CN103727987A - 一种用于气动调节阀的阀位流量计 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于气动调节阀的阀位流量计，其包括：接收一个阀位控制信号并将其处理成可以用于计算的数字信号的信号处理和转化部分；接收由所述信号处理和转化部分处理并转化的数字信号并进行运算以得到流量数据的中心运算存储控制部分；用于显示所述中心运算存储控制部分得到的流量数据的显示部分。

Description

一种用于气动调节阀的阀位流量计

技术领域

本发明涉及一种阀位流量计，具体涉及一种用于气动调节阀的阀位流量计。 

背景技术

在能源、石油、化工等许多工业领域需要使用气动调节阀。这些气动调节阀往往用于强腐蚀性、高粘滞性流体等较恶劣环境的管道系统中。 

在现有技术中，气动调节阀都没有配备流量计。而目前的生产实践中，操作人员经常需要了解气动调节阀处的流量数据，以便对于工艺参数的改变和调整更加恰当。目前，操作人员通常是通过目测气动调节阀阀杆位置大致估计调节阀的开度从而估计流量。这样的方式过于简单粗放，不准确，不能很好地反映流量的真实情况。 

发明内容

本发明的一个目的是提供一种用于气动调节阀的阀位流量计，以在生产中为操作人员提供比较准确的流量数据。 

本发明提供一种用于气动调节阀的阀位流量计，其包括：接收阀位控制信号并将其处理成可以用于计算的数字信号的信号处理和转化部分，接收由所述信号处理和转化部分处理并转化的数字信号并进行运算以得到流量数据的中心运算存储控制部分，用于显示所述中心运算存储控制部分得到的流量数据的显示部分。 

其中，显示部分可以是LED显示器，LCD显示器，有刻度盘的指示仪表，或者其他任何可以方便地反映流量数据的声光电显示装置，例如通过声音的不同显示流量的大小。 

其中，所述中心运算存储控制部分可以包括存储装置，存储一定时间段内的流量数据测量值。另外，也可以存储流量数据的正常值或者正常值组。这样，操作人员可以方便地了解到一定时间段内的流量情况，也可以了解到流量测量值与正常值之间的差别。 

其中，阀位流量计也可以进一步包括测量周围环境状况的传感器，该传感器信号同样可以首先被阀位流量计中的信号处理和转化部分进行处理，并被处理成可以用于计算的数字信号。 

其中，阀位流量计还可以包括一些接口，例如打印接口，与计算机交互的接口等。 

其中，中心运算存储控制部分可以是一个单片机、单板机、工控机，或者任何其他能实现相同功能的已知装置。 

该发明的优点是可以让操作人员直观准确地实时了解气动调节阀处的流量状况，为工艺参数的调整提供准确的参考依据。 

附图说明

图1为本发明的用于气动调节阀的阀位流量计的示意图。 

具体实施方式

如图1所示，其为一个本发明具体应用的实例。由中控部分1发出一个阀位控制信号，该信号分为两路，一路送到气动调节阀2，该气动调节阀的功能就是依据阀位控制信号，调节流体流量。该气动调节阀的基本构造由执行器，定位器，阀杆，阀外壳组成，其属于现有技术的结构，在此不再赘述。气动调节阀工作时，工作步骤是：阀位控制信号及压缩空气都接入阀门定位器；定位器根据阀位控制信号的变化，调节压缩空气压力输送到执行器，由执行器工作带动阀杆行程，从而起到调节流量的作用。 

阀位控制信号的另一路送到本发明的阀位流量计10，其首先被阀位流量计10中的信号处理和转化部分11进行处理，该阀位控制信号被处理成可以用于计算的数字信号。 

然后，中心运算存储控制部分12接收由所述信号处理和转化部分11处理并转化的数字信号并进行运算以得到流量数据。因为该阀位控制信号对应于阀杆的行程，或者说对应于阀门的开启程度，也就对应于阀门处流体的流量。因此，通过这样对应关系就可以根据阀位控制信号进行一定的运算得出流量数据。因为阀位控制信号与流量相对应是公知常识，根据对应关系进行运算也是本领域技术人员的公知常识。因此具体的计算在此不再赘述。 

显示部分13显示所述中心运算存储控制部分12得到的流量数据。从 而操作人员可以方便地实时了解流量的情况，以及时准确进行工艺参数调整。 

因为本发明的装置是通过气动调节阀的阀位控制信号来计算流量数据，因此其必须与气动调节阀结合使用，或者说是附在气动调节阀上，而又能独立显示流量的装置。其具有独创的特点，起到其它气动调节阀所没有的功能。 

也就是说，本发明的用于气动调节阀的阀位流量计不是单独可用于工程上的流量计，它必须与气动调节阀配套使用。阀位流量计本体不与流体相接触是其主要特点，检测的主要依据是利用气动调节阀的阀杆行程与调节阀的流量特性存在一定关系。在测得阀杆的行程后，便可从阀门的流量特性的数学算法推导出流体通过调节阀的瞬间流量值。 

本发明中所使用的显示部分可以是LED显示器，LCD显示器，有刻度盘的指示仪表，或者其他任何可以方便地反映流量数据的声光电显示装置，例如通过声音的不同显示流量的大小。 

所述中心运算存储控制部分12可以包括存储装置，存储一定时间段内的流量数据测量值。另外，也可以存储流量数据的正常值或者正常值组。这样，操作人员可以方便地了解到一定时间段内的流量情况，也可以了解到流量测量值与正常值之间的差别。 

