CN102735291A - 气体流量计及其计量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及机械领域，具体涉及一种气体流量计及其计量方法，能够在管道上直接对计量器维修的同时不影响计量。一种气体流量计包括：流量计主体，其包括主流道、主计量单元和主存储单元；主计量单元可拆卸地设置于主流道上，用于检测主流道内总气体的流量；主存储单元存储总气体的流量值；旁路单元，其包括旁路流道、旁路计量单元和旁路存储单元；旁路流道设置在主流道之外，且旁路流道的两端与主流道连通；旁路计量单元设置于旁路流道上，用于检测旁路流道内分气体的流量；旁路存储单元存储分气体的流量值；显示单元显示总气体流量值和/或分气体流量值和/或总气体流量值与分气体流量值的差值；其中，分气体为总气体中流入至旁路流道的气体。
Description
技术领域
本发明涉及机械领域，具体涉及一种气体流量计及其计量方法。
背景技术
气体计量特别是现在家庭中使用的天然气计量表，基本采用机械仪表技术，如皮膜燃气表。当现有的燃气表发生故障或者燃气表按规定进行定时检测时，往往需要将燃气表从燃气管道上拆卸下来返厂进行维修或更换零件，从而需要中断燃气表或者需要备用燃气表来替补，对于进行现场维修和检测带来不便。
发明内容
本发明提供一种气体流量计及其计量方法，能够在对燃气表进行维修和校正的同时不影响燃气表的计量。
本发明提供一种气体流量计，包括：
流量计主体，其包括主流道、主计量单元和主存储单元；所述主计量单元可拆卸地设置于所述主流道上，用于检测所述主流道内总气体的流量；所述主存储单元用于存储所述主计量单元检测到的总气体的流量值；
旁路单元，其包括旁路流道、旁路计量单元和旁路存储单元；所述旁路流道设置在所述主流道之外，且所述旁路流道的两端与所述主流道连通；所述旁路计量单元设置于所述旁路流道上，用于检测所述旁路流道内分气体的流量；所述旁路存储单元用于存储所述旁路计量单元检测到的所述分气体的流量值；
显示单元，其显示所述主存储单元的总气体流量值和/或显示所述旁路存储单元的分气体流量值和/或所述总气体流量值与分气体流量值的差值；
其中，所述分气体为所述总气体中流入至所述旁路流道的气体。
在本发明各实施例中，优选地，进一步包括：流体整流器；所述旁路流道设置在相对于所述主计量单元靠近所述主流道的出气口的一侧；所述流体整流器设置在所述主流道内且在所述旁路流道两端之间，用于将流入所述主流道的总气体分流，部分气体流入至旁路流道。
在本发明各实施例中，优选地，所述流体整流器将流入所述主流道的总气体的50%流入至旁路流道。
在本发明各实施例中，优选地，所述旁路流道具有与所述主流道的轴向方向相垂直的中心轴，所述旁路流道的内壁具有朝向所述中心轴渐缩的形状，所述旁路计量单元设置在所述渐缩形状的最细处。
在本发明各实施例中，优选地，所述旁路计量单元与所述旁路流道连接处设置密封件。
在本发明各实施例中，优选地，所述主流道计量单元和/或所述旁路计量单元包括具有温度补偿单元的质量流量传感芯片和/或具有压力补偿单元的差压传感芯片；
和/或
所述流量计主体具有至少两个相互备份的所述主存储单元；和/或所述旁路单元具有至少两个相互备份的所述旁路存储单元。
在本发明各实施例中，优选地，进一步包括：
无线传输单元，其设置在所述流量计主体和/或所述旁路单元内；优选地，所述无线传输单元为蓝牙模块或红外模块；
和/或
对比单元，其用于对比所述总气体流量值和所述分气体流量值的差值是否在误差范围内，若超出误差范围，则发出警报。
本发明还提供一种气体流量计的计量方法，所述计量方法包括如下步骤：
启动如所述的气体流量计；
检测总气体的流量并存储总气体流量值；同时，检测分气体的流量并存储分气体流量值；
显示所述总气体流量值和/或显示所述分气体流量值和/或所述总气体流量值与分气体流量值的差值；
其中，所述分气体为所述总气体中流入至所述旁路流道的气体。
在本发明各实施例中，优选地，在显示所述总气体流量值和/或显示所述分气体流量值和/或所述总气体流量值与分气体流量值的差值的步骤之后，进一步包括：
将所述总气体流量值和/或所述分气体流量值无线传输。
在本发明各实施例中，优选地，在检测所述总气体流量值和检测分气体的流量值的步骤之后，且在显示所述总气体流量值的步骤之前，进一步包括：
