CN113267225A - 容积式气液两相流量计及其测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及气液计量技术领域，是一种容积式气液两相流量计，包括第一容积式流量计、第二容积式流量计、第一压力变送器，第二压力变送器及差压管，本发明结构合理而紧凑，使用方便，其在使用过程中，使用容积式流量计进行测量，结果更加准确。压力变送器被测介质广泛，可测油、水等，具有一定的防腐能力；高准确度、高稳定性；差压管通过缩径等其他方法的作用下，造成差压管前后两端一个相应的压差，最后通过计算得出液体所占的体积，及测出气体及液体的体积量，计量过程中，无需分离气液两相混合流体，极大减少了设备体积及成本，还可以进行连续计量，且与外部密封的结构更加安全可靠，具有安全、省力、简便、高效的特点。
Description
技术领域
本发明涉及气液计量技术领域，是一种容积式气液两相流量计及其测量方法。
背景技术
目前大多数气液两相流量计使用的是重力沉降的方法对气液进行分离计量，也就是常说的GLCC测量法，这种分离计量法往往需要较大的容器进行分离。也有通过射线等方法进行成像处理，再通过图形处理功能进行计算气液占比，成本较高；而现有的差压流量计又不能检测气液混合物流量。
发明内容
本发明提供了一种容积式气液两相流量计及其测量方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有的气液两相流量计需要对气液进行分离计量、通过射线等方法进行成像处理成本较高及差压流量计不能检测气液两相混合流体流量的问题。
本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种容积式气液两相流量计，包括第一容积式流量计、第二容积式流量计、第一压力变送器，第二压力变送器及差压管，第一容积式流量计、差压管和第二容积式流量计依序固定在一起，第一容积式流量计的左端安装有第一压力变送器，第二容积式流量计左端安装有第二压力变送器。
下面是对上述发明技术方案之一的进一步优化或/和改进：
上述差压管内径可呈左大右小的漏斗状，差压管右部内径小于第二容积式流量计左端内径。
上述还可包括温度变送器，第二容积式流量计右端安装有温度变送器。
上述对应第一压力变送器左侧位置的第一容积式流量计的左端可设有安装法兰，对应第二压力变送器右侧位置的第二容积式流量计右端设有安装法兰。
本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种使用上述容积式气液两相流量计的测量方法，包括以下步骤：
第一步，第一压力变送器测量被测计量管线中一段计量时间内流过的气体的压强P1；
第二步，第一容积式流量计测量被测计量管线中一段计量时间内流过的气液两相混合流体的体积C1；
第三步，第二压力变送器测量被测计量管线中一段计量时间内流过差压管后的气体的压强P2；
第四步，第二容积式流量计测量被测计量管线中一段计量时间内流过差压管后的气液两相混合流体的体积C2；
通过下式计算出被测计量管线中一段计量时间内的气体体积和液体体积：
（1）根据波义耳定律：一定质量的某种气体，在温度保持不变的情况下，压强P与体积V成反比，即P1V1=P2V2；
（2）在一段计量时间内流过第一容积式流量计与第二容积式流量计的气体、液体的分子量相同，流过第一容积式流量计与第二容积式流量计的气体体积比为V1/V2=P2/P1；
（3）第一容积式流量计与第二容积式流量计测得流体体积为C1-C2=V1-V2；
（4）通过（1）、（2）、（3）公式可推导计算出气体体积V1、V2的值；
（5）液体体积则为C1-V1或C2-V2。
下面是对上述发明技术方案之二的进一步优化或/和改进：
本发明结构合理而紧凑，使用方便，其在使用过程中，使用容积式流量计进行测量，结果更加准确。压力变送器被测介质广泛，可测油、水等，具有一定的防腐能力；高准确度、高稳定性；体积小、重量轻、安装、调试、使用方便，差压管通过缩径等其他方法的作用下，造成差压管前后两端一个相应的压差，计量过程中，无需分离气液两相混合流体，极大减少了设备体积及成本，还可以进行连续计量，且与外部密封的结构更加安全可靠，具有安全、省力、简便、高效的特点。
附图说明
附图1为本发明实施例一的主视剖视结构示意图。
附图中的编码分别为：1为第一压力变送器，2为第一容积式流量计，3为差压管，4为第二压力变送器，5为第二容积式流量计，6为温度变送器。
具体实施方式
本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
在本发明中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图的布图1方向来确定的。
下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：
实施例一，如附图1所示，该容积式气液两相流量计包括第一容积式流量计2、第二容积式流量计5、第一压力变送器1，第二压力变送器4及差压管3，第一容积式流量计2、差压管3和第二容积式流量计5依序固定在一起，第一容积式流量计2的左端安装有第一压力变送器1，第二容积式流量计5左端安装有第二压力变送器4。
在使用过程中，容积式流量计不需要有较长的前后直管段来形成管内稳定流速分布．对管内的速度分布没有要求，这给现场安装带来很大方便，且使用容积式流量计进行测量，结果更加准确。压力变送器被测介质广泛，可测油、水等，具有一定的防腐能力；高准确度、高稳定性；体积小、重量轻、安装、调试、使用方便，差压管前后两端形成一个相应的压差，计量过程中，无需分离气液两相混合流体，极大减少了设备体积及成本，还可以进行连续计量，且与外部密封的结构更加安全可靠，具有安全、省力、简便、高效的特点。
