膜式燃?xì)獗順?biāo)準(zhǔn)探討與研究
費(fèi)戰(zhàn)波、陳浩強(qiáng)
（新天科技股份有限公司，鄭州，450001）
摘要：目前市場(chǎng)上燃?xì)獗?/span>主流有兩種，一種為傳統(tǒng)式的機(jī)械式膜式燃?xì)獗?；另一種為預(yù)付費(fèi)膜式燃?xì)獗怼C(jī)械式膜式燃?xì)獗碛?jì)量通過(guò)機(jī)械滾輪實(shí)現(xiàn)，機(jī)械滾輪根據(jù)使用的氣量進(jìn)行加操作，每使用一個(gè)單位量，滾輪計(jì)數(shù)加一，最終實(shí)現(xiàn)氣量計(jì)量記錄。預(yù)付費(fèi)膜式燃?xì)獗硎窃趥鹘y(tǒng)機(jī)械式基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)得來(lái)的，在原來(lái)基礎(chǔ)上增加電子計(jì)量方式、預(yù)付費(fèi)及顯示功能，可以顯示當(dāng)前燃?xì)獗淼墓ぷ鳡顟B(tài)等。實(shí)現(xiàn)先買氣后用氣的預(yù)付費(fèi)方式，大大降低燃?xì)夤炯叭斯こ杀尽?/a>
GB/T 6968—2011《膜式燃?xì)獗怼穼?shí)施至今已有大約六年半，它為我國(guó)燃?xì)獗淼脑O(shè)計(jì)指明了方向，也幫助我們避免了很多可能出現(xiàn)的問(wèn)題。我司將實(shí)際工作中遇到的情況與GB/T 6968—2011《膜式燃?xì)獗怼愤M(jìn)行對(duì)比，將發(fā)現(xiàn)的幾項(xiàng)差異提出來(lái)與各位同行一同探討研究。
燃?xì)獗砉δ芊矫妫梢钥紤]加上對(duì)異常關(guān)閥、自動(dòng)校時(shí)、階梯費(fèi)率等方面的要求。特性方面，可以考慮加上對(duì)工作環(huán)境或試驗(yàn)環(huán)境溫度、濕度、氣壓等條件的要求。部件方面，可以考慮對(duì)銘牌、電池等加上更為細(xì)致的要求。
關(guān)鍵詞：膜式燃?xì)獗恚籊B/T 6968—2011；探討；研究
一、對(duì)于燃?xì)獗砉δ艿奶接懪c研究
1、關(guān)于異常關(guān)閥功能
當(dāng)燃?xì)獗頇z測(cè)到外部攻擊、微漏、過(guò)流等異常情況時(shí)，燃?xì)獗響?yīng)主動(dòng)關(guān)閥并產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)提醒用戶，同時(shí)將異常情況上傳至服務(wù)器。
2、關(guān)于自動(dòng)校時(shí)功能
在燃?xì)獗韺?shí)際使用過(guò)程中，無(wú)論是隨著時(shí)間的推移電量自動(dòng)消耗，還是用戶在不用的時(shí)候自行扣掉的電池，致使燃?xì)獗黼y免會(huì)出現(xiàn)低電或無(wú)電的情況。如果單片機(jī)停止工作后表計(jì)時(shí)間也停止，單片機(jī)重新上電后表計(jì)時(shí)間接著上次斷電的節(jié)點(diǎn)繼續(xù)往后走，就可能帶來(lái)嚴(yán)重的后果，如切換費(fèi)率出錯(cuò)。因此，我們應(yīng)要求燃?xì)獗砜刂颇K可以自動(dòng)校時(shí)。
