CN108955780A - 一种可检测气体质量的涡轮流量计 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可检测气体质量的涡轮流量计，包括流量计本体和控制器，所述流量计本体包括壳体、设置于壳体内的用于检测气体体积流量的流量检测部和设置于壳体内用于检测气体质量流量的质量检测部，所述流量检测部和质量检测部分别与所述控制器电连接，所述质量检测部包括设置于所述壳体内的红外传感器和红外光源，所述红外光源与所述红外传感器相对设置。本发明通过流量检测部检测通过壳体内部的燃气的体积流量，通过质量检测部分别检测通过壳体内部的燃气的中的CH4和CnHm气体的浓度，将所检测的体积流量和燃气各组成部分的浓度作为输入、并传输至控制器，控制器通过高精度的放大积算从而能测量到燃气的热值，进而实现对气体的能量计量。
Description
技术领域
本发明涉及流量计领域，具体涉及一种可检测气体质量的涡轮流量计。
背景技术
GB12206-90给出了我国城市燃气热值的定义：每标准立方米(0℃，101.3KPa)干燃气完全燃烧时产生的热量。随着国家标准GB/T22723-2008《天然气能量的测定》的正式实施，我国天然气的计量方式开始由体积计量向能量计量转变。能量计量在一定程度上能消除体积计量时因计量参比条件不同而引起的价格争议，更能充分的体现出天然气作为燃料的真正使用价值，因此由流量计量方式向能量计量方式过渡是中国天然气计量发展的必然趋势。
而现有技术中针对燃气的能量计量通常需要多台设备配合工作，因此增加了燃气能量计量的成本，且由于多台设备共同参与、增大了能量计量的误差。
发明内容
本发明提供了一种可检测气体质量的涡轮流量计，可同时检测气体的体积流量和质量流量，进而实现对气体的能量计量。
为实现上述目的，本发明提供了一种可检测气体质量的涡轮流量计，包括流量计本体和控制器，所述流量计本体包括壳体、设置于壳体内的用于检测气体体积流量的流量检测部和设置于壳体内用于检测气体质量流量的质量检测部，所述流量检测部和质量检测部分别与所述控制器电连接，所述质量检测部包括设置于所述壳体内的红外传感器和红外光源，所述红外光源与所述红外传感器相对设置。
作为优选方案，所述流量检测部包括叶轮和传感器组件，所述叶轮与所述传感器组件电连接，所述传感器组件与所述控制器电连接。
作为优选方案，所述壳体上连接有气体吸收室，所述气体吸收室与所述壳体的内部连通，所述红外传感器设置于所述气体吸收室内，所述红外光源固定设置于所述壳体的内壁上。
作为优选方案，所述传感器组件包括用于检测壳体内部气体的体积流量的流量传感器，所述流量传感器与所述叶轮电连接。
作为优选方案，所述传感器组件包括用于检测壳体内部气体的压力的压力传感器和用于检测壳体内部气体的温度的温度传感器。
作为优选方案，所述壳体呈中空的圆柱体状，所述叶轮与所述壳体的内壁可转动连接并与所述壳体同轴设置，所述壳体包括进风口和出风口，所述叶轮的靠近所述进风口一侧连接有前整流器。
作为优选方案，所述叶轮的靠近所述出风口一侧连接有后整流器。
作为优选方案，所述气体吸收室内设有滤光片，所述滤光片设置于所述红外光源与所述红外传感器之间。
作为优选方案，所述红外传感器为微型红外气体传感器，所述红外光源为电调制红外光源。
作为优选方案，所述红外传感器包括用于检测用于检测气体各组成部分的浓度的检测器和信号放大器，所述检测器与所述信号放大器电连接，所述信号放大器与所述控制器电连接。
