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隨著國(guo)家(jia)環保政(zheng)策(ce)的持續強化,"煤改(gai)氣(qi)"工程在全國范圍內加速推進,河北等省份(fen)已(yi)率先(xian)啟動(dong)大規(gui)模燃(ran)氣設施改造。由于戶外燃(ran)氣表(biao)需直(zhi)面復雜環境,其(qi)計量準確性成(cheng)為行(xing)業(ye)關注的焦點。基于理想(xiang)氣體狀態方程(PV=nRT),在標準(zhun)狀態(20℃、101.325kPa)下(xia),環境(jing)溫(wen)度每(mei)波動1℃或壓力(li)每變化1kPa,將分別(bie)導(dao)致0.34%和(he)0.99%的體積計量偏差(cha)(cha)(cha)。這種累積誤差(cha)(cha)(cha)在工業(ye)大口(kou)徑燃氣表(biao)和戶外(wai)設(she)備中尤為顯著,往往造成供銷差(cha)(cha)(cha)率超標,直接(jie)影響燃氣企(qi)業(ye)的經(jing)濟效益。
新國標實施在即(ji),溫壓補償(chang)將(jiang)成為燃氣表的強制(zhi)配置(zhi)。針對(dui)現有設備成本(ben)痛點,本(ben)方(fang)案創新采用AS55H-02BA-W02單(dan)芯片數字(zi)傳(chuan)感器,其±1mbar壓(ya)力(li)精度可控制(zhi)體積(ji)示值誤差在±0.4%以內,配(pei)合±0.5℃溫(wen)控性(xing)能,確(que)保整體計量精度符合國家標準。該傳感(gan)器采(cai)用I2C數字接口,內置(zhi)EEPROM存儲校(xiao)準參數,4.5×4.5mm超(chao)小(xiao)封裝配合O型圈密封設計,完美(mei)適應燃氣表(biao)緊湊空間(jian)需求。
溫壓補償主(zhu)要(yao)工作流程如下:
燃氣表通氣運行時,采(cai)樣、計(ji)(ji)數模塊(kuai)采(cai)集(ji)基表的(de)基礎計(ji)(ji)量數據,發送給單片機(ji),單片機(ji)啟動溫度、壓力(li)采(cai)集(ji)模塊(kuai),采(cai)集(ji)到(dao)此時的(de)溫度和壓力(li)數據,帶(dai)入(ru)氣體(ti)狀態(tai)方程公式,將工況計(ji)(ji)量的(de)體(ti)積(ji)轉換(huan)成標況狀態(tai),實際扣減計(ji)(ji)費(fei)。
溫壓傳感器(qi)部件(jian)的選(xuan)型(xing)
溫壓(ya)傳感器部件(jian)是電子式(shi)溫壓(ya)補償燃氣(qi)表的核心部件(jian),是溫度、壓(ya)力補償準確性的關鍵。標準對電子式(shi)溫壓(ya)補償燃氣(qi)表溫度最大允許誤(wu)差和體積示值誤(wu)差要求(qiu)如下:
溫度最大允(yun)許誤(wu)差:電子式(shi)溫壓補償燃(ran)氣表溫度最大允(yun)許誤(wu)差為±0.5度(du)。
體積示(shi)值(zhi)誤差:在燃氣(qi)表初始誤差的基礎上放寬±0.5%。
根據上(shang)述(shu)要求,本(ben)著經(jing)濟適用的原則,推薦使用AIOT的(de)溫度壓力復合傳感器AS55H-02BA-W02。
圖2:AS55H-02BA-W02
北(bei)京盛(sheng)思瑞特傳感技術有限公司代理銷售的溫(wen)度(du)壓力復合傳感器AS55H-02BA-W02的體積小、功耗低、壓力已經溫度修(xiu)正、誤差(cha)小,±1mbar的誤差可(ke)以因保證壓(ya)力造(zao)成(cheng)的體積示值誤差<±0.4%。溫度誤差再<±5.1%的范圍內,可以保證(zheng)總體體積示(shi)值誤差在燃氣表(biao)初始(shi)誤差的基礎(chu)上符合標準要(yao)求。應(ying)用電路非常簡(jian)單,采用I2C數字接(jie)口與(yu)MCU通信,校準(zhun)及溫度補償(chang)參數存儲在內部EEPROM中。MCU通過I2C接口讀(du)出(chu)校準參數(shu)、壓力及溫度數(shu)據即(ji)可算出(chu)補償后的壓力值。
AS55H-02BA-W02氣壓傳感器主(zhu)要(yao)參數:
1、高(gao)精度,1mbar分辯率。-40 ~ 85度(du)溫(wen)度(du)補償。壓力范圍(wei)0-30BAR.
2、低功耗,平均電(dian)流0.6uA(1s 采(cai)樣(yang)率(lv)),待機功(gong)耗(hao)小于0.15uA(在(zai)25℃時)。
3、小體積4.5 x 4.5 mm,或更小體積的ASC31,體積縮小到3.1*3.1mm。都采用密(mi)封設(she)計,只需要一個O型圈即可(ke)做密封處(chu)理。
4、使用(yong)簡單,I2C數據接口輸(shu)出。
展望(wang)未來,隨(sui)著智慧城市建設的(de)推進,集(ji)成溫壓補償功能(neng)的(de)智能(neng)燃氣表(biao)將成為能(neng)源物(wu)聯(lian)網的(de)關鍵節點(dian)。AS55H系(xi)列傳感器憑(ping)借(jie)微功(gong)(gong)耗特(te)性(待(dai)機功(gong)(gong)耗<0.15μA)和寬溫補償能力(-40~85℃)通(tong)過實時采集環境參數(shu)建立動態補償模(mo)型,將推(tui)動燃氣計(ji)量從"周期抄表"向"在線(xian)校準(zhun)"演(yan)進,為城市能源管網智能化升級提供(gong)精準(zhun)數(shu)據支(zhi)撐(cheng),助(zhu)力實現(xian)"雙碳"目標(biao)下的(de)清潔能源高效利用。