所謂硬時(shí)鐘,即采用實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片。它不需要單片機(jī)的干預(yù)就能產(chǎn)生時(shí)、分、秒；年、月、日等日歷數(shù)據(jù)，自動(dòng)修正潤(rùn)年。而另一類由單片機(jī)利用內(nèi)部或外部定時(shí)中斷，通過(guò)程序計(jì)算出實(shí)時(shí)時(shí)間，被稱為軟時(shí)鐘。軟時(shí)鐘是為了提供時(shí)間標(biāo)志，早期的計(jì)算機(jī)在內(nèi)存中開(kāi)辟了幾個(gè)單元，分別作年、月、日、時(shí)、分、秒計(jì)數(shù)器，并設(shè)置了一個(gè)定時(shí)信號(hào)發(fā)生器，大約 55ms輸出一個(gè)脈沖，作為中斷請(qǐng)求，在中斷服務(wù)程序中，修改這些時(shí)間、日期計(jì)數(shù)器。這種主要通過(guò)軟件提供的時(shí)間標(biāo)志稱為軟時(shí)鐘。
實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片是日常生活中應(yīng)用最為廣泛的消費(fèi)類電子產(chǎn)品之一。它為人們提供精確的實(shí)時(shí)時(shí)間,或者為電子系統(tǒng)提供精確的時(shí)間基準(zhǔn),目前實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片大多采用精度較高的晶體振蕩器作為時(shí)鐘源。有些時(shí)鐘芯片為了在主電源掉電時(shí)，還可以工作，需要外加電池供電。
各廠家最后安裝到用戶家里的整表應(yīng)具備自動(dòng)校時(shí)的功能，避免出現(xiàn)結(jié)算或切換費(fèi)率出錯(cuò)等問(wèn)題。
3、關(guān)于階梯費(fèi)率功能
中國(guó)的居民用氣不均衡，有一段時(shí)間，不足20%居民家庭消費(fèi)40%居民氣量；用氣量最多的5%家庭消費(fèi)了近20%的居民氣量。因此，國(guó)家決定推行階梯氣價(jià)。階梯氣價(jià)是指居民每年或每月超過(guò)天然氣基本消費(fèi)量后，執(zhí)行高氣價(jià)，對(duì)用戶消費(fèi)的氣量分段定價(jià)。階梯氣價(jià)將居民用氣劃分為三檔，各檔氣價(jià)按照1:1.2:1.5的比價(jià)安排，實(shí)行超額累計(jì)加價(jià)方式計(jì)費(fèi)。同時(shí)，實(shí)行階梯氣價(jià)前的價(jià)格政策下，收入高，天然氣高消費(fèi)家庭得到的暗補(bǔ)比普通家庭反而更多。
第一檔氣價(jià)按基本補(bǔ)償供氣成本的原則確定，并在一定時(shí)期內(nèi)保持穩(wěn)定；第二檔氣價(jià)按合理補(bǔ)償成本、取得合理收益的原則制定；第三檔氣價(jià)要充分體現(xiàn)天然氣資源稀缺程度。原則上，第一、二、三檔氣價(jià)按1:1.2:1.5的比價(jià)安排。各檔具體氣量和氣價(jià)由各地結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際確定。建立“多用者多付費(fèi)”的階梯價(jià)格機(jī)制，將有助于形成節(jié)能減排的社會(huì)共識(shí)，促進(jìn)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)的建設(shè)。改革開(kāi)放以來(lái)，伴隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的持續(xù)快速發(fā)展，資源約束、環(huán)境污染、氣候變化等一系列挑戰(zhàn)接踵而至。建立“多用者多付費(fèi)”的階梯價(jià)格機(jī)制，將有助于形成節(jié)能減排的社會(huì)共識(shí)，促進(jìn)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)的建設(shè)。
