CN110793599A - 一种高压高低温燃油流量测量系统 - Google Patents

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周慧晨
姚锡锋
齐余圣
林志纲
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Abstract

本发明属于流量测量校准领域，涉及一种高压高低温燃油流量测量系统；该系统包括高低温油箱、制冷加热机组、换热模块、低压泵、稳压罐、消气过滤器、过滤器、高压泵、高压过滤器、蓄能器、被校流量计、体积管、校准软件、密度计、背压阀组、冷却器和设备管理机；制冷加热机组对燃油进行制冷或加热后通过多级增压处理，每级增压处理的同时均对燃油进行消气过滤，以消除燃油中污染物，同时还采用蓄能器消除高压脉动处理，最后对处理后的燃油进行检定、修正；检定、修正的同时还通过调节背压阀组以为燃油提供连续可调的背压，最后燃油通过冷却器回到高低温油箱；该测量系统，量化了高压、高低温条件下对流量计校准结果的影响。

Description

一种高压高低温燃油流量测量系统
技术领域
本发明属于流量测量校准领域，涉及一种高压高低温燃油流量测量系统。
背景技术
航空发动机试验中，流量测量极其重要，而发动机大部分计量燃油为高压高低温的状态，目前液压附件厂、数控系统所、主机所燃油流量计量环境不同，测量的流量均存在不一致性。
国内外研究资料显示，影响流量测量的因素主要有流量计安装、介质温度、介质压力等，国内目前的流量计校准不考虑介质温度和压力的影响，仅进行记录，由于无法保证不同试验室的航空煤油温度一致，因此计量结果也无法保证一致性。
因此需要建立高压高低温燃油流量测量系统，研究介质温度及压力对流量计量造成的误差，降低或消除因测量条件不一致造成的流量测量误差，寻找有效解决措施，保证流量测量的准确性。
发明内容
本发明的目的是：
本发明设计了温度压力稳定、连续可调的流量源，采用高精度的流量标准器，模拟流量计在不同温度环境和不同压力环境下的流场状况，开展高压高低温燃油条件下的流量计校准试验研究，解决高压高低温燃油条件对流量测量影响难以量化的问题。
本发明的技术方案是：
一种高压高低温燃油流量测量系统，该系统包括高低温油箱、制冷加热机组、换热模块、低压泵、稳压罐、消气过滤器、过滤器、高压泵、高压过滤器、蓄能器、被校流量计、体积管、校准软件、密度计、背压阀组、冷却器和设备管理机。
制冷加热机组通过压缩机和电加热器，对导热油进行制冷或加热，高低温油箱内燃油在换热模块内与导热油进行换热，制冷或加热后的燃油经过低压泵增压，经过稳压罐消除压力脉动、消气过滤器消除燃油中空气、过滤器消除燃油中污染物，将清洁、压力稳定的低压油供给高压泵进一步增压，高压燃油经过高压过滤器进一步消除燃油中污染物，蓄能器消除高压脉动，然后供给被校流量计，燃油接着在体积管内通过校准软件进行检定，密度计检测燃油密度用于进行修正；检定、修正的同时还通过调节背压阀组提供连续可调的背压，最后燃油通过冷却器回到高低温油箱，通过设备管理机对系统所有部件进行控制，并对系统状态进行监控。
本发明的优点是：
综合了可用于航空煤油介质的高压高低温控制技术、背压控制技术和高精度标准器技术，可开展高压高低温条件下的流量计校准试验和修正方法的研究；量化了高压、高低温条件下对流量计校准结果的影响。对复杂情况下流量计量结果进行修正的方法研究提供支撑。
附图说明
图1是本发明高压高低温燃油流量测量系统的工作原理图。
具体实施方式
本发明高压高低温燃油流量测量系统由高低温油箱、制冷加热机组、换热模块、低压泵、稳压罐、消气过滤器、过滤器、高压泵、高压过滤器、蓄能器、被校流量计、体积管、校准软件、密度计、背压阀组、冷却器和设备管理机组成；制冷加热机组通过压缩机和电加热器，对导热油进行制冷或加热，高低温油箱内燃油在换热模块内与导热油进行换热，制冷或加热后的燃油经过低压泵增压，经过稳压罐消除压力脉动、消气过滤器消除燃油中空气、过滤器消除燃油中污染物，将清洁、压力稳定的低压油供给高压泵进一步增压，高压燃油经过高压过滤器进一步消除燃油中污染物，蓄能器消除高压脉动，然后供给被校流量计，燃油接着在体积管内通过校准软件进行检定，密度计检测燃油密度用于进行修正，通过调节背压阀组提供连续可调的背压，最后燃油通过冷却器回到高低温油箱，通过设备管理机对系统所有部件进行控制，并对系统状态进行监控。
上述系统中，通过制冷加热机组对于导热油进行制冷或加热，采用中间介质换热方式在换热模块中对燃油进行加热或制冷，通过对整个系统进行循环加热或制冷，提高温度控制系统的容量，提升了稳态控制精度，实现了稳定的高低温无级调节，燃油温度范围(-40～+120)℃，稳态控制精度为±3℃。
通过高压泵变频控制增压，稳压罐消除压力脉动、消气过滤器消除燃油中空气，蓄能器消除高压脉动，实现了高压压力稳定调节，供油压力范围(0.2～4)MPa。
背压阀组为3个程控背压调节阀，根据被校流量计的流量范围要求进行组合使用。对不同流量和压力状态点进行标定，拟合压力流量特性曲线，以设备管理机采集被校流量计后压力，根据压力流量特性曲线对背压阀组进行闭环控制，实现了(0.2～4)MPa的背压精准调节。
以耐高压高低温的高精度体积管作为标准器，量程(20～80000)L/h，精度±0.1kg/m，配合在线密度计，对计量结果进行修正，实现体积流量和质量流量的校准。

