CN112558644B - 气体流量检测与控制装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种气体流量检测与控制装置及方法，包括：控制模块、位于管道上的流量检测模块和流量调节模块，流量检测模块和流量调节模块均与控制模块连接，流量检测模块用于检测管道内气体的流量，流量调节模块用于调节管道内气体的流量，控制模块用于根据流量检测模块检测的管道内气体的流量，控制流量调节模块将管道内气体的流量调节至预设流量。本发明提供的气体流量检测与控制装置及方法，减少了管道上插接件的数量，且结构简单，有效提高了工作效率。

Description

气体流量检测与控制装置及方法
技术领域
本发明涉及石油检测装备技术领域，尤其涉及一种气体流量检测与控制装置及方法。
背景技术
在石油生产中，当地层供给的能量不足以把原油从井底举升到地面时，油井就停止自喷，为了使油井继续出油，需要人为地把气体注入井底提供地层供给能量，使原油喷出地面，这种采油方法称为气举采油，而在气举过程中，注入气体的流量大小是决定气举效率的重要因素，就气举井组系统而言，在总注气量有限的条件下，合理配置各气举井注气量是气举井组系统高效生产的关键，因此，注入气体流量的精确检测与控制在气举采油工艺过程中显得尤为重要。
现有的气体流量检测与控制装置，常采用二套独立的装置，即用流量计实现注气流量检测，电动调节阀实现注气流量控制。
然而，该装置管道上插接件数量多，结构复杂，工作效率低。
发明内容
本发明提供一种气体流量检测与控制装置及方法，解决了现有技术中用流量计和电动调节阀配合使用检测气体流量和控制流量时，管道上插接件数量多，结构复杂，工作效率低的问题。
为了解决上述问题，本发明提供一种气体流量检测与控制装置，包括控制模块、位于管道上的流量检测模块和流量调节模块，流量检测模块和流量调节模块均与控制模块连接，流量检测模块用于检测管道内气体的流量，流量调节模块用于调节管道内气体的流量，控制模块用于根据流量检测模块检测的管道内气体的流量，控制流量调节模块将管道内气体的流量调节至预设流量。
作为一种可选的方式，本发明提供的气体流量检测与控制装置，
流量检测模块包括压力检测模块和温度检测模块；
压力检测模块连接在流量调节模块与管道之间，用于检测流量调节模块内气体的压力；
温度检测模块连接在流量调节模块的进气端与管道之间，温度检测模块用于检测进入流量调节模块内气体的温度。
作为一种可选的方式，本发明提供的气体流量检测与控制装置，
压力检测模块包括第一压力传感器和第二压力传感器；
第一压力传感器连接在流量调节模块的进气端与管道之间，第一压力传感器用于检测进入流量调节模块内气体的压力；
第二压力传感器连接在流量调节模块的出气端与管道之间，第二压力传感器用于检测流程流量调节模块的气体的压力。
作为一种可选的方式，本发明提供的气体流量检测与控制装置，
控制模块包括处理模块、采集模块和第一转换模块，采集模块和第一转换模块均与处理模块连接；
采集模块用于将流量检测模块检测管道内气体的流量的数字信号传输至处理模块；
处理模块用于将数字信号调节至预设数字信号；
第一转换模块用于将预设数字信号转换至预设模拟信号，并将预设模拟信号传输至流量调节模块。
作为一种可选的方式，本发明提供的气体流量检测与控制装置，
还包括信号调理模块，信号调理模块与流量检测模块连接，信号调理模块与控制模块连接。
作为一种可选的方式，本发明提供的气体流量检测与控制装置，
信号调理模块包括依次连接的第二转换模块、除噪模块和信号放大模块；
第二转换模块与流量检测模块连接，信号放大模块与控制模块连接；
第二转换模块用于将流量检测模块检测的管道内气体的流量的电流模拟信号转换为电压模拟信号；
除噪模块用于对电压模拟信号进行滤波；
信号放大模块用于放大滤波后的电压模拟信号。
作为一种可选的方式，本发明提供的气体流量检测与控制装置，
还包括第三转换模块，第三转换模块与控制模块连接，第三转换模块与流量调节模块连接；
第三转换模块用于将电压模拟信号转换为电流模拟信号。
作为一种可选的方式，本发明提供的气体流量检测与控制装置，
还包括人机交互模块，人机交互模块与控制模块连接。
作为一种可选的方式，本发明提供的气体流量检测与控制装置，
还包括电源模块，控制模块、流量检测模块、流量调节模块和人机交互模块均与电源模块连接。
本发明还提供一种气体流量检测与控制方法，采用上述权利要求1至9任一项的气体流量检测与控制装置，其方法包括：
控制器实时计算气体压缩因子；
