CN103206995A - 适用于厂房条件的气体流量测量装置及测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种适用于厂房条件的气体流量测量装置及测试方法。一般厂房条件下流量测量的再现性较低。一种适用于厂房条件的气体流量测量装置及测试方法，包括文丘里喷嘴、数据采集模块、控制计算机以及依次相接的空气压缩机、空气过滤器、干燥机、粉尘过滤器、储气罐、电子压力控制器和滞止罐，滞止罐通过两组相接的文丘里喷嘴和关断阀与汇合罐相接，汇合罐外接被测对象，汇合罐与被测对象之间设置有第二压力传感器；控制计算机通过数据采集模块分别与温度传感器、第一压力传感器、环境湿度传感器、大气压力传感器和环境温度传感器相接；该方法考虑被测介质对测量的影响和测量环境对被测对象的影响。本发明测量结果稳定，可长期保持测量的精度。
Description
技术领域：
本发明属于流体流量测量设备技术领域，特别是利用压力和温度测量间接进行气体流量测量的设备技术领域，具体涉及一种适用于厂房条件的气体流量测量装置及测试方法。
背景技术
在厂房条件下的气体流量测量装置多采用气体流量计，通常计量检定机构会采用文丘里喷嘴作为气体流量的测量装置；更高一级的计量检定机构则会采用钟罩法进行气体流量的测量。
钟罩法测量气体流量的装置不能随意设置被测对象的测试条件，而且其设备对于一般厂房条件使用来说过于复杂，因此无法在一般厂房使用。
气体流量计有很多种类，从其精度上划分为两类。普通的气体流量计的测量精度比较低，难以满足高精度测量的需求；而高精度气体流量计不但价格较贵，使用维护要求也比较高，而且其测量精度会随着时间的推移逐渐下降，通常在2、3年的使用后就难以保证原先的精度了，所以需要更换新的流量计则，导致使用成本高。
计量检定机构采用文丘里喷嘴测量气体质量流量，测量的精度很高。但是因试验室的环境条件非常稳定，一般厂房的测量环境受气候影响比较大，同样的文丘里喷嘴和测试方法在一般厂房的环境条件下难以达到试验室的测量的精度，对同一个被测对象测量再现性在3%以上，难以达到再现性小于0.25%的高精度要求。
综上所述，现有技术存在的问题是:在一般厂房条件下流量测量的再现性较低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种可在不同时间、不同气候条件下确保测试结果准确性，实现再现性小于0.25%的高精度要求的适用于厂房条件的气体流量测量装置及测试方法。
本发明为克服现有技术存在的问题，提供的技术方案是:
一种适用于厂房条件的气体流量测量装置，包括文丘里喷嘴，其特别之处在于：还包括数据采集模块、控制计算机以及依次相接的空气压缩机、空气过滤器、干燥机、粉尘过滤器、储气罐、电子压力控制器和滞止罐，滞止罐通过两组相接的文丘里喷嘴和关断阀与汇合罐相接，汇合罐外接被测对象，汇合罐与被测对象之间设置有第二压力传感器；所述控制计算机通过数据采集模块分别与温度传感器、第一压力传感器、环境湿度传感器、大气压力传感器和环境温度传感器相接，温度传感器和第一压力传感器设置于滞止罐上。
上述适用于厂房条件的气体流量测量装置的测试方法：根据公式计算气体的质量流量：
参数说明：
该质量流量是在当时环境条件下被测对象在进口压力为某一条件下的气体质量流量；控制计算机通过数据采集模块读取大气压力传感器、环境温度传感器和环境湿度传感器的大气压力、环境温度和环境湿度数值；根据大气压力、环境温度、环境湿度和具体被测对象的前后压差，对气体的质量流量进行修正；具体的修正方法是，选取某一标准被测对象，在比较长的一段时间内重复对该标准被测对象进行测量，时间的跨度应包含不同的大气压力、环境温度和环境湿度条件；将测量数值与被测对象进口压力的1/2次方进行回归，测量数值与大气压力的1/2次方进行线性回归；测量数值与环境温度的1/2次方进行线性回归；测量数值与环境湿度进行线性回归；取得各回归系数后，将流量测量数值根据各回归系数换算到标准工况环境下的流量。
现有的各种测量方法考虑了测量方法本身的测量准确性和测量再现性，本发明在此基础上还额外考虑了被测介质对测量的影响，同时还考虑了测量环境对被测对象的影响。
与现有技术相比，本发明的优点是：
本发明采用文丘里喷嘴作为核心元件进行气体流量测量基础，并根据一般厂房测量产品气体流量的环境条件对文丘里喷嘴的使用条件进行了优化，可在不同时间、不同气候条件下保持测试结果的准确性和再现性: 1、本发明在一般厂房测量环境下进行气体流量测量，测量结果的可将再现性降至0.25%以下；2、本发明采用文丘里喷嘴作为测量核心元件，没有运动构件，所以测量结果稳定，可长期保持测量的精度，确保测试结果的准确性。
附图说明：
下面将结合附图对本发明进行详细地说明。
