CN101498595B

CN101498595B - 一种利用压力波传播的气体管道流量计

Info

Publication number: CN101498595B
Application number: CN2008102248326A
Authority: CN
Inventors: 蔡茂林
Original assignee: 蔡茂林
Current assignee: Baotou in the creation of energy-saving equipment Technology Co., Ltd.
Priority date: 2008-10-23
Filing date: 2008-10-23
Publication date: 2011-03-02
Anticipated expiration: 2028-10-23
Also published as: CN101498595A

Abstract

本发明属于气动系统节能领域，实现了一种利用压力波传播的气体管道流量计。发明内容主要涉及在气体管道中产生压力波并让其在相同距离的气体管道中正向和逆向传播，测量此时压力波的正向和逆向传播的时间差，计算气体流速，从而算出管道中气体流量的测量方法和测量仪器。当前，测量工业现场中气体管道内的气体流量，要求必须在停止供气后切开金属管道，将孔板流量计、涡街流量计或热式流量计等流量计串联安装在管道上才可进行。本发明改变这种传统的需破坏管道的流量计串联接入方式，提出基于新型流量检测仪的并联接入方式。该流量检测仪安装拆卸方便，符合工业现场在调查压缩空气消耗量时对管道流量的临时测量要求。

Description

一种利用压力波传播的气体管道流量计

本发明属于气动系统节能领域，涉及一种利用压力波传播的气体管道流量计。

背景技术

气体流量测量是气动系统节能领域的关键技术。气体流量是气动系统中的关键参数，是分析和研究气动系统的基础，气体流量计在许多工业和民用场合使用广泛。

国内现有流量计需串联接入管道，在停止供气后拆开供气管路或切开金属管道进行安装，操作十分复杂。针对这一情况，本发明提出并联接入管路的方法，流量计并联接入被测管路的闲置接口，使用方便。

发明内容

本发明的目的在于避免流量计串联接入管道而提供一种接入方便、操作简单、满足节能要求的气体流量计。

本发明的技术方案是：本发明的目的是通过如下措施来达到：

1.流量测量原理

利用压力波传播时差测量气体流量的方法，其测量步骤如下：

(a)处理器输出脉冲信号使电磁换向阀4由下位置上位后复位，产生一个压力波。由压力传感器5实时采集压力P₀，得到压力波传播到a位置时刻t_a；由压力传感器6实时采集压力P_l，得到压力波传播到b位置时刻t_b。

(b)处理器输出脉冲信号使电磁换向阀3由下位置上位后复位，产生一个压力波。由压力传感器6实时采集压力P_ll，得到压力波传播到b位置时刻t_bb；由压力传感器5实时采集压力P_OO，得到压力波传播到a位置时刻t_aa。

基于以上测量值，计算被测对象的流量Q。其中L为a，b之间的距离(如图1)，c为压力波传播的速度即声速，t_ab为压力波从a传播到b的时间，t_ba为压力波从b传播到a的时间，v为气体流速，A为管径。由t_ab＝t_b-t_a；t_ba＝t_aa-t_bb；

t_{ab} = \frac{L}{c + v};

t_{ba} = \frac{L}{c - v}

解气体流速v可得：

v = \frac{L}{2} \cdot \frac{t_{ba} - t_{ab}}{t_{ab} t_{ba}} - - - (1)

由气体流量公式得：Q＝vA (2)

由(1)，(2)得

Q = \frac{L}{2} \cdot \frac{t_{ba} - t_{ab}}{t_{ab} t_{ba}} \cdot A

附图说明

图1是本发明流量计的构成框图。

1—截止阀； 2—截止阀； 3—电磁换向阀；

4—电磁换向阀； 5—压力传感器； 6—压力传感器；

7—A/D转换器； 8—A/D转换器； 9—处理器；

10—处理器； 11—驱动放大电路； 12—驱动放大电路；

13—显示面板； 14—显示面板； 15—同步信号线。

具体实施方式

下面对本发明作进一步的说明。

测量仪器由压力波产生回路、压力测量回路和控制器构成(参见图1)。

1.压力波产生装置，其特征在于：

通过一个二位二通的电磁换向阀实现管路a，b处依次向大气瞬间放气，使压力瞬间降低产生压力波。

2.压力测量装置，其特征在于：

将一个压力传感器5和6接入测量回路。压力传感器5和6的测量信号经由A/D转换器7和8送至处理器9和10。

3.压力波发送接收器A/B，其特征在于：

控制器由A/D转换器7/8、处理器9/10、电磁换向阀3/4、驱动放大电路11/12以及测量过程及结果显示面板13/14构成。流量计电源接通后便开始测量，压力波发送器A/B首先控制电磁换向阀3/4置上位后复位在a/b处产生压力波并计算压力波传播到b/a处所用时间t_ab/t_ba。最后，根据分别测得的时间t_ab、t_ba计算流量并在显示面板13/14上显示测量结果。这一系列的过程是由压力波发送接收器A和B配合共同完成的。

本发明的优点是：与传统的流量计相比，本发明勿需串联接入供气管路，只要并联接入供气管路两闲置接口即可。此外本发明不需要另接气源，故而安装简单、操作方便。

Claims

1.一种利用压力波传播时差测量气体流量的方法，其特征在于：由压力波产生装并联接入管道产生的压力波动，压力波传播的速度受到气体流速的影响，建立气体流速与压力波传播速度的关系，在传播相同距离的条件下，通过并联接入管道的压力传感器接收压力波信号，从而测量压力波分别在逆流和顺流中传播的时间，利用时间差来计算气体流速，从而求解管中的气体流量。

2.实现权利要求1的所述的压力波发生装

，其特征在于：由处理器(9)发送方波信号给驱动电路(11)驱动并联接入管路的电磁换向阀(3)换向，电磁换向阀(3)处于下位放气，a处压力下降，然后电磁换向阀复位，a处压力回升，实现了a处压力波的发生；由处理器(10)发送方波信号给驱动电路(12)驱动并联接入管路的电磁换向阀(4)换向，电磁换向阀(4)处于下位放气，b处压力下降，然后电磁换向阀复位，b处压力回升，实现了b处压力波的发生。