因此，燃?xì)獗響?yīng)具有階梯計(jì)費(fèi)功能。燃?xì)獗砜梢栽O(shè)置不同階梯費(fèi)率及啟用時(shí)間，并可以查詢并顯示當(dāng)前所使用的費(fèi)率。
4、關(guān)于防逆轉(zhuǎn)裝置的逆向通氣量
燃?xì)獗砘剞D(zhuǎn)體積指燃?xì)獗韮?nèi)轉(zhuǎn)閥旋轉(zhuǎn)一圈，出氣口送出氣體的體積。燃?xì)獗矸滥孓D(zhuǎn)裝置指燃?xì)獗矸譃檫M(jìn)氣口和出氣口，安裝時(shí)要根據(jù)箭頭的進(jìn)氣和出氣方向正確安裝，若進(jìn)出氣方向裝反，燃?xì)獗淼淖州啿粫?huì)反向轉(zhuǎn)動(dòng)。
國(guó)標(biāo)GB/T 6968—2011中描述：燃?xì)獗砜砂惭b防逆轉(zhuǎn)裝置。裝有防逆轉(zhuǎn)裝置的燃?xì)獗碓谠庥鋈細(xì)饽嫦蛄鲃?dòng)時(shí)，所記錄的逆向通氣量不應(yīng)大于50倍回轉(zhuǎn)體積。從實(shí)際使用上考慮，50這個(gè)范圍放的過(guò)寬，可進(jìn)行一定幅度的削減。
5、關(guān)于能量計(jì)量
迄今為止，國(guó)際上商品天然氣作為結(jié)算依據(jù)采用的計(jì)量方式有三種：質(zhì)量計(jì)量、體積計(jì)量和能量計(jì)量。除第一種方式很少采用外，其他兩種方式都是普遍采用的。但是，由于不同國(guó)家和地區(qū)所產(chǎn)天然氣的組成有很大差異，其發(fā)熱量也不可能是一個(gè)固定值，因而體積計(jì)量難以正確反映商品天然氣作為一級(jí)能源的價(jià)值。因此，20世紀(jì)80年代北美地區(qū)就在天然氣大規(guī)模交接計(jì)量中，開(kāi)始以能量計(jì)量取代傳統(tǒng)的體積計(jì)量。目前在北美和西歐地區(qū)，大規(guī)模交接計(jì)量幾乎全部采用能量計(jì)量作為結(jié)算依據(jù)。另外，全球正在迅速發(fā)展中的液化天然氣（ING）國(guó)際貿(mào)易也均以能量計(jì)量的方式進(jìn)行結(jié)算。
能量計(jì)量是一種更先進(jìn)、更可靠的計(jì)量方式。國(guó)標(biāo)中可增加對(duì)能量計(jì)量方式的推薦使用，這將更利于我國(guó)智能表行業(yè)的發(fā)展進(jìn)步。
6、關(guān)于電子鉛封
新一代電子鉛封，是采用RFID無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)的創(chuàng)新產(chǎn)品，無(wú)源防爆，每個(gè)鉛封對(duì)應(yīng)全球唯一的RFID芯片號(hào)、唯一的全局序列號(hào)、唯一的加密序列號(hào)，不可能被仿制，配合我公司開(kāi)發(fā)的鉛封管理系統(tǒng)使用，是替代傳統(tǒng)鉛封、提升管理水平的理想產(chǎn)品。
電子芯片鉛封采用數(shù)據(jù)記錄識(shí)別芯片,數(shù)據(jù)一次寫入之后不能二次寫入,芯片由于和鉛封是一體的所以不可被取出,一但被取出便遭到破壞不能識(shí)別,使用放用配套的芯片數(shù)據(jù)采集器無(wú)法識(shí)別,即可認(rèn)定鉛封遭到人為破壞,便可開(kāi)展處理和各項(xiàng)措施。電子鉛封的數(shù)據(jù)和頻率可以由我們編輯和設(shè)定,也可以由使用放自己編輯設(shè)定儲(chǔ)存。電子鉛封必須使用和之相對(duì)照的芯片數(shù)據(jù)采集器進(jìn)行識(shí)別,對(duì)照,即使買到相同的產(chǎn)品,也無(wú)法讀取電子芯片數(shù)據(jù),因?yàn)樗脑O(shè)備中沒(méi)有儲(chǔ)存我們的數(shù)據(jù)。
