CN104949096B - 蒸汽发生系统及液体流量检测方法和装置 - Google Patents

蒸汽发生系统及液体流量检测方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种液体流量检测方法,包括以下步骤:通过温度传感器实时检测封闭液管内流通的液体温度,其中,温度传感器设置在封闭液管的内壁;根据每个时间检测的液体温度查询预设的温度‑液体流速关系表以获得封闭液管内每个时刻的液体流速;以及记录每个时刻的液体流速和相应的时刻,并根据每个时刻的液体流速和相应的时刻计算封闭液管内的液体总流量。该检测方法不仅能够降低液体流量检测的成本,而且能够提高检测的稳定性。本发明还公开了一种液体流量检测装置以及一种蒸汽发生系统。

Description

蒸汽发生系统及液体流量检测方法和装置
技术领域
本发明涉及蒸汽发生系统技术领域,特别涉及一种液体流量检测方法、一种液体流量检测装置以及一种蒸汽发生系统。
背景技术
目前,市场上通常采用配置在液体流路中的一个或多个电阻器以及与之相连的液体流量检测电路来检测液体流量。具体而言,液体流量检测电路通过检测流过电阻器的电流或由该电流相应地产生的电压,以输出相应的液体流量检测信号来实现液体流量的检测。
但是,该检测方法的成本比较高,而且受检测环境温度的影响比较大。
发明内容
本发明的目的旨在至少解决上述的技术缺陷之一。
为此,本发明的一个目的在于提出一种液体流量检测方法,不仅能够降低液体流量检测的成本,而且能够提高检测的稳定性。
本发明的另一个目的在于提出一种液体流量检测装置。本发明的又一个目的在于提出一种蒸汽发生系统。
为达到上述目的,本发明一方面实施例提出了一种液体流量检测方法,包括以下步骤:通过温度传感器实时检测封闭液管内流通的液体温度,其中,所述温度传感器设置在所述封闭液管的内壁;根据每个时间检测的液体温度查询预设的温度-液体流速关系表以获得所述封闭液管内每个时刻的液体流速;以及记录每个时刻的液体流速和相应的时刻,并根据所述每个时刻的液体流速和相应的时刻计算所述封闭液管内的液体总流量。
根据本发明实施例的液体流量检测方法,首先通过温度传感器实时检测封闭液管内流通的液体温度,然后根据每个时间检测的液体温度查询预设的温度-液体流速关系表以获得封闭液管内每个时刻的液体流速,记录每个时刻的液体流速和相应的时刻,并根据每个时刻的液体流速和相应的时刻计算封闭液管内的液体总流量,从而获得液管内的液体总流量,并且,该液体流量检测方法不仅能够降低液体流量检测的成本,而且能够提高检测的稳定性。
根据本发明的一个实施例,根据以下公式计算所述封闭液管内的液体总流量:
其中,Q为所述封闭液管内的液体总流量,Qi为ti-1时刻到ti时刻流过所述温度传感器的液体流量,si为ti时刻所述封闭液管内的液体流速。
根据本发明的一个实施例,上述的液体流量检测方法,还包括:对所述封闭液管内每个时刻的液体流速进行显示。
在本发明的一些实施例中,上述的液体流量检测方法,还包括:对所述封闭液管内的液体总流量进行显示,并将所述封闭液管内的液体总流量发送给用户终端。
根据本发明的一个实施例,所述封闭液管内的液体温度与所述封闭液管内的液体总流量呈反相关关系。
为达到上述目的,本发明另一方面实施例提出了一种液体流量检测装置,包括:温度传感器,所述温度传感器设置在封闭液管的内壁,所述温度传感器用于实时检测所述封闭液管内流通的液体温度;控制器,所述控制器与所述温度传感器相连,所述控制器用于根据每个时间检测的液体温度查询预设的温度-液体流速关系表以获得所述封闭液管内每个时刻的液体流速,并记录每个时刻的液体流速和相应的时刻,以及根据所述每个时刻的液体流速和相应的时刻计算所述封闭液管内的液体总流量。
根据本发明实施例的液体流量检测装置,温度传感器设置在封闭液管的内壁,通过温度传感器实时检测封闭液管内流通的液体温度,控制器根据每个时间检测的液体温度查询预设的温度-液体流速关系表以获得封闭液管内每个时刻的液体流速,并记录每个时刻的液体流速和相应的时刻,以及根据每个时刻的液体流速和相应的时刻计算封闭液管内的液体总流量,从而能够获得液管内的液体总流量,并且,该液体流量检测装置的成本比较低,稳定性比较高。
根据本发明的一个实施例,上述的液体流量检测装置,还包括:存储器,所述存储器用于存储每个时刻的液体流速和相应的时刻,以及存储每个时间检测的液体温度和所述封闭液管内的液体总流量。
根据本发明的一个实施例,所述控制器根据以下公式计算所述封闭液管内的液体总流量:
其中,Q为所述封闭液管内的液体总流量,Qi为ti-1时刻到ti时刻流过所述温度传感器的液体流量,si为ti时刻所述封闭液管内的液体流速。
