CN112729487A - 旋进漩涡流量计的试验标定系统及方法 - Google Patents

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    • G01F1/32—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow using swirl flowmeters

Abstract

本申请公开了一种旋进漩涡流量计的试验标定系统及方法。该系统包括湍流脉动发生装置、被校流量计、标准流量校准装置、负压产生装置与计算机测试系统；湍流脉动发生装置、被校流量计、标准流量校准装置与负压产生装置依次连接成气体通路；湍流脉动发生装置设置于试验标定系统的首端，用于通过环境空气生成脉动空气；负压产生装置设置于试验标定系统的末端，用于在气体通路中形成流场，使脉动空气流过被校流量计与标准流量校准装置；计算机测试系统连接被校流量计，用于读取被校流量计的流量数据，进而与标准流量校准装置的流量数据对比。本发明通过增设湍流脉动发生装置，模拟了真实工况下环境扰动对流量标定的影响。

Description

旋进漩涡流量计的试验标定系统及方法
技术领域
本发明涉及仪器试验标定领域，更具体地，涉及一种旋进漩涡流量计的试验标定系统及方法。
背景技术
旋进旋涡流量计由于其无可转动部件、可靠度高、稳定性好、能直接检测气体的体积流量和总量，运算精度高，广泛应用于石油、化工、电力、冶金、城市供气等行业测量各种气体流量，是目前油田和城市天然气输配计量和贸易计量的首选产品。因此，旋进旋涡流量计的标定校准显得尤为重要。
传统的旋进漩涡流量计标定系统采用真空泵抽气，从外界大气引气、串联音速喷管实现流量标定，往往忽略了流场脉动的影响。
因此，有必要开发一种旋进漩涡流量计的试验标定系统及方法。
公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明提出了一种旋进漩涡流量计的试验标定系统及方法，其能够通过增设湍流脉动发生装置，模拟了真实工况下环境扰动对流量标定的影响。
第一方面，本公开实施例提供了一种旋进漩涡流量计的试验标定系统，包括湍流脉动发生装置、被校流量计、标准流量校准装置、负压产生装置与计算机测试系统；
所述湍流脉动发生装置、所述被校流量计、所述标准流量校准装置与所述负压产生装置依次连接成所述试验标定系统的气体通路；
所述湍流脉动发生装置设置于所述试验标定系统的首端，用于通过环境空气生成脉动空气；
所述负压产生装置设置于所述试验标定系统的末端，用于在所述试验标定系统中产生负压，在所述气体通路中形成流场，使所述脉动空气流过所述被校流量计与所述标准流量校准装置；
所述计算机测试系统连接所述被校流量计，用于读取所述被校流量计的流量数据，进而与所述标准流量校准装置的流量数据对比。
优选地，所述湍流脉动发生装置包括：
节流盘，沿所述节流盘的边缘均匀设置多个通孔；
进气管道，固定设置于所述节流盘的一侧，用于进入环境空气；
出气口，固定设置于所述节流盘的另一侧，为所述气体通路的首端；
所述进气管道、所述出气口与所述通孔能够形成通路。
优选地，所述节流盘由直流电机驱动旋转，当所述通孔旋转至所述进气管道与所述出气口之间时，形成通路，所述环境空气进入所述气体通路；当所述进气管道与所述出气口之间没有形成通路时，所述环境空气无法进入所述气体通路，从而形成所述脉动空气。
优选地，还包括：
压力表，设置于所述标准流量校准装置与所述负压产生装置之间的气体通路上，用于监测所述试验标定系统的压力。
优选地，还包括：
节流阀，设置于所述标准流量校准装置与所述负压产生装置之间的气体通路上，用于控制所述气体通路中的气体流量。
优选地，所述标准流量校准装置集成多个不同孔径的音速喷管。
优选地，所述负压产生装置为真空泵。
优选地，还包括：
真空表，设置于所述标准流量校准装置与所述真空泵之间的气体通路上，用于监控所述真空泵。
第二方面，本公开实施例还提供了一种旋进漩涡流量计的试验标定方法，包括：
环境空气通过所述湍流脉动发生装置生成脉动空气；
所述脉动空气流过所述被校流量计与所述标准流量校准装置，所述被校流量计产生电信号；
将所述电信号进行放大、滤波与整流，通过所述计算机测试系统的预存软件读取所述被校流量计的流量数据；
将所述被校流量计的流量数据与所述标准流量校准装置进行对比。
优选地，还包括：
根据所述标准流量校准装置的流量调节所述被校流量计。
本发明的方法和装置具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。
附图说明
通过结合附图对本发明示例性实施例进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。
图1示出了根据本发明的一个实施例的一种旋进漩涡流量计的试验标定系统的示意图。
图2示出了根据本发明的一个实施例的湍流脉动发生装置的示意图。
图3示出了根据本发明的一个实施例的旋进漩涡流量计的试验标定方法的步骤的流程图。
附图标记说明：
1、湍流脉动发生装置；11、节流盘；12、通孔；13、进气管道；14、出气口；15、直流电机；2、被校流量计；3、标准流量校准装置；4、节流阀；5、真空泵；6、计算机测试系统；7、真空表。
具体实施方式
下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。
实施例1