國(guó)標(biāo)中可加上對(duì)燃?xì)獗碓O(shè)置電子鉛封的建議，電子鉛封可以進(jìn)一步提高燃?xì)獗砜煽啃院桶踩浴?/div>
二、對(duì)于燃?xì)獗碜陨硖匦缘奶接懪c研究
1、關(guān)于實(shí)際工作環(huán)境溫度
膜式燃?xì)獗淼谋須ねǔ殍F制品或鋁制品，它的熱交換性好、導(dǎo)熱性比較強(qiáng)，外界環(huán)境溫度的變化對(duì)其影響較大。所以我們應(yīng)考慮燃?xì)獗淼墓ぷ鳝h(huán)境。
由于燃?xì)鈿怏w屬于可壓縮性的，并且其特性相對(duì)比較復(fù)雜，因此在檢定時(shí)，可以采用空氣作為介質(zhì), 并按理想氣體狀態(tài)方程進(jìn)行計(jì)算,按照規(guī)程規(guī)定確定誤差等的計(jì)算公式，并對(duì)公式中的參數(shù)進(jìn)行說(shuō)明，根據(jù)公式進(jìn)行計(jì)算。若在實(shí)際測(cè)量時(shí).公式不符合實(shí)際情況, 需要對(duì)公式的確定進(jìn)行明確，實(shí)時(shí)調(diào)整計(jì)算方案。高溫時(shí)誤差偏正，低溫（從20℃開(kāi)始）時(shí)偏負(fù)，不同廠家的產(chǎn)品有不同的變化趨勢(shì)，這個(gè)偏差就是通過(guò)試驗(yàn)要找的溫度對(duì)燃?xì)獗懋a(chǎn)生的誤差影響，它不遵守氣體狀態(tài)方程，是由于環(huán)境溫度變化對(duì)燃?xì)獗淼钠つぁ⑾鹉z件、塑料件及其他對(duì)溫度變化敏感的零部件所產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差，是儀表本身的特點(diǎn)決定的。
國(guó)標(biāo)GB/T 6968—2011中沒(méi)有體現(xiàn)工作環(huán)境溫度對(duì)燃?xì)獗淼南拗?，可以考慮加上一個(gè)溫度范圍。如根據(jù)我國(guó)多地在四季常見(jiàn)的溫度范圍（零下15攝氏度到零上35攝氏度），或者根據(jù)我國(guó)不同地區(qū)溫度分布情況提出不同的溫度要求，在這溫度范圍內(nèi)，示值誤差應(yīng)在最大允許誤差范圍內(nèi)。
2、關(guān)于耐水蒸氣特性
金屬材料受周圍介質(zhì)的作用而損壞，稱為金屬腐蝕。金屬的銹蝕是最常見(jiàn)的腐蝕形態(tài)。腐蝕時(shí)，在金屬的界面上發(fā)生了化學(xué)或電化學(xué)多相反應(yīng)，使金屬轉(zhuǎn)入氧化（離子）狀態(tài)。這會(huì)顯著降低金屬材料的強(qiáng)度、塑性、韌性等力學(xué)性能，破壞金屬構(gòu)件的幾何形狀，增加零件間的磨損，惡化電學(xué)和光學(xué)等物理性能，縮短設(shè)備的使用壽命，甚至造成火災(zāi)、爆炸等災(zāi)難性事故。
空氣中相對(duì)濕度越高，金屬表面水膜越厚，空氣中的氧透過(guò)水膜到金屬表面作用。相對(duì)濕度達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，腐蝕速度大幅上升，這個(gè)數(shù)值稱為臨界相對(duì)濕度，鋼的臨界相對(duì)濕度約為70%。