根据压缩因子，结合气体流量方程计算管道内气体的流量；
根据检测的管道内气体的流量与预设流量之间的偏差，结合PID控制算法计算出流量调节量；
根据计算出的流量调节量，将管道内气体的流量调节至预设流量。
本发明提供的气体流量检测与控制装置及方法，该装置通过设置控制模块、位于管道上的流量检测模块和流量调节模块，流量检测模块和流量调节模块均与控制模块连接，流量检测模块用于检测管道内气体的流量，流量调节模块用于调节管道内气体的流量，控制模块用于根据流量检测模块检测的管道内气体的流量，控制流量调节模块将管道内气体的流量调节至预设流量。减少了管道上插接件的数量，且结构简单，有效提高了工作效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的气体流量检测与控制装置一实施例的结构示意图；
图2为本发明提供的气体流量检测与控制装置另一实施例的结构示意图；
图3为本发明提供的气体流量检测与控制装置另一实施例的结构示意图；
图4为本发明提供的气体流量检测与控制装置另一实施例的结构示意图；
图5为本发明提供的气体流量检测与控制装置另一实施例的结构示意图；
图6为本发明提供的气体流量检测与控制装置另一实施例的结构示意图；
图7为本发明提供的气体流量检测与控制装置另一实施例的结构示意图；
图8为本发明提供的气体流量检测与控制装置另一实施例的结构示意图；
图9为本发明提供的气体流量检测与控制装置另一实施例的结构示意图；
图10为本发明提供的气体流量检测与控制方法一实施例的流程示意图。
附图标记
10-流量检测模块；
101-压力检测模块；
1011-第一压力传感器；
1012-第二压力传感器；
102-温度检测模块；
20-控制模块；
201-采集模块；
202-处理模块；
203-第一转换模块；
30-流量调节模块；
40-信号调理模块；
401-第二转换模块；
402-除噪模块；
403-信号放大模块；
50-第三转换模块；
60-人机交互模块；
70-电源模块。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。
在石油生产中，当地层供给的能量不足以把原油从井底举升到地面时，油井就停止自喷，为了使油井继续出油，需要人为地把气体注入井底提供地层供给能量，使原油喷出地面，这种采油方法称为气举采油，而在气举过程中，注入气体的流量大小是决定气举效率的重要因素，就气举井组系统而言，在总注气量有限的条件下，合理配置各气举井注气量是气举井组系统高效生产的关键，因此，注入气体流量的精确检测与控制在气举采油工艺过程中显得尤为重要。现有的气体流量检测与控制装置，常采用二套独立的装置，即用流量计实现注气流量检测，电动调节阀实现注气流量控制。但是，该装置管道上插接件数量多，结构复杂，工作效率低。
为了解决上述问题，本发明提供了一种气体流量检测与控制装置及方法，通过设置控制模块、位于管道上的流量检测模块和流量调节模块，流量检测模块和流量调节模块均与控制模块连接，流量检测模块用于检测管道内气体的流量，流量调节模块用于调节管道内气体的流量，控制模块用于根据流量检测模块检测的管道内气体的流量，控制流量调节模块将管道内气体的流量调节至预设流量。减少了管道上插接件的数量，且结构简单，有效提高了工作效率。
图1为本发明提供的气体流量检测与控制装置一实施例的结构示意图。如图1所示，本发明提供的气体流量检测与控制装置，包括控制模块20、位于管道上的流量检测模块10和流量调节模块30，流量检测模块10和流量调节模块30均与控制模块20连接，流量检测模块10用于检测管道内气体的流量，流量调节模块30用于调节管道内气体的流量，控制模块20用于根据流量检测模块10检测的管道内气体的流量，控制流量调节模块30将管道内气体的流量调节至预设流量。
本发明实施例提供的气体流量检测与控制装置，用于检测管道内气体的流量和控制气体流量的大小。其中，流量检测模块10和流量调节模块30连接在管道上，流量检测模块10根据检测到的管道内气体的流量，并通过控制装置驱动流量调节模块30将管道内气体的流量调节至预设流量，减少了管道上插件接件的数量，且结构简单，有效提高了工作效率。
具体的，流量调节模块30可以是电动调节阀，通过电动调节阀调节管道的开度等参数，进而达到调节管道内气体流量的目的。
本实施例提供的气体流量检测与控制装置，通过设置控制模块、位于管道上的流量检测模块和流量调节模块，流量检测模块和流量调节模块均与控制模块连接，流量检测模块用于检测管道内气体的流量，流量调节模块用于调节管道内气体的流量，控制模块用于根据流量检测模块检测的管道内气体的流量，控制流量调节模块将管道内气体的流量调节至预设流量。减少了管道上插件接件的数量，且结构简单，有效提高了工作效率。