本发明提供一种旋进漩涡流量计的试验标定系统，包括湍流脉动发生装置、被校流量计、标准流量校准装置、负压产生装置与计算机测试系统；
湍流脉动发生装置、被校流量计、标准流量校准装置与负压产生装置依次连接成试验标定系统的气体通路；
湍流脉动发生装置设置于试验标定系统的首端，用于通过环境空气生成脉动空气；
负压产生装置设置于试验标定系统的末端，用于在试验标定系统中产生负压，在气体通路中形成流场，使脉动空气流过被校流量计与标准流量校准装置；
计算机测试系统连接被校流量计，用于读取被校流量计的流量数据，进而与标准流量校准装置的流量数据对比。
在一个示例中，湍流脉动发生装置包括：
节流盘，沿节流盘的边缘均匀设置多个通孔；
进气管道，固定设置于节流盘的一侧，用于进入环境空气；
出气口，固定设置于节流盘的另一侧，为气体通路的首端；
进气管道、出气口与通孔能够形成通路。
在一个示例中，节流盘由直流电机驱动旋转，当通孔旋转至进气管道与出气口之间时，形成通路，环境空气进入气体通路；当进气管道与出气口之间没有形成通路时，环境空气无法进入气体通路，从而形成脉动空气。
在一个示例中，还包括：
压力表，设置于标准流量校准装置与负压产生装置之间的气体通路上，用于监测试验标定系统的压力。
在一个示例中，还包括：
节流阀，设置于标准流量校准装置与负压产生装置之间的气体通路上，用于控制气体通路中的气体流量。
在一个示例中，标准流量校准装置集成多个不同孔径的音速喷管。
在一个示例中，负压产生装置为真空泵。
在一个示例中，还包括：
真空表，设置于标准流量校准装置与真空泵之间的气体通路上，用于监控真空泵。
图1示出了根据本发明的一个实施例的一种旋进漩涡流量计的试验标定系统的示意图。
图2示出了根据本发明的一个实施例的湍流脉动发生装置的示意图。
具体地，如图1所示，根据本发明的一种旋进漩涡流量计的试验标定系统，包括湍流脉动发生装置1、被校流量计2、标准流量校准装置3、负压产生装置与计算机测试系统6；
湍流脉动发生装置1、被校流量计2、标准流量校准装置3与负压产生装置依次连接成试验标定系统的气体通路；
湍流脉动发生装置1设置于试验标定系统的首端，用于通过环境空气生成脉动空气。
如图2所示，湍流脉动发生装置1包括：节流盘11，沿节流盘11的边缘均匀设置多个通孔12，相邻通孔12之间的距离均相同；进气管道13，固定设置于节流盘11的一侧，用于进入环境空气；出气口14，固定设置于节流盘11的另一侧，为气体通路的首端；进气管道13、出气口14与通孔12能够形成通路。
直流电机15连接节流盘11的圆心，驱动节流盘11以圆心为轴按照设定频率20Hz旋转，当通孔12旋转至进气管道13与出气口14之间时，形成通路，环境空气进入气体通路；当进气管道13与出气口14之间没有形成通路时，环境空气无法进入气体通路，环境空气经过节流盘11形成周期性脉动，从而形成脉动空气。
被校流量计2通过夹装装置可以夹装固定，夹装装置由多孔实验版、夹具组成，可以满足不同尺寸的被校流量计2使用。
标准流量校准装置3为5个不同孔径的音速喷管组成，流量分别为5.5m3/h、72.6m3/h、110m3/h、145.2m3/h、220m3/h。
压力表，设置于标准流量校准装置3与负压产生装置之间的气体通路上，用于监测试验标定系统的压力。
节流阀4，设置于标准流量校准装置3与负压产生装置之间的气体通路上，用于控制气体通路中的气体流量。
负压产生装置为真空泵5，设置于试验标定系统的末端，用于在试验标定系统中产生负压，在气体通路中形成流场，使脉动空气流过被校流量计2与标准流量校准装置3。
真空表7，设置于标准流量校准装置3与真空泵5之间的气体通路上，用于监控真空泵5。
计算机测试系统6连接被校流量计2，包括电荷放大器、数据采集卡与计算机，电荷放大器放大倍数为0、10、100、1000，频率范围为0.1Hz到10KHz。
通过电荷放大器将被校流量计2产生的RS485电信号进行放大，经过滤波、整流输入计算机，通过计算机中预存的软件读取被校流量计2的流量数据，进而与标准流量校准装置3的流量数据对比。
实施例2
图3示出了根据本发明的一个实施例的旋进漩涡流量计的试验标定方法的步骤的流程图。
本发明还提供一种旋进漩涡流量计的试验标定方法，包括：
步骤101，环境空气通过湍流脉动发生装置生成脉动空气；
步骤102，脉动空气流过被校流量计与标准流量校准装置，被校流量计产生电信号；
步骤103，将电信号进行放大、滤波与整流，通过计算机测试系统的预存软件读取被校流量计的流量数据；
步骤104，将被校流量计的流量数据与标准流量校准装置进行对比。
在一个示例中，还包括：
根据标准流量校准装置的流量调节被校流量计。
具体地，环境空气通过湍流脉动发生装置生成脉动空气，进入气体通路；负压产生装置在试验标定系统中产生负压，在气体通路中形成流场，脉动空气流过被校流量计与标准流量校准装置，被校流量计产生电信号。
通过计算机测试系统中的电荷放大器将被校流量计产生的RS485电信号进行放大，经过滤波、整流输入计算机，通过计算机中预存的软件读取被校流量计的流量数据，进而与标准流量校准装置的流量数据对比。若判断被校流量计的读数不准，则根据标准流量校准装置的流量调节被校流量计。
本领域技术人员应理解，上面对本发明的实施例的描述的目的仅为了示例性地说明本发明的实施例的有益效果，并不意在将本发明的实施例限制于所给出的任何示例。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (10)