对检测到的所述总气体流量值和分气体流量值进行温度和/或压力补偿，将补偿后的所述总气体流量值和分气体流量值进行存储。
通过本发明各实施例提供的一种气体流量计及其计量方法，能够带来以下有益效果：
由于本发明提供的气体流量计既能显示总气体流量值，也能显示分气体流量值，从而当流量计主体中的主计量单元或主存储单元需要维护或维修时，气体流量计能够转而显示分气体流量值，从而不影响气体流量计的计量功能；同理，当旁路计量单元或旁路存储单元需要维护或维修时，气体流量计能够转而显示总气体流量值；
通过设置流体整流器，能够按一定比例采集总气体流量值和分气体的流量值，便于在切换计量单元时进行流量值的转换；优选地，可以选择等比例分流，计算更为简便；
通过将旁路流道的内壁设置为相对于其中心轴渐缩的形状，并将旁路计量单元设置在中心轴处，能够更稳定地实现旁路计量单元与旁路流道的固定；优选地，可以设置密封圈，能够更紧密地将二者固定；
通过设置带有温度补偿单元的质量流量传感芯片和/或压力补偿单元的差压传感芯片，能够对检测到的总气体流量值和/或分气体流量值对于温度和压力的影响进行补偿，达到准确计量的效果；
通过设置两个主存储单元和/或旁路存储单元，能够更进一步保护数据的安全性；
通过设置无线传输单元，能够将主存储单元和/或旁路存储单元内的数据传送到其它设备；
通过设置对比单元，能够对主存储单元和旁路存储单元进行判断，判断是否出现计量误差和两个计量单元是否损坏，能够及时发现气体流量计的问题，及时维修。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，以下将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，以下描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图所示实施例得到其它的实施例及其附图。
图1为本发明气体流量计的实施例的拆解图；
图2为本发明气体流量计的实施例的拆解图；
图3为本发明气体流量计的实施例的结构示意图；
图4为本发明气体流量计的计量方法的实施例的流程图。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发明所保护的范围。
本发明提供一种气体流量计，包括：
流量计主体，其包括主流道、主计量单元和主存储单元；所述主计量单元可拆卸地设置于所述主流道上，用于检测所述主流道内总气体的流量；所述主存储单元用于存储所述主计量单元检测到的总气体的流量值；
旁路单元，其包括旁路流道、旁路计量单元和旁路存储单元；所述旁路流道设置在所述主流道之外，且所述旁路流道的两端与所述主流道连通；所述旁路计量单元设置于所述旁路流道上，用于检测所述旁路流道内分气体的流量；所述旁路存储单元用于存储所述旁路计量单元检测到的所述分气体的流量值；
显示单元，其显示所述主存储单元的总气体流量值和/或显示所述旁路存储单元的分气体流量值和/或所述总气体流量值与分气体流量值的差值；
其中，所述分气体为所述总气体中流入至所述旁路流道的气体。
应理解，所述主计量单元和所述旁路计量单元同时进行计量工作，互不影响，实现独立贸易计量。
应理解，所述气体流量计在不进行维修时，显示单元显示所述主存储单元的总气体流量值；当主计量单元或主存储单元进行维修时，显示单元不能检测到所述主存储单元的总气体流量值，从而显示单元显示旁路存储单元内存储的流量值，便于正常计量。
应理解，所述主计量单元和主存储单元可以集成为一体；所述旁路计量单元和旁路存储单元可以集成为一体。
应理解，所述旁路计量单元可以包括比例补偿器，通过比例补偿器将分气体流量值按照一定比例转换成总气体流量值。
应理解，所述旁路单元可以设置在表头内。
应理解，所述旁路流道需与所述主流道连通，当所述旁路流道不与所述主流道连通时，所述旁路流道则无法通过所述气体。
应理解，所述主计量单元距离所述主流道的气体入口的距离为所述主流道的直径的1.5到2.5倍。在此情况下使用可获得最佳效果。
在本发明各实施例中，优选地，进一步包括：流体整流器；所述旁路流道设置在相对于所述主计量单元靠近所述主流道的出气口的一侧；所述流体整流器设置在所述主流道内且在所述旁路流道两端之间，用于将流入所述主流道的总气体分流，部分气体流入至旁路流道。
