CN105973350A - 一种液体流量计动态响应特性自检装置 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种液体流量计动态响应特性自检装置，包括储液箱、电动往复泵、流量调节阀、快速开关阀、减压阀、数据采集模块、待测流量计和计算机；通过流量调节阀和快速开关阀的合理配置产生适配的周期性振荡流量，然后以流量计自身测得的稳态最大、最小流量和动态脉动振幅，基于振幅失真判定方法评估其动态响应特性，达到自检的目的。

Description

一种液体流量计动态响应特性自检装置

技术领域

本发明涉及动态流量测量技术领域，具体是指一种液体流量计动态响应特性自检装置。

背景技术

流体的流量测量广泛存在于航空航海、石油工业及核能等现代科学及工程领域中。随着应用领域的拓展、科学技术的进步，对动态流量的测量也提出了迫切的需求。动态流量指在稳态流量上叠加有周期性或随机的脉动。现有的流量计，如电磁流量计、压差式流量计、超声波流量计、涡轮流量计等，普遍适用于稳态工况，在测量动态流量时则需要考虑流量计的动态响应特性。若动态响应较慢，响应时间较长，则流量计测量的数据会出现失真，不利于动态流量的测量或监测，进而影响系统运行的可靠性和安全性。因此，对流量计的动态响应特性进行评估，是将流量计应用于动态流量测量的必要前提。

为了测量动态流量，国内外学者分别针对不同的流量计开展了动态特性分析，如李文宏等人的《齿轮流量计动态特性研究》、王建强等人的《涡轮流量计动态特性分析》、崔亚飞的《质量流量计动态特性的分析》、仝猛等人的《科里奥利质量流量计动态特性的研究》。上述研究分别对不同流量计开展理论模型分析，从原理上分析各种流量计的动力学特性，进而提出提高流量计动态响应能力的方法。

尽管国内外学者对不同的流量计开展了动态特性理论分析，并开发出各种用于测量动态流量的仪表，但在将此类流量计应用于工业上时，仍然需要对其动态响应特性进行评估或验证，而目前工业上实用的流量计动态响应特性评估方法仍较少。

发明内容

本发明的目的在于提供一种液体流量计动态响应特性自检装置，使其无需依赖其他标准表组，而只需被检流量计自身信号即可达到评估其动态性能的目的。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种液体流量计动态响应特性自检装置，包括

储液箱，所述储液箱用于储存和提供单相液体；

电动往复泵，所述电动往复泵与储液箱连接，用于驱动管线中的单相液体；

流量调节阀A，所述流量调节阀A与电动往复泵连接，用于调节主管线中流体的流量；

快速开关阀，所述快速开关阀与流量调节阀A并联，用于调节流体流量的动态变化；

待检流量计，所述待检流量计与所述流量调节阀A串联，用于检测待测流体的动态流量，且所述快速开关阀、流量调节阀A和待检流量计构成测试管线；

流量调节阀B，所述流量调节阀B设置在与测试管线并联的旁路管线上，用于调节旁路管线中流体的流量；

计算机，所述计算机用于采集数据的保存、分析和显示；

数据采集模块，所述数据采集模块用于采集待检流量计的输出信号，并转换输出到计算机。

本发明在使用时，来自储液箱的单相流体由电动往复泵驱动后分为两路，一路流入测试管线，流经流量调节阀A和快速开关阀，再经待检流量计测量流量后流出；一路流入旁路管线，流经流量调节阀B后与测试管线汇合，汇合后的流体回到储液箱，形成开式循环回路；而同时，测试管线中的流量计测量信号由数据采集模块转换输出到计算机，即计算机对流量计测量信号数据进行显示。

进一步地，还包括减压阀，测试管线与旁路管线交汇后通过减压阀与储液箱连接。为提高待测流量计的流体流量测试准确度，通常会进行多次循环流量检测易获取多组可实现对比的数据，测试管线与旁路管线交汇后通过减压阀与储液箱连通，并通过减压阀对管线内流体压力的调节，以控制整个管线内的流量的流动速率，进而为流量计的多次测量数据提供支持。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明可针对特定流量及响应特性需求，通过流量调节阀和快速开关阀的合理配置产生适配的周期性振荡流量，然后基于振幅失真判定方法，以流量计自身产生的稳态和动态信号评估其动态响应特性，达到自检的目的；