因此，對(duì)于安裝在潮濕地帶燃?xì)獗恚瑧?yīng)具有一定的耐水蒸氣的能力。對(duì)于這類特殊的燃?xì)獗?，?guó)標(biāo)可以考慮加上經(jīng)過(guò)一定天數(shù)的濕度試驗(yàn)后，示值誤差在最大允許誤差范圍內(nèi)。
3、關(guān)于示值誤差試驗(yàn)條件
溫度變化會(huì)使器具形變，在溫差不大的環(huán)境中，器具會(huì)有一個(gè)波動(dòng)值，一般都會(huì)在允許范圍內(nèi)，如果溫度恒定，一般影響不大，每個(gè)器具都有自己的環(huán)境使用溫度，如果過(guò)大的偏離使用溫度，會(huì)造成誤差大，或測(cè)量不準(zhǔn)對(duì)于燃?xì)獗淼氖局嫡`差實(shí)驗(yàn)。
在燃?xì)獗頇z定過(guò)程中，因?yàn)榭紤]到燃?xì)鈿怏w的性質(zhì)是極其特殊的，是一種可壓縮狀態(tài)的氣體，所以需要使用空氣作為重要介質(zhì)。并且按照科學(xué)氣體狀態(tài)的方程式進(jìn)行詳細(xì)精密的計(jì)算，同時(shí)需要對(duì)該公式中的重要參數(shù)情況進(jìn)行詳細(xì)的解釋說(shuō)明。如果按照氣體公式進(jìn)行詳細(xì)的計(jì)算后發(fā)現(xiàn)得出的數(shù)值和實(shí)際情況不一致，那么就需要考慮在計(jì)算過(guò)程中是否出現(xiàn)偏差，同時(shí)結(jié)合實(shí)際對(duì)計(jì)算公式進(jìn)行科學(xué)的調(diào)整。
從實(shí)際計(jì)算中發(fā)現(xiàn)，在高溫狀態(tài)下得出的誤差值是一個(gè)正值:反之在低溫情況下就會(huì)得出一個(gè)負(fù)值，并且研究發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)廠家的不同所造成的變化情況也有差別。所以整個(gè)檢定過(guò)程中就需要通過(guò)對(duì)偏差變化的趨勢(shì)進(jìn)行詳細(xì)分析,找出溫度對(duì)于燃?xì)廪Z所產(chǎn)生的影響變化規(guī)律。而研究發(fā)現(xiàn),燃?xì)獗淼钠つず拖鹉z件等部件對(duì)子溫度變化是極其敏感的,這是由儀表本身的性質(zhì)造成的。換一種說(shuō)法就是在溫度逐漸下降的時(shí)候,氣表會(huì)出現(xiàn)大概在-3%的系統(tǒng)誤差，縱使可以使用氣體狀態(tài)方程進(jìn)行矯正，也無(wú)法從根本上消除誤差帶來(lái)的影響。
因此在實(shí)際測(cè)試時(shí)，應(yīng)對(duì)實(shí)驗(yàn)室的溫度進(jìn)行嚴(yán)格把控，待測(cè)燃?xì)獗淼臏囟纫膊荒芘c環(huán)境溫度相差過(guò)大。為了達(dá)到這樣的目的，我們應(yīng)該先利用調(diào)溫裝置同時(shí)改變實(shí)驗(yàn)室環(huán)境溫度和待測(cè)燃?xì)獗頊囟龋蛘邔⑷細(xì)獗矸湃敕蠈?shí)驗(yàn)溫度的環(huán)境數(shù)小時(shí)后再進(jìn)行測(cè)試。
除了要求試驗(yàn)溫度的范圍限制，國(guó)標(biāo)還可以加上對(duì)濕度、磁場(chǎng)強(qiáng)度及分布情況、大氣壓強(qiáng)等可能影響燃?xì)獗碛?jì)量因素的限制。
三、對(duì)于燃?xì)獗聿考奶接懪c研究
1、關(guān)于銘牌