图2为本发明提供的气体流量检测与控制装置另一实施例的结构示意图。如图2所示，可选的，流量检测模块10包括压力检测模块101和温度检测模块102；
压力检测模块101连接在流量调节模块30与管道之间，用于检测流量调节模块30内气体的压力；
温度检测模块102连接在流量调节模块30的进气端与管道之间，温度检测模块102用于检测进入流量调节模块30内气体的温度。
具体的，压力检测模块101可以是压力传感器，用于检测流量调节模块30进、出气口处的压力。温度检测模块102也可以是温度传感器，主要用于检测流量调节模块30进气口的温度。
图3为本发明提供的气体流量检测与控制装置另一实施例的结构示意图。如图3所示，进一步的，压力检测模块101包括第一压力传感器1011和第二压力传感器1012；
第一压力传感器1011连接在流量调节模块30的进气端与管道之间，
第一压力传感器1011用于检测进入流量调节模块30内气体的压力。
第二压力传感器1012连接在流量调节模块30的出气端与管道之间，第二压力传感器1012用于检测流出流量调节模块30的气体的压力。
具体的，根据第一压力传感器1011、第二压力传感器1012和温度检测模块102分别检测流量调节模块30进气口处的压力、温度和出气口处的压力，并根据气体流量的计算模型计算气体流量，即：
Figure BDA0002216902080000071
其中，q表示气体的体积流量，其单位为m3/h；N9，Fp为常数；Cv为流量系数；p1表示调节阀的上游压力，单位为kP；Y表示膨胀系数，无量纲；X表示压降与绝对入口压力之比；M表示介质的分子量；T1表示绝对上游温度，用开尔文温度表示，单位为K；Z表示压缩系数，无量纲。
在本实施例中，根据第一压力传感器1011、第二压力传感器1012和温度检测模块102分别检测流量调节模块30进气口处的压力、温度和出气口处的压力，利用流量检测模块10进行流量计算，可有效的减少管道插接件数量，结构简单。
图4为本发明提供的气体流量检测与控制装置另一实施例的结构示意图。如图4所示，可选的，控制模块20包括处理模块202、采集模块201和第一转换模块203，采集模块201和第一转换模块203均与处理模块202连接；
采集模块201与流量检测模块10连接，第一转换模块203与流量调节模块30连接；
采集模块201用于将流量检测模块10检测管道内气体的流量的数字信号传输至处理模块202；
处理模块202用于将数字信号调节至预设数字信号；
第一转换模块203用于将预设数字信号转换至预设模拟信号，并将预设模拟信号传输至流量调节模块30。
其中，处理模块202可以是微处理器，例如，可以选择型号为STM32F407的高性能微处理器，具有功耗低、数据传输速度快、体积小等优点。
具体的，采集模块201可以是A/D采集电路，例如，可以选用12位串行模数转换器，且使用串行模数转换器的0-4通道，其他通道可以接地，可以有效的避免其他信号的干扰。
具体的，第一转换模块203可以为D/A转换电路，例如，可以选用12位串行数模转换器，且使用串行数模转换器的0通道。
图5为本发明提供的气体流量检测与控制装置另一实施例的结构示意图。如图5所示，可选的，还包括信号调理模块40，信号调理模块40与流量检测模块10连接，信号调理模块40与控制模块20连接。
具体的，信号调理模块40可以接受各种电流和电压信号，将该信号变送成控制模块20所需要的信号并隔离传送到控制模块20，能够有效的拟制各信号之间的干扰，解决各信号之间“地”电位差的问题。
图6为本发明提供的气体流量检测与控制装置另一实施例的结构示意图。如图6所示，可选的，信号调理模块40包括依次连接的第二转换模块401、除噪模块402和信号放大模块403；
第二转换模块401与流量检测模块10连接，信号放大模块403与控制模块20连接；
第二转换模块401用于将流量检测模块10检测的管道内气体的流量的电流模拟信号转换为电压模拟信号；
除噪模块402用于对电压模拟信号进行滤波；
信号放大模块403用于放大滤波后的电压模拟信号。
具体的，第二转换模块401可以是I/V转换电路，将压力检测模块101输出的电流模拟信号转换为电压模拟信号。
其中，除噪模块402可以是采用低通滤波方式的除噪电路，主要用于过滤信号中的干扰信号。