应理解，将所述流体整流器设置在所述主流道内且在所述旁路流道两端之间，将主计量单元设置在相对于旁路流道远离所述主流道的出气口的一侧，能够达到主计量单元检测主流道内整体的总气体流量值，而流入至旁路流道的分气体为按照所选择的流体整流器的分流比例分出的。在将分气体流量值换算成总气体流量值时，可以按照流体整流器的分流比例进行计算。
应理解，所述流量分配器设置在所述旁路流道的入口和所述旁路流道的出口之间，距离所述主流道入口的距离为主流道直径的0.5到1.5倍。当其中一个计量单元损坏时，另一计量单元能够计算出气体的总流量。
应理解，当旁路流道的长度小于主计量单元的长度，在所述主流道内的气体分为三段，即在流入主流道且在旁路流道的入口之前的一段内，主流道内的气体为总气体，在主流道上位于旁路流道的入口与旁路流道的出口之间的一段，为主气体，此段内总气体的流量为主气体流量与旁路内分气体流量之和；在主流道上旁路流道的出口之后至主流道的出口之间的一段，主流道内为总气体流量。
在本发明各实施例中，优选地，所述流体整流器将流入所述主流道的总气体的50%流入至旁路流道。采用总气体的50%流入至旁路流道的工艺较为简便，便于计算，即主气体流量与分气体流量为1:1。
在本发明各实施例中，优选地，所述旁路流道具有与所述主流道的轴向方向相垂直的中心轴，所述旁路流道的内壁具有朝向所述中心轴渐缩的形状，所述旁路计量单元设置在所述渐缩形状的最细处。
应理解，所述旁路流道的内壁为具有朝向所述中心轴渐缩的形状，即文丘里结构，这种结构在有流体流动时，在中心轴处产生较强的真空，从而能够将位于中心轴出的旁路计量单元更为稳固地旁路流道连接。
应理解，本发明对旁路流道的外壁形状没有限制。
在本发明各实施例中，优选地，所述旁路计量单元与所述旁路流道连接处设置密封件。通过设置密封圈能够更紧固地将旁路计量单元与所述旁路流道连接。
在本发明各实施例中，优选地，所述主流道计量单元和/或所述旁路计量单元包括具有温度补偿单元的质量流量传感芯片和/或具有压力补偿单元的差压传感芯片。
应理解，气体流量计在计量过程中会受到周围环境的影响，如温度和压力等，由于受到环境的影响，则在主计量单元和旁路计量单元计量过程中会出现误差。为了计量更为准确，设置具有温度补偿单元功能的质量流量传感芯片和/或压力补偿单元功能的差压传感芯片进行计量，减少环境的影响。
在本发明各实施例中，优选地，所述流量计主体具有至少两个相互备份的所述主存储单元；和/或所述旁路单元具有至少两个相互备份的所述旁路存储单元。
应理解，为了保证数据的安全性能，可以设置两个以上主存储单元和/或旁路存储单元。
在本发明各实施例中，优选地，进一步包括：无线传输单元，其设置在所述流量计主体和/或所述旁路单元内；优选地，所述无线传输单元为蓝牙模块或红外模块。
应理解，可以采用无线传输单元将气体流量计的计量结果传输，便于采集计量结果；尤其当光线较暗或气体流量计安装位置较隐蔽或不便于采集计量结果的情况时使用。
应理解，还可以采用短距离、低功耗的无线传输技术ZigBee，或者GPRS无线传输设备等。
在本发明各实施例中，优选地，进一步包括：对比单元，其用于对比所述总气体流量值和所述分气体流量值的差值是否在误差范围内，若超出误差范围，则发出警报。
应理解，在计量过程中，当发现主存储单元和旁路存储单元的流量按比例换算后相差超出误差范围，则说明其中一个计量单元出现了问题，需要维修，此时则发出警报提醒使用方进行维修。
对于气体的计量，本发明提供了不影响贸易计量的同时无需拆除流量计主体连接管道的现场维修或更换的气体流量计。每个计量单元可以独立校准，并可在现成维修和更换。这样，使得国家要求进行的常规复检更为容易，使流量计提供的贸易计量服务在国家标准要求下达到了缩短暂停服务时间的效果。本发明的气体流量计具有有自动的温度、压力补偿功能，适应环境变化。此外，本发明还具有计量数据安全的效果、远程数据传输、易于安装和维护的效果。
本发明还可以与全电子的技术相结合，降低了全电子燃气流量计整体的成本。
应理解，流量计主体可以包括主流道、表头板、显示器和电池供电室。
本发明还提供一种气体流量计的计量方法，所述计量方法包括如下步骤：
启动如所述的气体流量计；
检测总气体的流量并存储总气体流量值；同时，检测分气体的流量并存储分气体流量值；
显示所述总气体流量值和/或显示所述分气体流量值和/或所述总气体流量值与分气体流量值的差值；