图1为本发明中气体流量测量装置结构示意图。
图中：1、空气压缩机，2、空气过滤器，3、干燥机，4、粉尘过滤器，5、储气罐，6、电子压力控制器，7、滞止罐，8、文丘里喷嘴，9、关断阀，10、汇合罐，11、被测对象，12、压力传感器，13、环境湿度传感器，14、环境温度传感器，15、大气压力传感器，16、温度传感器，17、压力传感器，18、数据采集模块，19、控制计算机。
具体实施方式
参见图1，一种适用于厂房条件的气体流量测量装置，包括文丘里喷嘴8、数据采集模块17、控制计算机18以及依次相接的空气压缩机1、空气过滤器2、干燥机3、粉尘过滤器4、储气罐5、电子压力控制器6和滞止罐7，滞止罐7通过两组相接的文丘里喷嘴8和关断阀9与汇合罐10相接，汇合罐10外接被测对象11，汇合罐10与被测对象11之间设置有第二压力传感器12；所述控制计算机19通过数据采集模块18分别与温度传感器16、第一压力传感器17、环境湿度传感器13、大气压力传感器15和环境温度传感器14相接，温度传感器16和第一压力传感器17设置于滞止罐7上。
本发明的工作原理如下：从空气压缩机1出来的空气经过空气过滤器2除去其中的油脂、液态水，再在3中彻底干燥，除去空气中的气态水，再经过4过滤掉空气中的粉尘，经过上述步骤后，试验介质空气的状态被调整到一个稳定的状态；处理后的试验介质空气通入储气罐5保存用于试验测试。
进行气体流量测试时，储气罐5中的空气依次经过6，滞止罐7，文丘里喷嘴8，关断阀9，汇合罐10通到被测对象11，压力传感器12感受被测对象11进口处的压力，通过数据采集模块18将压力数值传给控制计算机19，控制计算机19根据控制需求调整电子压力控制器6，将被测对象11进口处的压力控制在要求的范围内；当被测对象11进口处的压力稳定后，控制计算机19通过数据采集模块18读取压力传感器17和温度传感器16的压力和温度数值。
利用如下的公式即可计算气体的质量流量：
参数的说明如下：
上面所获得的这个质量流量是在当时环境条件下被测对象9在进口压力为某一条件下的气体质量流量；控制计算机19再通过数据采集模块18读取大气压力传感器15、环境温度传感器14和环境湿度传感器13的大气压力、环境温度和环境湿度数值；根据大气压力、环境温度、环境湿度和具体被测对象9的前后压差，对气体的质量流量进行修正；具体的修正方法是，选取某一标准被测对象，在比较长的一段时间内重复对该标准被测对象进行测量，时间的跨度应包含不同的大气压力、环境温度和环境湿度条件；将测量数值与被测对象进口压力的1/2次方进行回归，测量数值与大气压力的1/2次方进行线性回归；测量数值与环境温度的1/2次方进行线性回归；测量数值与环境湿度进行线性回归；取得各回归系数后，将流量测量数值根据各回归系数换算到标准工况环境下的流量；这样修正后的气体质量流量在不同的环境条件下都可保证测量的再现性。
Claims (2)
1. 一种适用于厂房条件的气体流量测量装置，包括文丘里喷嘴（8），其特征在于：还包括数据采集模块（17）、控制计算机（18）以及依次相接的空气压缩机（1）、空气过滤器（2）、干燥机（3）、粉尘过滤器（4）、储气罐（5）、电子压力控制器（6）和滞止罐（7），滞止罐（7）通过两组相接的文丘里喷嘴（8）和关断阀（9）与汇合罐（10）相接，汇合罐（10）外接被测对象（11），汇合罐（10）与被测对象（11）之间设置有第二压力传感器（12）；所述控制计算机（19）通过数据采集模块（18）分别与温度传感器（16）、第一压力传感器（17）、环境湿度传感器（13）、大气压力传感器（15）和环境温度传感器（14）相接，温度传感器（16）和第一压力传感器（17）设置于滞止罐（7）上。
2.根据权利要求1所述的适用于厂房条件的气体流量测量装置的测试方法，其特征在于：根据公式计算气体的质量流量：
参数说明：
该质量流量是在当时环境条件下被测对象（9）在进口压力为某一条件下的气体质量流量；控制计算机（19）通过数据采集模块（18）读取大气压力传感器（15）、环境温度传感器（14）和环境湿度传感器（13）的大气压力、环境温度和环境湿度数值；根据大气压力、环境温度、环境湿度和具体被测对象（9）的前后压差，对气体的质量流量进行修正；具体的修正方法是，选取某一标准被测对象，在比较长的一段时间内重复对该标准被测对象进行测量，时间的跨度应包含不同的大气压力、环境温度和环境湿度条件；将测量数值与被测对象进口压力的1/2次方进行回归，测量数值与大气压力的1/2次方进行线性回归；测量数值与环境温度的1/2次方进行线性回归；测量数值与环境湿度进行线性回归；取得各回归系数后，将流量测量数值根据各回归系数换算到标准工况环境下的流量。
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