本发明涉及压差式流量计,特别涉及一种稳流耐压高灵敏压差式流量计。
背景技术:
1、压差流量计是一种测定流量的仪器,利用流体流经节流装置时所产生的压力差与流量之间存在一定关系的原理,通过测量压差来实现流量测定。
2、节流结构是压差式流量计的关键部件,节流组件的阻滞作用使得流体在节流组件前后端产生压力差。传统压差式流量计在使用时,只能实现单向测量流量,当管道内出现气体高低压或者流体方向,如射流或涡流出现变化时,现有流量计则不能准确进行流量计量,从而影响管道流量监管数据的准确性。
技术实现思路
1、本发明提供一种稳流耐压高灵敏压差式流量计,用以解决现有的流量计在工作时当流体方向及流道内高或低压力出现变化时,只能单向测量不能实现双向测量的情况;以及,目前的流量计在存在流体波动(管道内的流体方向出现变化)时,现有流量计不能准确计量流量的情况。
2、本发明提供一种稳流耐压高灵敏压差式流量计,包括:基座,所述基座外设置有传感组件;所述基座内设有节流组件,所述节流组件和传感组件之间通过测量通道连通,并用于将基座内的流体引入测量通道内进行流量计量。
3、优选的,压力平衡组件,包括压力平衡罩,所述压力平衡罩罩设在传感组件的外侧,并用于将传感组件、测量流量通道进行封闭。
4、优选的,控制板,设于传感组件的上方,控制板利用支柱架设在传感器组件的上方,或者利用支柱安装在外罩的内顶面;
5、控制板通过导线电连接传感组件和外部接插件,外罩罩设在控制板的外侧,所述外部接插件安装在外罩的其中一侧,并用于和外部接插件电连接。
6、优选的,所述传感组件包括:
7、压力传感器,位于压力平衡组件的内侧壁,并设有一个或多个,所述压力传感器通过导线贯穿压力平衡组件并连接控制板;
8、温湿度传感器,位于压力平衡组件的内侧壁,并设有一个或多个,所述温湿度传感器通过导线贯穿压力平衡罩并连接控制板;
9、压差传感器,位于压力平衡组件的内侧壁,并设有一个或多个,所述压差传感器通过导线贯穿压力平衡组件并连接控制板;其中,压差传感器位于测量通道的进口和/或出口。
10、优选的,整流组件,位于基座内的流体通道内,包括一组或多组,所述整流组件用于对流体通道内的流体进行整流。
11、优选的,所述整流组件由挡板、固定件、网板依次连接形成;或者,所述整流件由挡板、固定件、网板、固定件、网板依次连接形成。
12、优选的,所述挡板上均布有多个小孔,各所述小孔用于将流入/流出的流体进行分流,并引入固定件,所述固定件再将流体经网板进行二次整流后流入测量通道内进行流体流量计量。
13、优选的,所述整流组件通过带有通道的端盖安装在基座的流入/流出端口;所述端盖远离基座的一端连接配管接头,所述配管接头用于连接直管。
14、所述测量通道由截面为“┻”型结构的构件在基座内壁形成;所述测量通道为“╝╚”结构,该结构的上方用于连接压差传感器,该结构的下方两端分别设有端口p1、端口p2,其端口p1、端口p2位于节流组件的两端,并分别用于对节流组件进行节流的流体引入测量通道内,供传感组件进行测量。
15、优选的,当基座的流体通道内,经由节流组件的流体q的流向状态为静止时,流通通道内的压力为端口p1=端口p2;
16、当基座的流体通道内,经由节流组件的流体q的流向为端口p1流向端口p2时,流通通道内的压力为端口p1>端口p2;
17、当基座的流体通道内,经由节流组件的流体q的流向状态为端口p2流向端口p1时,测量通道内的压力为端口p1<端口p2。
18、优选的,所述测量通道设有压力平衡开口,所述压力平衡开口用于将流通通道内的流体引入压力平衡组件内;
19、压差传感器的外部承受气压为p0时,端口p1、端口p2与压差传感器外部的压力差分别为(p1-p0)·s、(p2-p0)·s);
20、压差传感器的外部承受气压为p1时,端口p1、端口p2与压差传感器外部的压力差分别为0、(p2-p1)·s)。
21、其中,s是压差传感器结构外壳的体内部受力面积。
22、优选的,所述节流组件包括低压节流组件和高压节流组件,所述低压节流组件的节流通道比高压节流组件的节流通道少。
23、优选的,对测量通道内的待测流体进行温度、气压修正:
24、步骤1,利用公式(1)获取测量通道内的气体质量流量:
25、
26、其中,c为流出系数;β为节流组件(7)开孔面积的直径与管道横截面积直径的直径比;a0为节流组件开孔面积;δp为节流组件取压处的静压差(pa);ε为可膨胀性系数;p1为节流组件前气体密度;其中,p、δp均为实测量;ε为统计量;
27、步骤2,获取流量通道内的气体密度,利用公式(2)并对其进行温度和气压的修正:
28、
29、其中,ρn为标准状态下气体密度;pn为标准状态下气体压强;tn为标准状态下气体热力学温度;p为实际气压;t为实际热力学温度;
30、步骤3,利用公式(3)计算并获得修正后的气体流量:
31、
32、其中,δp为节流组件取压处的静压差;pin为管内气压;p为实际环境大气压;t为实际气体热力学温度;k为流量系数。