2、本发明检的测结果直观形象，无需依赖其他标准表组，具有结构简单、操作便捷、适用性广的特点；

3、本发明可用于工业应用和科学研究中对动态流量测量技术的评估或验证。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明的结构示意图；

图2为实施例1的示意图；

图3为实施例1的示意图；

附图中标记及相应的零部件名称：

1-储液箱、2-电动往复泵、3-快速开关阀、4-流量调节阀A、5-流量调节阀B、6-待检流量计、7-数据采集模块、8-计算机、9-减压阀。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

如图1所示，本实施例包括

储液箱1，所述储液箱1用于储存和提供单相液体；

电动往复泵2，所述电动往复泵2与储液箱1连接，用于驱动管线中的单相液体；

流量调节阀A4，所述流量调节阀A4与电动往复泵2连接，用于调节主管线中流体的流量；

快速开关阀3，所述快速开关阀3与流量调节阀A4并联，用于调节流体流量的动态变化；

待检流量计6，所述待检流量计6与所述流量调节阀A4串联，用于检测待测流体的动态流量，且所述快速开关阀3、流量调节阀A4和待检流量计6构成测试管线；

流量调节阀B5，所述流量调节阀B5设置在与测试管线并联的旁路管线上，用于调节旁路管线中流体的流量；

计算机8，所述计算机8用于采集数据的保存、分析和显示；

数据采集模块7，所述数据采集模块7用于采集待检流量计6的输出信号，并转换输出到计算机8；

还包括减压阀9，测试管线与旁路管线交汇后通过减压阀9与储液箱1连接。

本实施例在使用时，来自储液箱1的单相流体由电动往复泵2驱动后分为两路，一路流入测试管线，流经流量调节阀A4和快速开关阀3，再经待检流量计6测量流量后流出；一路流入旁路管线，流经流量调节阀B5后与测试管线汇合，汇合后的流体回到储液箱1，形成开式循环回路；而同时，测试管线中的流量计测量信号由数据采集模块7转换输出到计算机8，即计算机8对流量计测量信号数据进行显示。

在对流量计进行自检时，依次采用以下步骤：

a. 系统稳态参数设置

调节减压阀9的开度以设置整个管线中的流体压力；先后关闭、打开快速开关阀3，并通过调节流量调节阀A4、流量调节阀A5的开度，设置最大流量和最小流量；

b. 动态流量调节

根据响应特性需求，设置快速开关阀3关闭与打开的切换时间，通过不断关闭和打开快速开关阀3，实现流量的动态变化；

c. 响应特性判定

待测流量计6检测时，由数据采集模块7和计算机8记录的动态和稳态数据，比较流量脉动峰值、谷值与稳态最大流量、最小流量的异同，如图2所示，若流量脉动的峰值和谷值分别与2个稳态流量对应，则表明待测流量计6可以满足该脉动频率下的动态响应需求；如图3所示，若脉动振幅出现衰减，则表明待测流量计6的动态响应性能不足。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种液体流量计动态响应特性自检装置，其特征在于：包括

储液箱（1），所述储液箱（1）用于储存和提供单相液体；

电动往复泵（2），所述电动往复泵（2）与储液箱（1）连接，用于驱动管线中的单相液体；

流量调节阀A（4），所述流量调节阀A（4）与电动往复泵（2）连接，用于调节主管线中流体的流量；

快速开关阀（3），所述快速开关阀（3）与流量调节阀A（4）并联，用于调节流体流量的动态变化；

待检流量计（6），所述待检流量计（6）与所述流量调节阀A（4）串联，用于检测待测流体的动态流量，且所述快速开关阀（3）、流量调节阀A（4）和待检流量计（6）构成测试管线；

流量调节阀B（5），所述流量调节阀B（5）设置在与测试管线并联的旁路管线上，用于调节旁路管线中流体的流量；

计算机（8），所述计算机（8）用于采集数据的保存、分析和显示；

数据采集模块（7），所述数据采集模块（7）用于采集待检流量计（6）的输出信号，并转换输出到计算机（8）。

2.根据权利要求1所述的一种液体流量计动态响应特性自检装置，其特征在于：还包括减压阀（9），测试管线与旁路管线交汇后通过减压阀（9）与储液箱（1）连接。