其中，所述分气体为所述总气体中流入至所述旁路流道的气体。
应理解，可以同时进行计量主流道和旁路流道的总气体流量和分气体流量，互不影响，即能够独立实现贸易计量。
应理解，当气体流量计在不进行维修时，显示总气体流量值；当主计量单元或主存储单元进行维修时，不能检测到总气体流量值，从而显示分气体流量值，便于正常计量。
应理解，旁路流道的分气体流量值可以是主流道的总气体流量值的补充，但同时执行计量的任务。
应理解，旁路计量单元可以独立校准并预校准，在现场维修和服务时无需断开正在工作的主流道。
在本发明各实施例中，优选地，在显示所述总气体流量值和/或显示所述分气体流量值和/或所述总气体流量值与分气体流量值的差值的步骤之后，进一步包括：将所述总气体流量值和/或所述分气体流量值无线传输。
应理解，可以将气体流量计的计量结果传输，便于采集计量结果；尤其当光线较暗或气体流量计安装位置较隐蔽或不便于采集计量结果的情况时使用。
在本发明各实施例中，优选地，在检测所述总气体流量值和检测分气体的流量值的步骤之后，且在显示所述总气体流量值的步骤之前，进一步包括：对检测到的所述总气体流量值和分气体流量值进行温度和/或压力补偿，将补偿后的所述总气体流量值和分气体流量值进行存储。
应理解，气体流量计在计量过程中会受到周围环境的影响，如温度和压力等，由于受到环境的影响，则在主计量单元和旁路计量单元计量过程中会出现误差。为了计量更为准确，设置具有温度补偿单元功能的质量流量传感芯片和/或压力补偿单元功能的差压传感芯片进行计量，减少环境的影响。
在一个实施例中，如图1所示，图1为气体流量计的拆解图，包括：表头箱101、流体整流器102、旁路组件103、主计量单元104、主计量单元控制器105、电池连接器106、旁路计量单元107、密封圈108、流量计主体109、电池组110、主控制板111、LCD显示器112、面板玻璃113、表头盖114和表头密封圈115。
在图1所示的气体流量计中，气体从流量计主体109内的主流道的入口流入，部分气体流入至旁路流道，旁路计量单元107检测旁路流道内气体的流量；主计量单元104检测主流道内气体的流量。
旁路流道与主流道连通，气体从主流道内流入至旁路流道内，即气体从主流道的入口进入，部分气体从旁路流道的入口流入至旁路流道中，再从旁路流道的出口流出旁路流道而进入主流道，通过主流道的出口流出至主流道之外。
在一个实施例中，如图2所示，气体流量计旁路单元包括旁路计量单元201、旁路流道202、旁路密封圈203、旁路连接组件204、旁路气孔205、流体整流器206、主流道207、密封圈208、整体密封圈209和主计量单元210。
其中，图2表示了在一种情况下的旁路单元所具有的组件。
在一个实施例中，如图3所示，为气体流量计整体的外部构造，包括：表头301、显示器302、流量计主体303和气体流道304。
在一个实施例中，如图4所示，气体流量计的计量方法包括如下步骤：
步骤400为：启动气体流量计；
步骤401为：检测总气体的流量值。
步骤402为：检测分气体的流量值。
应理解，步骤401和步骤402为同时进行的两个步骤，此处为了表示方便而采取此种方式表述。
步骤403为：对检测到的总气体流量值和分气体流量值进行温度和压力补偿。
应理解，由于气体的计量会受到周围环境的影响，为了计量更精确，对温度和压力两个方面对气体进行补偿。
步骤404为：将补偿后的总气体流量值和分气体流量值进行存储。
应理解，此步骤便于对流量值进行对比。
步骤405为：显示总气体流量值。
应理解，当主流量计损坏时，将自动显示分气体流量值。
步骤406为：将总气体流量值无线传输。
应理解，此步骤也可以传输分气体流量值。
通过本发明各实施例提供的一种气体流量计及其计量方法，能够带来以下有益效果：
由于本发明提供的气体流量计既能显示总气体流量值，也能显示分气体流量值，从而当流量计主体中的主计量单元或主存储单元需要维护或维修时，气体流量计能够转而显示分气体流量值，从而不影响气体流量计的计量功能；同理，当旁路计量单元或旁路存储单元需要维护或维修时，气体流量计能够转而显示总气体流量值；
通过设置流体整流器，能够按一定比例采集总气体流量值和分气体的流量值，便于在切换计量单元时进行流量值的转换；优选地，可以选择等比例分流，计算更为简便；