Claims (8)

1.一种高压高低温燃油流量测量系统，其特征在于，该系统包括高低温油箱、制冷加热机组、换热模块、低压泵、稳压罐、消气过滤器、过滤器、高压泵、高压过滤器、蓄能器、被校流量计、体积管、校准软件、密度计、背压阀组、冷却器和设备管理机；
其中，制冷加热机组对导热油进行制冷或加热，高低温油箱内燃油在换热模块内与导热油进行换热，制冷或加热后的燃油依次经过低压泵增压、经过稳压罐消除压力脉动、经消气过滤器消除燃油中空气、经过滤器消除燃油中污染物处理，再将清洁、压力稳定的低压油供给高压泵进一步增压，得到高压燃油，高压燃油经过高压过滤器进一步消除燃油中污染物，蓄能器消除高压脉动，最后经被校流量计流入体积管内，此时通过校准软件进行检定，并通过密度计进行修正，最后燃油通过冷却器回到高低温油箱，通过设备管理机对系统所有部件进行控制，并对系统状态进行监控。
2.根据权利要求1所述的高压高低温燃油流量测量系统，其特征在于，制冷加热机组通过压缩机和电加热器对导热油进行制冷或加热。
3.根据权利要求1所述的高压高低温燃油流量测量系统，其特征在于，修正时通过密度计检测燃油密度进行修正。
4.根据权利要求1所述的高压高低温燃油流量测量系统，其特征在于，采用中间介质换热方式在换热模块中对燃油进行加热或制冷。
5.根据权利要求1所述的高压高低温燃油流量测量系统，其特征在于，检定、修正的同时还通过调节背压阀组为燃油提供连续可调的背压。
6.根据权利要求5所述的高压高低温燃油流量测量系统，其特征在于，所述背压阀组为3个程控背压调节阀，根据被校流量计的流量范围要求进行组合使用。
7.根据权利要求1所述的高压高低温燃油流量测量系统，其特征在于，在标定时，对不同流量和压力状态点进行标定，拟合压力流量特性曲线，以设备管理机采集被校流量计后压力，根据压力流量特性曲线对背压阀组进行闭环控制，以实现的背压调节。
8.根据权利要求1所述的高压高低温燃油流量测量系统，其特征在于，所述体积管采用耐高压高低温的高精度体积管。
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