可根据实际需要，对上述容积式气液两相流量计作进一步优化或/和改进：
如附图1所示，差压管3内径呈左大右小的漏斗状，差压管3右部内径小于第二容积式流量计5左端内径。
根据需求，差压管3口径可变，即可根据不同产量进行更换，满足使用需求。在使用工程中，通过缩径等其他方法的作用下，造成差压管3前后两端一个相应的压差。
如附图1所示，还包括温度变送器6，第二容积式流量计5右端安装有温度变送器6。
在使用过程中，温度变送器6测得温度的补偿后，能够十分准确的计算得出气体所占的体积，从而计算出准确的液体所占体积。
如附图1所示，对应第一压力变送器1左侧位置的第一容积式流量计2的左端设有安装法兰，对应第二压力变送器4右侧位置的第二容积式流量计5右端设有安装法兰。
在使用过程中，安装法兰便于安装。
实施例二，根据附图1所示，一种使用上述容积式气液两相流量计的测量方法，包括以下步骤：
第一步，第一压力变送器1测量被测计量管线中一段计量时间内流过的气体的压强P1；
第二步，第一容积式流量计2测量被测计量管线中一段计量时间内流过的气液两相混合流体的体积C1；
第三步，第二压力变送器4测量被测计量管线中一段计量时间内流过差压管后的气体的压强P2；
第四步，第二容积式流量计5测量被测计量管线中一段计量时间内流过差压管后的气液两相混合流体的体积C2；
通过下式计算出被测计量管线中一段计量时间内的气体体积和液体体积：
（1）根据波义耳定律：一定质量的某种气体，在温度保持不变的情况下，压强P与体积V成反比，即P1V1=P2V2；
（2）在一段计量时间内流过第一容积式流量计2与第二容积式流量计5的气体、液体的分子量相同，流过第一容积式流量计2与第二容积式流量计5的气体体积比为V1/V2=P2/P1；
（3）第一容积式流量计2与第二容积式流量计5测得流体体积为C1-C2=V1-V2；
（4）通过（1）、（2）、（3）公式可推导计算出气体体积V1、V2的值；
（5）液体体积则为C1-V1或C2-V2，因为C1-V1=C2-V2。
在测量计算过程中，由于差压管3件在通过缩径等其他方法的作用下，造成差压管3件前后两端一个相应的压差。而气液两相混合流体在压差的驱动下进入第二容积式流量计5，并进行流体体积量。由于相同气体在不同压力的压缩下，体积将会发生明显的变化，压力越大，气体所占体积越小，而液体体积变化十分小。所以会造成前后两个容积式流量计测得容积存在差异，而差异部分则为气体在不同压力下体积的变化量，计算得出气体所占的体积，最后通过计算得出液体所占的体积，及测出气体及液体的体积量。计量过程中，无需分离气液两相混合流体，极大减少了设备体积及成本，还可以进行连续计量，且与外部密封的结构更加安全可靠。
根据附图1所示，温度变送器6测量被测计量管线中一段计量时间内流过的气液两相混合流体的温度，用于温度补偿计算出更准确的气体所占体积V1和V2。
在测量计算过程中，在温度变送器6测得温度的补偿后，能够十分准确的计算得出气体所占的体积，从而计算出准确的液体所占体积。
以上技术特征构成了本发明的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。
Claims (6)
1.一种容积式气液两相流量计，其特征在于包括第一容积式流量计、第二容积式流量计、第一压力变送器，第二压力变送器及差压管，第一容积式流量计、差压管和第二容积式流量计依序固定在一起，第一容积式流量计的左端安装有第一压力变送器，第二容积式流量计左端安装有第二压力变送器。
2.根据权利要求1所述的容积式气液两相流量计，其特征在于差压管内径呈左大右小的漏斗状，差压管右部内径小于第二容积式流量计左端内径。
3.根据权利要求1或2所述的容积式气液两相流量计，其特征在于还包括温度变送器，第二容积式流量计右端安装有温度变送器。
4.根据权利要求1或2所述的容积式气液两相流量计，其特征在于对应第一压力变送器左侧位置的第一容积式流量计的左端设有安装法兰，对应第二压力变送器右侧位置的第二容积式流量计右端设有安装法兰。
5.根据权利要求3所述的容积式气液两相流量计，其特征在于对应第一压力变送器左侧位置的第一容积式流量计的左端设有安装法兰，对应第二压力变送器右侧位置的第二容积式流量计右端设有安装法兰。
6.一种使用如权利要求1至5中任意一项所述的容积式气液两相流量计的测量方法，其特征在于包括：
第一压力变送器测量被测计量管线中一段计量时间内流过的气体的压强P1；
第一容积式流量计测量被测计量管线中一段计量时间内流过的气液两相混合流体的体积C1；
第二压力变送器测量被测计量管线中一段计量时间内流过差压管后的气体的压强P2；
第二容积式流量计测量被测计量管线中一段计量时间内流过差压管后的气液两相混合流体的体积C2；
通过下式计算出被测计量管线中一段计量时间内的气体体积和液体体积：
（1）在一段计量时间内流过第一容积式流量计与第二容积式流量计的气体、液体的分子量相同，流过第一容积式流量计与第二容积式流量计的气体体积比为V1/V2=P2/P1；
（2）第一容积式流量计与第二容积式流量计测得流体体积为C1-C2=V1-V2；
（3）通过（1）、（2）公式推导计算出气体体积V1、V2的值；
（4）液体体积则为C1-V1或C2-V2。
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