33、优选的,根据各气体组分含量对混合气体的密度进行计算;其中,混合气体为干空气加入氧气、二氧化碳、水蒸气;
34、
35、其中,δp为节流组件取压处的静压差;pin为管内气压;p为实际环境大气压;t为实际热力学温度;φ为实际相对湿度;g为实际二氧化碳浓度;fio2为实际氧气浓度;f(t)为空气饱和水蒸气百分比;k为流量系数。
36、本发明的工作原理和有益效果如下:
37、本发明提供一种稳流耐压高灵敏压差式流量计,包括:基座,所述基座外设置有传感组件;所述基座内设有节流组件,所述节流组件和传感组件之间通过测量通道连通,并用于将基座内的流体引入测量通道内进行流量计量。
38、具体的,节流组件是压差式流量计的关键部件,节流件的阻滞作用使得流体在节流组件前后端产生压力差。传统压差式流量计的节流件有孔板、文丘里管、喷嘴等结构,经过近百年的研究积累了大量的经验数据,实现了标准化,但是都有各自的缺点,存在范围度小,或加工复杂,或重复性不好,或易被堵塞等问题。本发明中的节流组件,具有重复性好,测量稳定,精度高,结构简单,可靠性高,无可动部件等优点;通过本发明提供的技术方案,能够解决管道内利用流量计进行测量时,当流体方向出现变化导致其只能单向测量不能实现双向测量的情况;以及,目前的流量计在存在流体波动(管道内的流体方向出现变化)时,不能准确计量流量的情况。
39、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
40、下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
1.一种稳流耐压高灵敏压差式流量计,其特征在于,包括:基座(2),所述基座(2)外设置有传感组件;所述基座(2)内设有节流组件(7),所述节流组件(7)和传感组件之间通过测量通道连通,并用于将基座(2)内的流体引入测量通道内进行流量计量。
2.如权利要求1所述的一种稳流耐压高灵敏压差式流量计,其特征在于,压力平衡组件,包括压力平衡罩(6),所述压力平衡罩(6)罩设在传感组件的外侧,并用于将传感组件、测量流量通道进行封闭。
3.如权利要求1所述的一种稳流耐压高灵敏压差式流量计,其特征在于,控制板(8),设于传感组件的上方,控制板(8)利用支柱架设在传感器组件的上方,或者利用支柱安装在外罩(9)的内顶面;
4.如权利要求1所述的一种稳流耐压高灵敏压差式流量计,其特征在于,所述传感组件包括:
5.如权利要求1所述的一种稳流耐压高灵敏压差式流量计,其特征在于,整流组件(1),位于基座(2)内的流体通道内,包括一组或多组,所述整流组件用于对流体通道内的流体进行整流。
6.如权利要求5所述的一种稳流耐压高灵敏压差式流量计,其特征在于,所述整流组件(1)由挡板(101)、固定件(102)、网板(103)依次连接形成;或者,所述整流件(1)由挡板(101)、固定件(102)、网板(103)、固定件(102)、网板(103)依次连接形成。
7.如权利要求6所述的一种稳流耐压高灵敏压差式流量计,其特征在于,所述挡板(101)上均布有多个小孔,各所述小孔用于将流入/流出的流体进行分流,并引入固定件(102),所述固定件(102)再将流体经网板(103)进行二次整流后流入测量通道内进行流体流量计量。
8.如权利要求5所述的一种稳流耐压高灵敏压差式流量计,其特征在于,所述整流组件(1)通过带有通道的端盖(11)安装在基座(2)的流入/流出端口;所述端盖(11)远离基座(2)的一端连接配管接头(12),所述配管接头(12)用于连接直管。
9.如权利要求1所述的一种稳流耐压高灵敏压差式流量计,其特征在于,所述测量通道由截面为“”型结构的构件在基座(2)内壁形成;所述测量通道为“”结构,该结构的上方用于连接压差传感器(5),该结构的下方两端分别设有端口p1、端口p2,其端口p1、端口p2位于节流组件(7)的两端,并分别用于对节流组件(7)进行节流的流体引入测量通道内,供传感组件进行测量。
10.如权利要求9所述的一种稳流耐压高灵敏压差式流量计,其特征在于,
11.如权利要求1所述的一种稳流耐压高灵敏压差式流量计,其特征在于,所述测量通道设有压力平衡开口,所述压力平衡开口用于将流通通道内的流体引入压力平衡组件内;
12.如权利要求1所述的一种稳流耐压高灵敏压差式流量计,其特征在于,所述节流组件(7)包括低压节流组件(7)和高压节流组件(7),所述低压节流组件(7)的节流通道比高压节流组件(7)的节流通道少。
13.如权利要求1所述的一种稳流耐压高灵敏压差式流量计,其特征在于,对测量通道内的待测流体进行温度、气压修正:
14.如权利要求13所述的一种稳流耐压高灵敏压差式流量计,其特征在于,根据各气体组分含量对混合气体的密度进行计算;其中,混合气体为干空气加入氧气、二氧化碳、水蒸气;