1.一种旋进漩涡流量计的试验标定系统，其特征在于，包括湍流脉动发生装置、被校流量计、标准流量校准装置、负压产生装置与计算机测试系统；
所述湍流脉动发生装置、所述被校流量计、所述标准流量校准装置与所述负压产生装置依次连接成所述试验标定系统的气体通路；
所述湍流脉动发生装置设置于所述试验标定系统的首端，用于通过环境空气生成脉动空气；
所述负压产生装置设置于所述试验标定系统的末端，用于在所述试验标定系统中产生负压，在所述气体通路中形成流场，使所述脉动空气流过所述被校流量计与所述标准流量校准装置；
所述计算机测试系统连接所述被校流量计，用于读取所述被校流量计的流量数据，进而与所述标准流量校准装置的流量数据对比。
2.根据权利要求1所述的旋进漩涡流量计的试验标定系统，其中，所述湍流脉动发生装置包括：
节流盘，沿所述节流盘的边缘均匀设置多个通孔；
进气管道，固定设置于所述节流盘的一侧，用于进入环境空气；
出气口，固定设置于所述节流盘的另一侧，为所述气体通路的首端；
所述进气管道、所述出气口与所述通孔能够形成通路。
3.根据权利要求2所述的旋进漩涡流量计的试验标定系统，其中，所述节流盘由直流电机驱动旋转，当所述通孔旋转至所述进气管道与所述出气口之间时，形成通路，所述环境空气进入所述气体通路；当所述进气管道与所述出气口之间没有形成通路时，所述环境空气无法进入所述气体通路，从而形成所述脉动空气。
4.根据权利要求1所述的旋进漩涡流量计的试验标定系统，其中，还包括：
压力表，设置于所述标准流量校准装置与所述负压产生装置之间的气体通路上，用于监测所述试验标定系统的压力。
5.根据权利要求1所述的旋进漩涡流量计的试验标定系统，其中，还包括：
节流阀，设置于所述标准流量校准装置与所述负压产生装置之间的气体通路上，用于控制所述气体通路中的气体流量。
6.根据权利要求1所述的旋进漩涡流量计的试验标定系统，其中，所述标准流量校准装置集成多个不同孔径的音速喷管。
7.根据权利要求1所述的旋进漩涡流量计的试验标定系统，其中，所述负压产生装置为真空泵。
8.根据权利要求7所述的旋进漩涡流量计的试验标定系统，其中，还包括：
真空表，设置于所述标准流量校准装置与所述真空泵之间的气体通路上，用于监控所述真空泵。
9.一种旋进漩涡流量计的试验标定方法，利用权利要求1-8中任意一项所述的旋进漩涡流量计的试验标定系统，其特征在于，包括：
环境空气通过所述湍流脉动发生装置生成脉动空气；
所述脉动空气流过所述被校流量计与所述标准流量校准装置，所述被校流量计产生电信号；
将所述电信号进行放大、滤波与整流，通过所述计算机测试系统的预存软件读取所述被校流量计的流量数据；
将所述被校流量计的流量数据与所述标准流量校准装置进行对比。
10.根据权利要求9所述的旋进漩涡流量计的试验标定方法，其中，还包括：
根据所述标准流量校准装置的流量调节所述被校流量计。
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