上述技术方案所述的一种可检测气体质量的涡轮流量计，通过流量检测部检测通过壳体内部的燃气的体积流量，通过质量检测部分别检测通过壳体内部的燃气的中的CH4和CnHm气体的浓度，将所检测的体积流量和燃气各组成部分的浓度作为输入、并传输至控制器，控制器通过高精度的放大积算从而能精确的测量到燃气的热值，进而实现对气体的能量计量。
附图说明
如图1为本发明的内部结构剖视图。
其中：1、前整流器；2、叶轮；3、后整流器；4、红外光源；5、壳体；6、气体吸收室；7、红外传感器；8、控制器；9、流量及温度传感器；10、压力传感器；11、滤光片。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
如图1所示，为本发明所提供的一种可检测气体质量的涡轮流量计，包括流量计本体和控制器8，所述流量计本体包括壳体5、设置于壳体5内的用于检测气体体积流量的流量检测部和设置于壳体5内用于检测气体质量流量的质量检测部，所述流量检测部和质量检测部分别与所述控制器8电连接，所述质量检测部包括设置于所述壳体5内的红外传感器7和红外光源4，所述红外光源4与所述红外传感器7相对设置。具体地，本实施例通过流量检测部检测通过壳体5内部的燃气的体积流量，通过质量检测部分别检测通过壳体5内部的燃气的中的CH4(甲烷)和CnHm(除甲烷外的其他碳氢化合物)气体的浓度，将所检测的体积流量和燃气各组成部分的浓度作为输入、并传输至控制器8，控制器8通过高精度的放大积算从而能精确的测量到燃气的热值，从而实现对气体的能量计量。
本实施例中，所述流量检测部包括叶轮2和传感器组件，所述叶轮2与所述传感器组件电连接，所述传感器组件与所述控制器8电连接，优选地，所述传感器组件包括用于检测壳体5内部气体的体积流量的流量传感器，所述流量传感器与所述叶轮2电连接，具体地，当燃气通入壳体5经过叶轮2时，将带动叶轮2转动，所述流量传感器通过检测叶轮2的转动圈数从而计算出燃气的体积流量，并将计算出的结果传递至控制器8。
进一步地，所述壳体5上连接有气体吸收室6，所述气体吸收室6与所述壳体5的内部连通，所述红外传感器7设置于所述气体吸收室6内，其中，气体吸收室6的作用是从壳体5内获取气体样本进入气体吸收室6，并在气体吸收室6内对所获取的气体样本进行质量检测，所述红外光源4固定设置于所述壳体5的内壁上，优选地，所述红外传感器7为双光束的微型红外气体传感器，所述红外光源4为电调制红外光源，所述红外传感器7包括用于检测用于检测气体各组成部分的浓度的检测器和信号放大器，所述检测器与所述信号放大器电连接，所述信号放大器与所述控制器8电连接，其中，所述双光束的红外传感器7基于气体对红外光吸收的朗伯-比尔定律的原理可同时准确测量CH4和CnHm气体浓度，并自动计算各气体组分的浓度。
更进一步地，由于通入壳体5内的燃气不一定处于标况下(标况下的气体参数为：压力为101.325kPa，温度为0℃)，故在对控制器8在对燃气进行流量计量前需将质量检测部所检测到的燃气的体积流量换算成标况下的体积流量，本实施例中，所述传感器组件包括用于检测壳体5内部气体的压力的压力传感器10和用于检测壳体5内部气体的温度的温度传感器，通过压力传感器10和温度传感器分别检测壳体5内部的燃气的压力和温度，以质量检测部所检测到的燃气的体积流量、温度传感器所检测到的燃气的温度、压力传感器10所检测到的燃气的压力作为共同输入并传输至控制器8，通过控制器8计算出通入壳体5内部的燃气在标况下的体积流量，通过标况下的燃气的体积流量以及燃气个组分的浓度，通过高精度的放大积算从而能精确的测量到燃气的热值，优选地，本实施例中，将所述流量传感器和温度传感器集成为流量及温度传感器9。