根据本发明的一个实施例,上述的液体流量检测装置,还包括:显示器,所述显示器与所述控制器相连,所述显示器在所述控制器的控制下显示所述封闭液管内每个时刻的液体流速和/或显示所述封闭液管内的液体总流量。
根据本发明的一个实施例,所述封闭液管内的液体温度与所述封闭液管内的液体总流量呈反相关关系。
此外,本发明的实施例还提出了一种蒸汽发生系统,其包括上述的液体流量检测装置。
该蒸汽发生系统通过上述的液体流量检测装置能够获得液管内的液体总流量,并且成本比较低,稳定性比较高。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1为根据本发明实施例的液体流量检测方法的流程图。
图2为根据本发明一个实施例的温度-液体流速关系图。
图3为根据本发明一个实施例的液体流量检测装置的结构示意图。
图4为根据本发明另一个实施例的液体流量检测装置的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能解释为对本发明的限制。
下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开,下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然,它们仅仅为示例,并且目的不在于限制本发明。此外,本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的,其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外,本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子,但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。另外,以下描述的第一特征在第二特征之“上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例,也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例,这样第一和第二特征可能不是直接接触。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是机械连接或电连接,也可以是两个元件内部的连通,可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
下面参照附图来描述根据本发明实施例提出的液体流量检测方法、液体流量检测装置以及蒸汽发生系统。
图1为根据本发明实施例的液体流量检测方法的流程图。如图1所示,该液体流量检测方法包括以下步骤:
S1,通过温度传感器实时检测封闭液管内流通的液体温度,其中,温度传感器设置在封闭液管的内壁。
具体地,当液体流经发热体时,液体会带走发热体本体的热量,因此,在本发明的实施例中,可以利用安装在封闭液管内的温度传感器的自热效应产生的热量来实现封闭液管内液体温度的检测。
具体而言,根据能量守恒定律可知,当液体流过温度传感器时,液体会带走温度传感器本体的热量,其中,流过温度传感器的液体越多,带走温度传感器本体的热量就越多,温度传感器检测到的液体温度就越低;而流过温度传感器的液体越少,带走温度传感器本体的热量就越少,温度传感器检测到的液体温度就越高。因此,可以利用温度传感器检测的液体温度与液体流速之间的关系获得封闭液管内的液体总流量。
S2,根据每个时间检测的液体温度查询预设的温度-液体流速关系表以获得封闭液管内每个时刻的液体流速。
其中,预设的温度-液体流速关系表可以通过实验样本测试获得,由于该温度-液体流速关系表受温度传感器的安装位置、温度传感器的精度、液管直径(大小)以及环境温度等因素的影响,因此,需要大量的实验样本并加以软件补偿以获得该温度-液体流速关系表。
如图2所示,其中,横坐标表示封闭液管内的液体流速,纵坐标表示封闭液管内的液体温度。当封闭液管内无液体时,温度传感器检测的液体温度为T0,对应的封闭液管内的液体流速为S0,可以用来判断封闭液管内有无液体;当封闭液管内有液体流过且温度传感器检测的液体温度为T1时,封闭液管内的液体流速为S1;当封闭液管内有液体流过且温度传感器检测的液体温度为T2时,封闭液管内的液体流速为S2;当封闭液管内有液体流过且温度传感器检测的液体温度为T3时,封闭液管内的液体流速为S3
根据本发明的一个实施例,封闭液管内的液体温度与封闭液管内的液体总流量呈反相关关系。
从图2可以看出,温度传感器检测的液体温度与封闭液管内的液体流速呈反相关关系,由此可知,封闭液管内的液体温度与封闭液管内的液体总流量呈反相关关系。
S3,记录每个时刻的液体流速和相应的时刻,并根据每个时刻的液体流速和相应的时刻计算封闭液管内的液体总流量。