對(duì)于燃?xì)獗碚迟N的銘牌，我們需要考慮剝離力和剝離強(qiáng)度。剝離力是在一定條件下將壓敏材料從標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試板上以一定角度、一定速度剝離時(shí)所需的力。剝離力屬于力，它的單位一般為N、kgf、gf、lbf等。剝離強(qiáng)度是線強(qiáng)度單位，就是單位長(zhǎng)度上的力，一般用M/mm、kgf/cm、lbf/in表示。因?yàn)閯冸x力只有在相同條件下才能進(jìn)行比較，所以引入剝離強(qiáng)度，測(cè)試時(shí)材料取同樣的寬度，這樣的話相同的材料甚至不同的材料的剝離力才可有可比性。
剝離強(qiáng)度指粘貼在一起的材料，從接觸面進(jìn)行單位寬度剝離時(shí)所需要的最大力。剝離時(shí)角度有90度或180度，單位為：牛頓/米（N/m）。它反映材料的粘結(jié)強(qiáng)度。安全膜厚度和剝離速度都會(huì)影響到剝離強(qiáng)度。但是需要注意的是當(dāng)安全膜的厚度達(dá)到0.2mm及以上時(shí)，剝離強(qiáng)度反而變小，其實(shí)這是因?yàn)橛捎谀さ暮穸仍黾樱瑹o(wú)法實(shí)現(xiàn)90或180度的角度而造成測(cè)量條件的不一致。剝離速度也在一定程度上影響剝離強(qiáng)度。
因此，我們需要考慮增加銘牌剝離力測(cè)試。如測(cè)試銘牌180°剝離力：在一定溫度下，將銘牌一半粘貼在與燃?xì)獗硗鈿は嗤馁|(zhì)的實(shí)驗(yàn)板上，另一半折疊180°，以300 mm/min的速率剝離時(shí)所需要的力。
2、關(guān)于電池
由于燃?xì)獗砉╇姺绞娇梢圆捎貌豢筛鼡Q電池供電和可更換電池供電，尤其是對(duì)于不可更換方式的電池，對(duì)電池的工作壽命應(yīng)十分嚴(yán)格。電池儲(chǔ)存壽命指從電池制成到開(kāi)始使用之間允許存放的最長(zhǎng)時(shí)間，以年為單位。包括儲(chǔ)存期和使用期在內(nèi)的總期限稱電池的有效期。儲(chǔ)存電池的壽命有干儲(chǔ)存壽命和濕儲(chǔ)存壽命之分。循環(huán)壽命是蓄電池在滿足規(guī)定條件下所能達(dá)到的最大充放電循環(huán)次數(shù)。在規(guī)定循環(huán)壽命時(shí)必須同時(shí)規(guī)定充放電循環(huán)試驗(yàn)的制度，包括充放電速率、放電深度和環(huán)境溫度范圍等。
如果采用不可更換電池供電電池壽命不應(yīng)小于燃?xì)獗硪?guī)定的使用期限，否則可能對(duì)用戶使用造成嚴(yán)重后果。如果采用可更換電池供電，燃?xì)獗肀須?nèi)電池倉(cāng)中應(yīng)標(biāo)注清楚電池的正負(fù)極，同時(shí)燃?xì)獗砜删哂袑?duì)于電池極性裝反時(shí)的提醒功能等。
此外，國(guó)標(biāo)還可以考慮規(guī)定燃?xì)獗韽S家應(yīng)在產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)中指明所用電池的型號(hào)。
四、結(jié)束語(yǔ)
新天科技從事智能燃?xì)獗淼难芯恳延惺嗄甑臍v史，在燃?xì)獗硇袠I(yè)里積累了豐富的理論和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。在這里結(jié)合我們實(shí)際工作中遇到的情況與GB/T 6968—2011《膜式燃?xì)獗怼愤M(jìn)行對(duì)比，提出一些拙見(jiàn)與各位同行一起探討研究，以期產(chǎn)品不斷完善。
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