燃气流量计的标准针对卡控和基表不符的检测只有数据传递误差，检测的是体积修正仪输出的脉冲信号与卡控剩余气量减少量之差，但流量基表字轮的机械转动通过干簧管转换为脉冲信号输入至体积修正仪的过程中同样会产生转换误差，通过下面的试验可以证实。

利用风机提供气源，按图 1连接试验装置，对 4台样机进行了转换误差和数据传递误差检测试验，使IC卡燃气流量计有间断地持续工作，记录并比较试验前后机械计数器示值、体积修正仪工况累积流量示值、体积修正仪标况累积流量示值、卡控剩余气量值，从而算出转换误差和数据传递误差，试验数据详见表2。

表2 IC卡燃气流量计转换误差、数据传递误差检测数据表 m。

从表2可知，10号表的数据传递误差 (卡控剩余气量减小量与体积修正仪标况流量增加量之差)为- 0.6414m ，没有超过 lm ，而其转换误差为4.4m ，超过 1个脉冲当量，可见 IC卡燃气流量计也存在转换误差，考核 IC卡燃气流量计是否能实现卡控基表相符，不仅应检测数据传递误差，还必须同时检测转换误差。两项检测项目可以同时检测，分别计算。

2.3 IC卡燃气表电磁兼容试验时转换误差和数据传递误差的检测调研中发现个别 IC卡燃气表出现卡控基表数据不符与高压静电干扰有关，还可能与无线电收发机、广播电台、电视台、手机等电磁源产生的辐射有关，因此在对样机进行这两项电磁兼容试验的同时检测转换误差和数据传递误差，具体过程为：试验之前，记录Ic卡燃气表的机械计数器示值和卡控剩余气量，· 38 ·对于 Ic卡燃气流量计还记录了体积修正仪的工况累积流量和标况累积流量。

按图1连接 Ic卡燃气表试验装置，并使其显示屏为常显状态。调节流量调节阀，使通过 IC卡燃气表的流量接近其最大流量 g。依据 GB/T 17626.2《电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验》和GB/T 17626.3《电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验》进行试验，试验过程中，观察卡控剩余气量是否随机械计数器示值或体积修正仪的标况累积流量的增加而正常减孝体积修正仪工况累积流量是否随机械计数器示值的增加而正常增加、是否发生数据紊