摘要：全电子一体式燃气表不以普通膜式燃气表为基表，没有机械传动系统，且无可动部件，只有测量流体的管段、传感器、电子控制元件。介绍全电子一体式燃气表的特点，分析了全电子一体式燃气表的结构、原理、性能参数、与膜式燃气表相比的主要优点。

关键词：全电子一体式燃气表　膜式燃气表　传感器

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　全电子一体式燃气表的特点

    燃气表发明于l815年，至今已经经过了170多年的发展历程。目前家用燃气表以膜式燃气表为主流，自动化燃气表近10年才出现。由于传统的自动化燃气表是以膜式燃气表作为基表，在此基础上安装电子控制装置的表型，都需解决机电信号转换的可靠性问题。因此，另辟蹊径，研发一种全电子一体式燃气表，无需在基表上加装机电信号转换装置，从而规避传统的自动化燃气表的机电信号转换的可靠性问题，非常必要。

全电子一体式燃气表测量系统中没有机械传动系统，且产品无可动部件，只有传感器的电子控制元件来执行流量的测量与计量。全电子一体式燃气表具有如下特点：

    ①　没有机械传动系统，且无可动部件，不会像膜式燃气表那样产生机械故障问题。

    ②　全电子一体式燃气表中只有测量流体的管段、传感器、电子控制元件，因此体积小，结构简单，可靠性好。

    ③　全电子一体式燃气表为一体式结构，无任何外挂装置，安全性好，不容易窃气。

    ④　全电子一体式燃气表的传感器通过测量流体的动压力、差压、流速等来测量流量，不需要机电信号转换，规避了机电信号转换的可靠性问题。

    ⑤　全电子一体式燃气表升级换代容易，升级换代成本低。根据燃气公司和用户的要求，只需在电子控制系统上稍加变动，就能成为燃气公司和用户所需的自动化燃气表。

    ⑥全电子一体式燃气表可以将天然气工况体积流量转换成标准状态体积流量，实现温压补偿，为民用天然气能量计量在技术上铺平了道路。

2　全电子一体式燃气表原理和性能

①　结构和原理

全电子一体式燃气表结构见图1。

燃气在测量管中流动，通过阻流件(靶片)时产生压差，对阻流件有一作用力，作用力的大小与燃气流速的二次方成正比。阻流件(靶片)所受的作用力经刚性连接的传递件(测杆)传至力传感器，力传感器产生电压信号输出，此电压信号经前置放大、AD转换及计算机处理后，即可得到相应的瞬时流量和累积总量。

式中F——靶片所受的作用力，N

　  C——阻力系数

    A——靶片的迎流面积(即靶片在管道横截面上的投影面积),m²

        P——工况下燃气密度，kg/m³

压力传感器、温度传感器、力传感器的模拟信号经AD转换后传给单片机，单片机加以处理后发送给提示装置(液晶屏、发光管和蜂鸣器)以提示用户，并可向控制阀发出指令以实现通断功能。通过通信接口(RS485)将计量数据通过通信信道发送到燃气公司的计算机中心，或通过无线通信模块以无线传输的方式发送到燃气公司的计算机中心，并接受计算机中心发出的指令实现控制功能。全电子一体式燃气表原理见图2。

②　性能参数

全电子一体式燃气表通过了无锡市计量测试中心对精确度、重复性、总压力损失的检测，取得了校准证书。因目前没有相应的标准，只能参照膜式燃气表的标准，其技术指标均达到GB／T6968-2011《膜式燃气表》1.5级表的要求，主要技术参数见表l。

③　与膜式燃气表相比的主要优点

    与膜式燃气表相比，全电子一体式燃气表具有以下优点：

    a．全电子一体式燃气表重量轻，体积小，体积只有膜式燃气表的一半左右。

    b．具有显示瞬时流量、累积流量功能，计量精度高于膜式燃气表。

    c．产品无可动部件，只有传感器、电子控制元件和测量流体的管段。工作环境为-10～60℃，防水防潮。壳体内有防震弹簧，耐强震，外壳材质由不锈钢板冲压成型，耐压强度高，防腐蚀性能好。因此，其可靠性优于膜式燃气表。

    d．为天然气能量计量打下基础。GB／T22723--2008((天然气能量的测定》在2009年8月1日已开始实施，在今后的几年内，国家将逐步推广和实施家用燃气的能量计量。全电子一体式燃气表能将工况天然气体积流量转换成标准状态天然气体积流量，为天然气的能量计量打下基础。

    e．全电子一体式燃气表从技术和成本上取得了突破，其成本与以膜式燃气表作为基表的自动化燃气表基本相当，但性能和可靠性比膜式燃气表好。

3　结语

    虽然全电子一体式燃气表的研发成功标志着民用燃气流量计量有了新的进展与突破，标志着新一代燃气表的到来，但这仅仅是第一步。由于燃气表的特殊性，其标准的制定、产品的推广‘使用需要有关的合作企业、燃气公司和政府有关部门密切合作，做好全电子一体式燃气表的产品商品化、标准化、市场准人和市场推广等工作，为全电子一体式燃气表的发展开辟广阔前景。

本文作者：杨晓伟　李素贤

作者单位：无锡市计量测试中心，江苏无锡214101

无锡市燃气总公司，江苏无锡214023