根据本发明的一个实施例,根据下述公式(1)计算封闭液管内的液体总流量:
其中,Q为封闭液管内的液体总流量,Qi为ti-1时刻到ti时刻流过温度传感器的液体流量,si为ti时刻封闭液管内的液体流速。
具体地,通过温度传感器实时检测封闭液管内的液体温度,并从预设的温度-液体流速关系表中获取检测的封闭液管内的液体温度所对应的液体流速。将检测时刻、该检测时刻所对应的封闭液管内的液体温度以及该液体温度所对应的液体流速对应存储,当需要获取封闭液管内的液体总流量时,可以按照上述公式(1)进行计算。
根据本发明的一个实施例,上述的液体流量检测方法还包括:对封闭液管内每个时刻的液体流速进行显示。
在本发明的一些实施例中,上述的液体流量检测方法还包括:对封闭液管内的液体总流量进行显示,并将封闭液管内的液体总流量发送给用户终端。
根据本发明的一个具体示例,可以通过软件实时扫描温度传感器以检测封闭液管内的液体温度,并将检测的液体温度与检测时刻对应存储,如检测的液体温度分别为T0、T1、T2、…、Tn,对应的检测时刻分别为t0、t1、t2、…、tn。根据检测的液体温度查询预设的温度-液体流速关系表以获得每个检测时刻所对应的液体流速分别为S0、S1、S2、…、Sn,并将查询的封闭液管内的液体流速与封闭液管内的液体温度以及检测时刻对应存储,同时对封闭液管内每个检测时刻的液体流速进行显示。
当用户需要查看液体总流量Q时,按照上述公式(1)计算封闭液管内的液体总流量Q,并对其进行存储和显示,同时,还可以将液体总流量Q发送给用户终端等。
需要说明的是,当设备再次运行时,液体总流量的数据开始累积,直到存储的液体总流量的数据超出存储容量时,软件自动提醒用户以进行相应的操作。
综上所述,根据本发明实施例的液体流量检测方法,首先通过温度传感器实时检测封闭液管内流通的液体温度,然后根据每个时间检测的液体温度查询预设的温度-液体流速关系表以获得封闭液管内每个时刻的液体流速,记录每个时刻的液体流速和相应的时刻,并根据每个时刻的液体流速和相应的时刻计算封闭液管内的液体总流量,从而获得液管内的液体总流量,并且,该液体流量检测方法不仅能够降低液体流量检测的成本,而且能够提高检测的稳定性。
图3为根据本发明一个实施例的液体流量检测装置的结构示意图。如图3所示,该液体流量检测装置包括温度传感器10和控制器20。
其中,温度传感器10设置在封闭液管的内壁,温度传感器10用于实时检测封闭液管内流通的液体温度,控制器20与温度传感器10相连,控制器20用于根据每个时间检测的液体温度查询预设的温度-液体流速关系表以获得封闭液管内每个时刻的液体流速,并记录每个时刻的液体流速和相应的时刻,以及根据每个时刻的液体流速和相应的时刻计算封闭液管内的液体总流量。
其中,预设的温度-液体流速关系表可以通过实验样本测试获得,由于该温度-液体流速关系表受温度传感器10的安装位置、温度传感器10的精度、液管直径(大小)以及环境温度等因素的影响,因此,需要大量的实验样本并加以软件补偿以获得该温度-液体流速关系表。
如图2所示,其中,横坐标表示封闭液管内的液体流速,纵坐标表示封闭液管内的液体温度。当封闭液管内无液体时,温度传感器检测的液体温度为T0,对应的封闭液管内的液体流速为S0,可以用来判断封闭液管内有无液体;当封闭液管内有液体流过且温度传感器检测的液体温度为T1时,封闭液管内的液体流速为S1;当封闭液管内有液体流过且温度传感器检测的液体温度为T2时,封闭液管内的液体流速为S2;当封闭液管内有液体流过且温度传感器检测的液体温度为T3时,封闭液管内的液体流速为S3
从图2可以看出,温度传感器10检测的液体温度与封闭液管内的液体流速呈反相关关系,原因在于,当液体流经发热体时,液体会带走发热体本体的热量,因此,在本发明的实施例中,可以利用安装在封闭液管内的温度传感器10的自热效应产生的热量来实现封闭液管内液体温度的检测。
具体而言,根据能量守恒定律可知,当液体流过温度传感器10时,液体会带走温度传感器10本体的热量,其中,流过温度传感器10的液体越多,带走温度传感器10本体的热量就越多,温度传感器10检测到的液体温度就越低;而流过温度传感器10的液体越少,带走温度传感器10本体的热量就越少,温度传感器10检测到的液体温度就越高。因此,可以利用温度传感器10检测的液体温度与液体流速之间的关系获得封闭液管内的液体总流量。
根据本发明的一个实施例,封闭液管内的液体温度与封闭液管内的液体总流量呈反相关关系。由图2可知,温度传感器10检测的液体温度与封闭液管内的液体流速呈反相关关系,由此可知,封闭液管内的液体温度与封闭液管内的液体总流量呈反相关关系。
根据本发明的一个实施例,上述的液体流量检测装置还包括:存储器30,存储器30用于存储每个时刻的液体流速和相应的时刻,以及存储每个时间检测的液体温度和封闭液管内的液体总流量。