图7为本发明提供的气体流量检测与控制装置另一实施例的结构示意图。如图7所示，可选的，还包括第三转换模块50，第三转换模块50与控制模块20连接，第三转换模块50与流量调节模块30连接；
第三转换模块50用于将电压模拟信号转换为电流模拟信号。
具体的，第三转换模块50可以是V/I转换电路，主要用于将电压模拟信号转换为电路模拟信号。
图8为本发明提供的气体流量检测与控制装置另一实施例的结构示意图。如图8所示，可选的，还包括人机交互模块60，人机交互模块60与控制模块20连接。
具体的，人机交互模块60可以由串行显示屏和矩阵键盘组成，串行显示屏主要用于显示流量调节模块30进气口的压力、流量调节模块30出气口的压力、流量调节模块30进气口处的温度、流量调节模块30的开度和流量等信息，矩阵键盘上设置有数字键，主要用于设置控制模块20相关的控制参数，例如，流量值、开度值等，另外还设置有功能键，可以用于选择流量控制模式还是开度控制模式。通过设置显示屏，可以实时监测并显示气体的流量、开度、压力等信息，并通过键盘实时进行流量、开度等信息的动态调节，操作简单方便，能够有效的提高工作效率。
需要说明的是，显示屏也可以是其他结构的显示屏，只要能够显示相关参数即可。键盘也可以是其他形状的键盘，例如，椭圆形、圆形、多边形等，只要具有可以设置相关参数的数字键和功能键即可，对此，本发明实施例不做限制。
图9为本发明提供的气体流量检测与控制装置另一实施例的结构示意图。如图9所示，可选的，还包括电源模块70，控制模块20、流量检测模块10、流量调节模块30和人机交互模块60均与电源模块70连接。
具体的，电源模块70的输入部分可以采用220V的交流供电，输出部分可以提供直流24V、5V、3.3V的电压。
本发明实施例提供的气体流量检测与控制装置，通过设置控制模块20、位于管道上的流量检测模块10和流量调节模块30，流量检测模块10和流量调节模块30均与控制模块20连接，流量检测模块10用于检测管道内气体的流量，流量调节模块30用于调节管道内气体的流量，控制模块20用于根据流量检测模块10检测的管道内气体的流量，控制流量调节模块30将管道内气体的流量调节至预设流量。减少了管道上插件接件的数量，且结构简单，有效提高了工作效率。
图10为本发明提供的气体流量检测与控制方法一实施例的流程示意图。如图10所示，本发明实施例还提供了一种气体流量检测与控制的方法，采用上述实施例中的气体流量检测与控制装置，该方法包括：
S101：控制器实时计算气体压缩因子；
S102：根据压缩因子，结合气体流量方程计算管道内气体的流量；
S103：根据检测的管道内气体的流量与预设流量之间的偏差，结合PID控制算法计算出流量调节量；
S104：根据计算出的流量调节量，将管道内气体的流量调节至预设流量。
具体的，压缩因子是指实际气体的体积与同样状态下的理想气体相比，其比值则为压缩因子，压缩因子的大小反映出真实气体相对理想气体的偏差程度。压缩因子的值是由比压力和比温度系数根据牛顿迭代法经过运算后获得，即：
Figure BDA0002216902080000101
Figure BDA0002216902080000102
将上述两个公式合并后可得：
Figure BDA0002216902080000103
式子，t表示拟对比温度的倒数，即：t＝1/Tpr；
y表示特殊定义的对比密度(y≠ρpr)。
其中，Ppr、Tpr分别为拟对比压力和拟对比温度，可根据牛顿迭代法结合上述计算过程求得压缩因子Z，其具体计算过程为：
对y赋初值，取y(0)＝0.001或y(0)＝0.06125Pprtexp[-1.2(1-t)2]；
根据Ppr、t和y(0)，计算F(y)；
计算F/(y)；
计算y的新值；
反复迭代，直到F(y)＝0或|yk+1-yk|<0.00001；
将满足精度要求的y值代回，即可求得压缩因子Z值。
其中，
Figure BDA0002216902080000111
Pc、Tc分别指介质的绝对热力学临界压力、绝对热力学临界温度。
需要说明的是，PID是工业控制上的一种控制算法，其中，P表示比例，I表示积分，D表示微分，即PID是闭环控制系统的比例-积分-微分控制算法，PID控制器根据设定流量与实际流量的偏差，通过PID控制算法运算后输出电动执行机构的流量调节量，从而改变气体流道面积，影响流量调节模块入口端和出口端的压力、温度与压缩因子等参数，从而实现气体流量调节功能。
其中，气体流量检测与控制装置的结构和原理在上述实施例一种进行了详细的说明，本实施例在此不再一一赘述。