因为，流量会与周围的环境例如温度、压力等物理特性参数相关，所以，本发明的阀位流量计10也可以进一步包括测量周围环境状况的传感器，例如温度、压力等物理参数的传感器。该传感器信号同样可以首先被阀位流量计10中的信号处理和转化部分11进行处理，并被处理成可以用于计算的数字信号，然后，中心运算存储控制部分12接收该信号，并根据该物理特性参数与流量的关系并结合上述阀位控制信号与流量的关系进行计算，得出更加准确的流量数据。这样的对应关系属于公知常识，其运算也是本领域技术人员的公知常识，在此不再赘述。 

本发明的阀位流量计10还可以包括一些接口，例如打印接口，与计算机交互的接口等。这样，可以方便的将测量结果打印出来，并将数据存储在电脑中。本发明的阀位流量计10还可以包括与中控部分1的接口，以便可以根据本发明的阀位流量计10测得的流量数据自动调整生产的工艺参数。 

中心运算存储控制部分12可以是一个单片机、单板机、工控机，或者 任何其他能实现相同功能的已知装置。 

阀位流量计的流量检测的理论依据是基于调节阀的流量特性与阀杆行程位移间存在一定的关系，因此在测得阀杆行程后，便可从阀门的流量特性的数学算法中推导出流体测量值。流量特性通常有三种是被用户广泛使用的。 

1.直线特性：行程变化引起流量变化成线性关系； 

2.等百分比特性：行程变化引起流量变化成对数关系； 

3.快开特性：具快速开启关闭，具两位式控制关系。 

直线特性： $\frac{Q}{Q\max }=\frac{1}{R}(1+(R+1)\frac{1}{L})$

等百分比特性： $\frac{Q}{Q\max }=R^{(\frac{1}{L}-1)}$

快开特性： $\frac{Q}{Q\max }=\frac{1}{R}{(1+(R^2-1)\frac{1}{L})}^{1/2}$

上述方程中，Q为所求的瞬间流量值； 

Qmax为最大行程L相对应的最大流量值； 

R为最大和最小可控流量比。 

本发明的阀位流量计的特点及适用场合包括以下方面。 

1.由于本发明的流量计可以与所有不同尺寸和不同公司生产的调节阀相配套使用，是其共性的特点，一旦调节阀基本数据组态完成，阀位流量计与配套的调节阀都已固定不能变更。 

如欲更改配套的调节阀，必须重新修正各个常数值，重新组态，因此有“量体裁衣”的特点。 

2.阀位流量计的另一特点是，其工作时不需与被测流体相接触，因此不受流体影响，如高腐蚀，高粘度的流体。 

3.调节阀后管道内流出流量值，例如环保部门要求测量的阀后有害气体排空量，本发明的阀位流量计是最适合的选择。 

4.可满足某些工艺生产要求，可远距离设定调节阀在某一行程下工作，可随时间任意修正行程。 

本发明人根据上述公开的发明结构制作出了样机，并进行了试验，试验结果见后附的表1和表2。 

该试验是测量WEKA(维卡)公司的两种发明的流量。其中的TF流量指示仪即是本发明的阀位流量计。从测量结果看，误差在千分之几的数量级，能完全满足生产上操作人员了解流量状态以便调整工艺参数的需要。 

虽然已描述了多个实施例，本领域的技术人员应当认识到，无数的变化和／或修改可以做出而不会脱离本发明广泛描述的精神和范围。因此，本发明的实施例从各方面说都只是说明性的，而不是限制性的。 

本发明不局限于实施方式中所描述的具体内容。 

WEKA阀门流量与TF流量指示仪对照 

表1：WEKA等百分比调节阀(DN25，可调比R=50，Kvmax=15) 

①WEKA等百分比调节阀在可调比R=50时，行程每增加10％，Kv值将在增加前一Kv值的48％。 

②Kvs=Kvmax X Kv 

表2：WEKA线性调节阀(DN=80，可调比R=50，Kvma×=156) 

①由WEKAAG给出。 

②Kvs=KvmaxXKv。 

Claims (6)

1.一种用于气动调节阀的阀位流量计，其特征在于，包括：接收一个阀位控制信号并将其处理成可以用于计算的数字信号的信号处理和转化部分；接收由所述信号处理和转化部分处理并转化的数字信号并进行运算以得到流量数据的中心运算存储控制部分；用于显示所述中心运算存储控制部分得到的流量数据的显示部分。

2.如权利要求1所述的用于气动调节阀的阀位流量计，其特征在于，所述显示部分是LED显示器，LCD显示器，有刻度盘的指示仪表，或者使用声音或者光亮表示数据值大小的显示装置。

3.如权利要求1所述的用于气动调节阀的阀位流量计，其特征在于，所述中心运算存储控制部分包括存储装置。

4.如权利要求1所述的用于气动调节阀的阀位流量计，其特征在于，所述用于气动调节阀的阀位流量计进一步包括测量周围环境状况的传感器。

5.如权利要求1所述的用于气动调节阀的阀位流量计，其特征在于，其中，所述的用于气动调节阀的阀位流量计还包括打印接口或者与计算机交互的接口。

6.如权利要求1所述的用于气动调节阀的阀位流量计，其特征在于，所述中心运算存储控制部分是一个单片机、单板机或者工控机。

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