此外，为使燃气稳定有序的通过叶轮2以提高流量检测部的检测精度，本实施例中，所述壳体5呈中空的圆柱体状，所述叶轮2与所述壳体5的内壁可转动连接并与所述壳体5同轴设置，其中，所述叶轮2轴承与壳体5的内壁可转动连接，所述壳体5包括进风口和出风口，所述叶轮2的靠近所述进风口一侧连接有前整流器1，通过设置前整流器1，使得进入壳体5的紊乱的燃气在通过叶片前转化为稳定有序的燃气，从而提高了流量检测部的检测精度。进一步地，为使燃气稳定有序的通过质量检测部以提高质量检测部的检测精度，本实施例中，所述叶轮2的靠近所述出风口一侧连接有后整流器3，燃气通过叶轮2后由于叶轮2的作用，又变为了紊乱的气体，通过设置后整流器3使从叶轮2流出的紊乱的燃气再次转化为稳定有序的燃气，然后再通过质量检测部，从而提高了质量检测部的检测精度。
进一步地，为进一步提高质量检测部的检测精度，本实施例中，所述气体吸收室6内设有滤光片11，所述滤光片11设置于所述红外光源4与所述红外传感器7之间，优选地，所述滤光片11选用高灵敏度滤光片11，通过设置滤光片11，从红外光源4发出的光线线经过滤光片11再进入气体吸收室6，实现对进入气体吸收室6内的红外光源4的过滤作用，从而保证了进入气体吸收室6内的光源基本为红外光，从而进一步提高了质量检测部的检测精度。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种可检测气体质量的涡轮流量计，其特征在于，包括流量计本体和控制器，所述流量计本体包括壳体、设置于壳体内的用于检测气体体积流量的流量检测部和设置于壳体内用于检测气体质量流量的质量检测部，所述流量检测部和质量检测部分别与所述控制器电连接，所述质量检测部包括设置于所述壳体内的红外传感器和红外光源，所述红外光源与所述红外传感器相对设置。
2.根据权利要求1所述可检测气体质量的涡轮流量计，其特征在于，所述流量检测部包括叶轮和传感器组件，所述叶轮与所述传感器组件电连接，所述传感器组件与所述控制器电连接。
3.根据权利要求1所述可检测气体质量的涡轮流量计，其特征在于，所述壳体上连接有气体吸收室，所述气体吸收室与所述壳体的内部连通，所述红外传感器设置于所述气体吸收室内，所述红外光源固定设置于所述壳体的内壁上。
4.根据权利要求2所述可检测气体质量的涡轮流量计，其特征在于，所述传感器组件包括用于检测壳体内部气体的体积流量的流量传感器，所述流量传感器与所述叶轮电连接。
5.根据权利要求1所述可检测气体质量的涡轮流量计，其特征在于，所述传感器组件包括用于检测壳体内部气体的压力的压力传感器和用于检测壳体内部气体的温度的温度传感器。
6.根据权利要求1所述可检测气体质量的涡轮流量计，其特征在于，所述壳体呈中空的圆柱体状，所述叶轮与所述壳体的内壁可转动连接并与所述壳体同轴设置，所述壳体包括进风口和出风口，所述叶轮的靠近所述进风口一侧连接有前整流器。
7.根据权利要求6所述可检测气体质量的涡轮流量计，其特征在于，所述叶轮的靠近所述出风口一侧连接有后整流器。
8.根据权利要求3所述可检测气体质量的涡轮流量计，其特征在于，所述气体吸收室内设有滤光片，所述滤光片设置于所述红外光源与所述红外传感器之间。
9.根据权利要求3所述可检测气体质量的涡轮流量计，其特征在于，所述红外传感器为微型红外气体传感器，所述红外光源为电调制红外光源。
10.根据权利要求1所述可检测气体质量的涡轮流量计，其特征在于，所述红外传感器包括用于检测用于检测气体各组成部分的浓度的检测器和信号放大器，所述检测器与所述信号放大器电连接，所述信号放大器与所述控制器电连接。
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