在本实施例中，控制器实时计算气体压缩因子，通过流量检测模块10中第一压力传感器1011、第二压力传感器1012和温度传感器102，检测流量调节模块30进气口处的压力、温度以及流量调节模块30出气口处的压力，通过流量检测模块10中气体流量计算模型结合压缩因子计算出气体流量，并将流量信号发送给信号调理模块40，信号调理模块40中的第二转换模块401、除噪模块402和信号放大模块403通过对流量信号进行信号转换、除噪、信号放大后发送给控制模块20，控制模块20中采集模块201通过将管道内气体流量的数字信号传输至处理模块202，处理模块202将数字信号调节至预设数字信号，并将预设数字信号传输给第一转换模块203，第一转换模块203将预设数字信号转换至预设模拟信号，并将预设模拟信号传输至第三转换模块50，第三转换模块50将预设的电压模拟信号转换为电流模拟信号，并将电流模拟信号发送给流量调节模块30，流量调节模30块根据电流模拟信号将管道内气体流量调节至预设流量。其中，通过设置人机交互模块60，并将人机交互模块60与控制模块20连接，在人机交互模块60的显示屏上就可以清楚的显示管道内气体的流量、压力、温度、开度等信息，并通过人机交互模块60中的键盘就可以设置流量、开度等信息，也可以通过键盘上的功能键更改控制模式，减少了管道上插接件的数量，且结构简单，能够有效的提高工作效率。
本发明实施例提供的气体流量检测与控制方法，通过设置控制模块、位于管道上的流量检测模块和流量调节模块，流量检测模块和流量调节模块均与控制模块连接，流量检测模块用于检测管道内气体的流量，流量调节模块用于调节管道内气体的流量，控制模块用于根据流量检测模块检测的管道内气体的流量，控制流量调节模块将管道内气体的流量调节至预设流量。减少了管道上插件接件的数量，且结构简单，有效提高了工作效率。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱落本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种气体流量检测与控制装置，其特征在于，包括：控制模块、位于管道上的流量检测模块和流量调节模块，所述流量检测模块和所述流量调节模块均与所述控制模块连接，所述流量检测模块用于检测所述管道内气体的流量，所述流量调节模块用于调节所述管道内气体的流量，所述控制模块用于根据所述流量检测模块检测的所述管道内气体的流量，控制所述流量调节模块将所述管道内气体的流量调节至预设流量；
所述流量检测模块包括压力检测模块和温度检测模块；
所述压力检测模块连接在所述流量调节模块与所述管道之间，用于检测流量调节模块内气体的压力；
所述温度检测模块连接在所述流量调节模块的进气端与所述管道之间，所述温度检测模块用于检测进入所述流量调节模块内气体的温度；
所述压力检测模块包括第一压力传感器和第二压力传感器；
所述第一压力传感器连接在所述流量调节模块的进气端与所述管道之间，所述第一压力传感器用于检测进入所述流量调节模块内气体的压力；
第二压力传感器连接在所述流量调节模块的出气端与所述管道之间，所述第二压力传感器用于检测流出所述流量调节模块的气体的压力；
其中，检测流量调节模块进气口处的压力、温度和出气口处的压力，用于根据气体流量的计算模型计算气体流量，其中，气体流量计算公式为：
Figure FDA0004056017960000011
其中，q表示气体的体积流量，其单位为m3/h；N9，为常数；Cv为流量系数；p1表示调节阀的上游压力，单位为kP；Y表示膨胀系数；X表示压降与绝对入口压力之比；M表示介质的分子量；T1表示绝对上游温度，单位为K；Z表示压缩系数。
2.根据权利要求1所述的气体流量检测与控制装置，其特征在于，所述控制模块包括处理模块、采集模块和第一转换模块，所述采集模块和所述第一转换模块均与所述处理模块连接；
所述采集模块与所述流量检测模块连接，所述第一转换模块与所述流量调节模块连接；
所述采集模块用于将所述流量检测模块检测所述管道内气体的流量的数字信号传输至所述处理模块；
所述处理模块用于将所述数字信号调节至预设数字信号；
所述第一转换模块用于将所述预设数字信号转换至预设模拟信号，并将所述预设模拟信号传输至所述流量调节模块。
3.根据权利要求1所述的气体流量检测与控制装置，其特征在于，还包括信号调理模块，所述信号调理模块与流量检测模块连接，所述信号调理模块与所述控制模块连接。
4.根据权利要求3所述的气体流量检测与控制装置，其特征在于，所述信号调理模块包括依次连接的第二转换模块、除噪模块和信号放大模块；