通过将旁路流道的内壁设置为相对于其中心轴渐缩的形状，并将旁路计量单元设置在中心轴处，能够更稳定地实现旁路计量单元与旁路流道的固定；优选地，可以设置密封圈，能够更紧密地将二者固定；
通过设置带有温度补偿单元的质量流量传感芯片和/或压力补偿单元的差压传感芯片，能够对检测到的总气体流量值和/或分气体流量值对于温度和压力的影响进行补偿，达到准确计量的效果；
通过设置两个主存储单元和/或旁路存储单元，能够更进一步保护数据的安全性；
通过设置无线传输单元，能够将主存储单元和/或旁路存储单元内的数据传送到其它设备；
通过设置对比单元，能够对主存储单元和旁路存储单元进行判断，判断是否出现计量误差和两个计量单元是否损坏，能够及时发现气体流量计的问题，及时维修。
本发明提供的各种实施例可根据需要以任意方式相互组合，通过这种组合得到的技术方案，也在本发明的范围内。
显然，本领域技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种气体流量计，其特征在于，包括：
流量计主体，其包括主流道、主计量单元和主存储单元；所述主计量单元可拆卸地设置于所述主流道上，用于检测所述主流道内总气体的流量；所述主存储单元用于存储所述主计量单元检测到的总气体的流量值；
旁路单元，其包括旁路流道、旁路计量单元和旁路存储单元；所述旁路流道设置在所述主流道之外，且所述旁路流道的两端与所述主流道连通；所述旁路计量单元设置于所述旁路流道上，用于检测所述旁路流道内分气体的流量；所述旁路存储单元用于存储所述旁路计量单元检测到的所述分气体的流量值；
显示单元，其显示所述主存储单元的总气体流量值和/或显示所述旁路存储单元的分气体流量值和/或所述总气体流量值与分气体流量值的差值；
其中，所述分气体为所述总气体中流入至所述旁路流道的气体。
2.如权利要求1所述的气体流量计，其特征在于，进一步包括：流体整流器；所述旁路流道设置在相对于所述主计量单元靠近所述主流道的出气口的一侧；所述流体整流器设置在所述主流道内且在所述旁路流道两端之间，用于将流入所述主流道的总气体分流，部分气体流入至旁路流道。
3.如权利要求2所述的气体流量计，其特征在于，所述流体整流器将流入所述主流道的总气体的50%流入至旁路流道。
4.如权利要求2所述的气体流量计，其特征在于，所述旁路流道具有与所述主流道的轴向方向相垂直的中心轴，所述旁路流道的内壁具有朝向所述中心轴渐缩的形状，所述旁路计量单元设置在所述渐缩形状的最细处。
5.如权利要求4所述的气体流量计，其特征在于，所述旁路计量单元与所述旁路流道连接处设置密封件。
6.如权利要求1-5中任一项所述的气体流量计，其特征在于，
所述主流道计量单元和/或所述旁路计量单元包括具有温度补偿单元的质量流量传感芯片和/或具有压力补偿单元的差压传感芯片；
和/或
所述流量计主体具有至少两个相互备份的所述主存储单元；和/或所述旁路单元具有至少两个相互备份的所述旁路存储单元。
7.如权利要求1-5中任一项所述的气体流量计，其特征在于，进一步包括：
无线传输单元，其设置在所述流量计主体和/或所述旁路单元内；优选地，所述无线传输单元为蓝牙模块或红外模块；
和/或
对比单元，其用于对比所述总气体流量值和所述分气体流量值的差值是否在误差范围内，若超出误差范围，则发出警报。
8.一种气体流量计的计量方法，所述计量方法包括如下步骤：
启动如权利要求1-7中任一项所述的气体流量计；
检测总气体的流量并存储总气体流量值；同时，检测分气体的流量并存储分气体流量值；
显示所述总气体流量值和/或显示所述分气体流量值和/或所述总气体流量值与分气体流量值的差值；
其中，所述分气体为所述总气体中流入至所述旁路流道的气体。
9.如权利要求8所述的气体流量计的计量方法，其特征在于，在显示所述总气体流量值和/或显示所述分气体流量值和/或所述总气体流量值与分气体流量值的差值的步骤之后，进一步包括：
将所述总气体流量值和/或所述分气体流量值无线传输。
10.如权利要求8所述的气体流量计的计量方法，其特征在于，在检测所述总气体流量值和检测分气体的流量值的步骤之后，且在显示所述总气体流量值的步骤之前，进一步包括：
对检测到的所述总气体流量值和分气体流量值进行温度和/或压力补偿，将补偿后的所述总气体流量值和分气体流量值进行存储。
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