根据本发明的一个实施例,控制器20根据上述公式(1)计算封闭液管内的液体总流量。
具体而言,温度传感器10实时检测封闭液管内的液体温度,控制器20并从预设的温度-液体流速关系表中获取温度传感器10检测的封闭液管内的液体温度所对应的液体流速,并将检测时刻、该检测时刻所对应的封闭液管内的液体温度以及该液体温度所对应的液体流速对应存储到存储器30中,当需要获取封闭液管内的液体总流量时,控制器20可以按照上述公式(1)进行计算。
根据本发明的一个实施例,上述的液体流量检测装置还包括:显示器40,显示器40与控制器20相连,显示器40在控制器20的控制下显示封闭液管内每个时刻的液体流速和/或显示封闭液管内的液体总流量。
根据本发明的一个具体示例,如图4所示,温度传感器10安装在封闭液管内,该温度传感器10与控制板相连,控制板包括MCU(Microcontroller Unit,微控制单元)、存储器30、显示器40以及为整个液体流量检测装置供电的供电电源。其中,温度传感器10连接到MCU的模数转换端口(图中未具体示出),存储器30与MCU相连,且存储器30中包含有预设的温度-液体流速关系表。
当液体流量检测装置通电正常工作时,温度传感器10感应封闭液管内的液体温度并发送给MCU,MCU通过计算温度传感器10发送的液体温度信号以获得封闭液管内的液体温度T(如28℃)并存储到存储器30中,MCU查询预设的温度-液体流速关系表中液体温度T(如28℃)所对应的液体流速S(如1m3/s)并与液体温度的检测时间t(如第2s)一并存储。温度传感器10每隔一定的时间感应封闭液管内的液体温度并发送给MCU,MCU按照上述过程实时获取封闭液管内的液体温度所对应的液体流速,并与检测时刻和封闭液管内的液体温度对应存储到存储器30中。
当需要读取或显示流经温度传感器10的液体总流量时,MCU通过上述公式(1)计算出液体总流量并存储,同时通过显示器40进行显示。当需要读取或显示封闭液管内的液体流速时,MCU读取存储器30中对应的液体流速,并通过显示器40进行显示。
根据本发明实施例的液体流量检测装置,温度传感器设置在封闭液管的内壁,通过温度传感器实时检测封闭液管内流通的液体温度,控制器根据每个时间检测的液体温度查询预设的温度-液体流速关系表以获得封闭液管内每个时刻的液体流速,并记录每个时刻的液体流速和相应的时刻,以及根据每个时刻的液体流速和相应的时刻计算封闭液管内的液体总流量,从而能够获得液管内的液体总流量,并且,该液体流量检测装置的成本比较低,稳定性比较高。
此外,本发明的实施例还提出了一种蒸汽发生系统,其包括上述的液体流量检测装置。
该蒸汽发生系统通过上述的液体流量检测装置能够获得液管内的液体总流量,并且成本比较低,稳定性比较高。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为,表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分,并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现,其中可以不按所示出或讨论的顺序,包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序,来执行功能,这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤,例如,可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表,可以具体实现在任何计算机可读介质中,以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用,或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言,"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下:具有一个或多个布线的电连接部(电子装置),便携式计算机盘盒(磁装置),随机存取存储器(RAM),只读存储器(ROM),可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器),光纤装置,以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外,计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质,因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