所述第二转换模块与所述流量检测模块连接，所述信号放大模块与所述控制模块连接；
所述第二转换模块用于将所述流量检测模块检测的所述管道内气体的流量的电流模拟信号转换为电压模拟信号；
所述除噪模块用于对所述电压模拟信号进行滤波；
所述信号放大模块用于放大滤波后的所述电压模拟信号。
5.根据权利要求4所述的气体流量检测与控制装置，其特征在于，还包括第三转换模块，所述第三转换模块与所述控制模块连接，所述第三转换模块与所述流量调节模块连接；
所述第三转换模块用于将电压模拟信号转换为电流模拟信号。
6.根据权利要求1至5任一项所述的气体流量检测与控制装置，其特征在于，还包括人机交互模块，所述人机交互模块与所述控制模块连接。
7.根据权利要求6所述的气体流量检测与控制装置，其特征在于，还包括电源模块，所述控制模块、所述流量检测模块、所述流量调节模块和所述人机交互模块均与所述电源模块连接。
8.一种气体流量检测与控制的方法，其特征在于，采用权利要求1至7任一项所述的气体流量检测与控制装置，所述方法包括：
控制器实时计算气体压缩因子；
根据压缩因子，结合气体流量方程计算所述管道内气体的流量；
其中，气体流量计算公式为：
Figure FDA0004056017960000031
其中，q表示气体的体积流量，其单位为m3/h；N9，为常数；Cv为流量系数；p1表示调节阀的上游压力，单位为kP；Y表示膨胀系数；X表示压降与绝对入口压力之比；M表示介质的分子量；T1表示绝对上游温度，单位为K；Z表示压缩系数；
根据检测的所述管道内气体的流量与预设流量之间的偏差，结合PID控制算法计算出流量调节量；
根据计算出的所述流量调节量，将所述管道内气体的流量调节至预设流量。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113759783B (zh) * 2021-09-09 2023-09-01 浙江中控技术股份有限公司 油气管道控制装置及系统
CN115325458A (zh) * 2022-08-15 2022-11-11 广州瑞鑫智能制造有限公司 输气管道压力流量控制系统

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104913198A (zh) * 2015-04-14 2015-09-16 河南宏天实业有限公司 天然气生产井自动调产调压装置及控制方法
CN105674060A (zh) * 2016-01-01 2016-06-15 深圳德尔科机电环保科技有限公司 一种压缩空气系统压力流量联合控制节能装置及方法
CN205353786U (zh) * 2015-12-29 2016-06-29 重庆金山科技（集团）有限公司 一种氩气流量控制器
CN106764446A (zh) * 2016-12-23 2017-05-31 王树祺 天然气管道分输电动调节阀控制系统及其方法
CN108709594A (zh) * 2018-07-11 2018-10-26 陕西鑫联仪器仪表有限公司 一种气体流量计及气体流量测量方法
CN208187447U (zh) * 2018-01-23 2018-12-04 淮南师范学院 一种管道气体参量监测仪表

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104913198A (zh) * 2015-04-14 2015-09-16 河南宏天实业有限公司 天然气生产井自动调产调压装置及控制方法
CN205353786U (zh) * 2015-12-29 2016-06-29 重庆金山科技（集团）有限公司 一种氩气流量控制器
CN105674060A (zh) * 2016-01-01 2016-06-15 深圳德尔科机电环保科技有限公司 一种压缩空气系统压力流量联合控制节能装置及方法
CN106764446A (zh) * 2016-12-23 2017-05-31 王树祺 天然气管道分输电动调节阀控制系统及其方法
CN208187447U (zh) * 2018-01-23 2018-12-04 淮南师范学院 一种管道气体参量监测仪表
CN108709594A (zh) * 2018-07-11 2018-10-26 陕西鑫联仪器仪表有限公司 一种气体流量计及气体流量测量方法

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