描,接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序,然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解,本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中,多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如,如果用硬件来实现,和在另一实施方式中一样,可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现:具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路,具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路,可编程门阵列(PGA),现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成,所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中,该程序在执行时,包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外,在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器,磁盘或光盘等。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (11)

1.一种液体流量检测方法,其特征在于,包括以下步骤:
通过温度传感器实时检测封闭液管内流通的液体温度,其中,所述温度传感器设置在所述封闭液管的内壁;
根据每个时间检测的液体温度查询预设的温度-液体流速关系表以获得所述封闭液管内每个时刻的液体流速;以及
记录每个时刻的液体流速和相应的时刻,并根据所述每个时刻的液体流速和相应的时刻计算所述封闭液管内的液体总流量。
2.如权利要求1所述的液体流量检测方法,其特征在于,根据以下公式计算所述封闭液管内的液体总流量:
Q = Σ i = 1 n Q i = Σ i = 1 n ∫ t i t i - 1 s i * d t
其中,Q为所述封闭液管内的液体总流量,Qi为ti-1时刻到ti时刻流过所述温度传感器的液体流量,si为ti时刻所述封闭液管内的液体流速。
3.如权利要求1所述的液体流量检测方法,其特征在于,还包括:
对所述封闭液管内每个时刻的液体流速进行显示。
4.如权利要求1所述的液体流量检测方法,其特征在于,还包括:
对所述封闭液管内的液体总流量进行显示,并将所述封闭液管内的液体总流量发送给用户终端。
5.如权利要求1-4中任一项所述的液体流量检测方法,其特征在于,所述封闭液管内的液体温度与所述封闭液管内的液体总流量呈反相关关系。
6.一种液体流量检测装置,其特征在于,包括:
温度传感器,所述温度传感器设置在封闭液管的内壁,所述温度传感器用于实时检测所述封闭液管内流通的液体温度;
控制器,所述控制器与所述温度传感器相连,所述控制器用于根据每个时间检测的液体温度查询预设的温度-液体流速关系表以获得所述封闭液管内每个时刻的液体流速,并记录每个时刻的液体流速和相应的时刻,以及根据所述每个时刻的液体流速和相应的时刻计算所述封闭液管内的液体总流量。
7.如权利要求6所述的液体流量检测装置,其特征在于,还包括:
存储器,所述存储器用于存储每个时刻的液体流速和相应的时刻,以及存储每个时间检测的液体温度和所述封闭液管内的液体总流量。
8.如权利要求6所述的液体流量检测装置,其特征在于,所述控制器根据以下公式计算所述封闭液管内的液体总流量:
Q = Σ i = 1 n Q i = Σ i = 1 n ∫ t i t i - 1 s i * d t
其中,Q为所述封闭液管内的液体总流量,Qi为ti-1时刻到ti时刻流过所述温度传感器的液体流量,si为ti时刻所述封闭液管内的液体流速。
9.如权利要求6所述的液体流量检测装置,其特征在于,还包括:
显示器,所述显示器与所述控制器相连,所述显示器在所述控制器的控制下显示所述封闭液管内每个时刻的液体流速和/或显示所述封闭液管内的液体总流量。
10.如权利要求6-9中任一项所述的液体流量检测装置,其特征在于,所述封闭液管内的液体温度与所述封闭液管内的液体总流量呈反相关关系。
11.一种蒸汽发生系统,其特征在于,包括如权利要求6-10中任一项所述的液体流量检测装置。
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