CN114739488A - 文氏管性能测量装置和文氏管性能测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种文氏管性能测量装置和文氏管性能测量方法，测量装置包括：流阻模拟器，流阻模拟器的气体通道具有气体出口和多个气体入口，气体通过每个气体入口经气体通道排出至气体出口时具有不同的流阻，流阻模拟器的气体出口用于连通文氏管的吸入通道。多个入口管路和多个第一控制阀，流阻模拟器的每个气体入口分别连接一个入口管路，每个入口管路上分别设置有第一控制阀。流量计，流量计用于测量通过入口管路的气体流量。供气组件，供气组件用于向文氏管的进气通道提供高压气体。第一压力传感器，第一压力传感器用于测量文氏管的吸入通道入口处的气压。上述装置能够快速、标准的测量文氏管的整体性能。

Description

文氏管性能测量装置和文氏管性能测量方法

技术领域

本发明涉及文氏管测量装置技术领域，尤其涉及一种文氏管性能测量装置和文氏管性能测量方法。

背景技术

内燃机，尤其是汽油机，其燃料(汽油)具有高挥发性，因此，在发动机停机、加油等状态下，利用碳罐(有效成分为多孔的活性炭)吸附油箱挥发的燃油。当发动机工作时，将碳罐吸附的燃油蒸汽导入发动机燃烧。为此，在增压发动机上，会出现高于大气压力的压力点，目前利用文丘里现象用高压制造低压，用低压把环境中的空气经由碳罐吸入，达到碳罐脱附的效果。

文氏管在和碳罐一起工作时，对应的流路上有明显的流阻，而流阻是由碳罐产生(流阻即为气体流经碳罐的流动阻力)。对于主机厂，会依据具体情况选择碳罐，其流阻不完全相同；而对于文氏管供应商，其产品是一系列标准规格，目前测量的文氏管性能是在空载(即碳罐流阻不存在的情况)下完成的，与真实应用情况相差远去。

因此，目前需要一种快速、标准、可重复的测量装置和测试方法，用来测量文氏管的整体性能，从而使得文氏管的选型能够较准确地匹配碳罐。

发明内容

本发明提供了解决上述问题的文氏管性能测量装置和文氏管性能测量法。

本发明的目的采用以下技术方案实现：

一种文氏管性能测量装置，用于测量文氏管的性能，所述文氏管具有进气通道、出气通道和吸入通道，包括：

流阻模拟器，所述流阻模拟器具有气体通道，所述气体通道具有气体出口和多个气体入口，每个气体入口通过气体通道分别连通气体出口，气体通过每个气体入口经气体通道排出至气体出口时具有不同的流阻，所述流阻模拟器的气体出口用于连通文氏管的吸入通道；

多个入口管路和多个第一控制阀，所述流阻模拟器的每个气体入口分别连接一个入口管路，每个入口管路上分别设置有用于控制入口管路打开和关闭的第一控制阀；

流量计，所述流量计用于测量通过入口管路的气体流量；

供气组件，所述供气组件用于向文氏管的进气通道提供高压气体；

第一压力传感器，所述第一压力传感器用于测量所述文氏管的吸入通道入口处的气体压力。

在一个实施例中，所述流阻模拟器的气体通道由首尾连通的多个V字型通道依次连接形成。

在一个实施例中，所述流阻模拟器包括叠放的第一板和第二板，所述气体通道形成在所述第一板和/或第二板的相对的表面上，所述气体通道的气体出口和多个气体入口形成在所述流阻模拟器的侧面。

在一个实施例中，所述文氏管性能测量装置还包括入口总管，所述入口总管分别与多个入口管路连通，所述流量计设置在所述入口总管上。

在一个实施例中，所述文氏管性能测量装置还包括控制器，所述控制器连接所述第一压力传感器和流量计以获取第一压力传感器测量的气体压力和所述流量计测量的气体流量。

在一个实施例中，所述控制器连接所述供气组件以控制所述供气组件向文氏管的进气通道提供预设压力的高压气体，所述文氏管性能测量装置还包括与控制器连接的第二压力传感器，所述第二压力传感器用于测量所述文氏管的进气通道入口处的气体压力。

在一个实施例中，所述供气组件包括气源、供气管路和第二控制阀，所述供气管路的两端分别连接所述气源和文氏管的进气通道，所述第二控制阀设置在所述供气管路上，所述控制器连接第二控制阀并控制所述第二控制阀的运行以使所述供气组件向文氏管的进气通道提供预设压力的高压气体。

在一个实施例中，所述控制器分别连接所述多个第一控制阀以控制所述第一控制阀打开或关闭入口管路。

在一个实施例中，所述供气组件包括气源、供气管路和第二控制阀，所述供气管路的两端分别连接所述气源和文氏管的进气通道，所述第二控制阀设置在所述供气管路上，所述第二控制阀用于控制所述供气组件向文氏管的进气通道提供预设压力的高压气体，所述第一控制阀和第二控制阀为手动阀。

一种文氏管性能测量方法，使用上述任意一项所述的文氏管性能测量装置，所述文氏管性能测量方法包括：

步骤S1：控制所述供气组件向文氏管的进气通道提供预设压力的高压气体；

步骤S2：控制一个第一控制阀打开一个入口管路，并控制其余第一控制阀关闭其余入口管路，获取不同第一控制阀打开一个入口管路时所述第一压力传感器测量的气体压力和流量计测量的气体流量；

步骤S3：控制所述供气组件向文氏管的进气通道提供不同于步骤S1中预设压力的高压气体，并重复步骤S2；

步骤S4：根据所述第一压力传感器测量的气体压力和流量计测量的气体流量获得文氏管的性能图。

与现有技术相比，本发明的有益效果至少包括：

本发明的文氏管性能测量装置，通过供气组件在文氏管的进气通道内通入固定压力大小的高压空气，然后依次打开不同的流阻模拟器的气体入口的第一控制阀，即可在短时间内获得此时经过流阻模拟器的流量和文氏管吸入通道上的压力值关系，再通过改变供气组件提供的高压空气压力大小，重复上述操作，根据获得的数据即可获得文氏管的性能流量图，从而使得文氏管的选型能够快速准确的匹配碳罐。

附图说明

图1是本发明实施例的文氏管测试装置对文氏管测试时的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的文氏管测试装置获得的文氏管性能示意图。

图中：1、流阻模拟器；11、气体通道；12、气体入口；13、气体出口；2、流量计；3、第一控制阀；4、入口管路；5、V字型通道；6、文氏管；61、进气通道；62、吸入通道；63、出气通道；7、入口总管。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明更全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略对它们的重复描述。

本发明中所描述的表达位置与方向的词，均是以附图为例进行的说明，但根据需要也可以做出改变，所做改变均包含在本发明保护范围内。

参照图1，本发明提供了一种文氏管性能测量装置，用于测量文氏管6的性能，所述文氏管6具有进气通道61、出气通道63和吸入通道62，文氏管性能测量装置包括：流阻模拟器1、多个入口管路4、多个第一控制阀3、流量计2、供气组件(未示出)和第一压力传感器(未示出)。

所述流阻模拟器1具有气体通道11，所述气体通道11具有气体出口13和多个气体入口12，每个气体入口12通过气体通道11分别连通气体出口13，气体通过每个气体入口12经气体通道11排出至气体出口13时具有不同的流阻，所述流阻模拟器1的气体出口13用于连通文氏管6的吸入通道62。

所述流阻模拟器1的每个气体入口12分别连接一个入口管路，每个入口管路4上分别设置有用于控制入口管路4打开和关闭的第一控制阀3，第一控制阀3可以是气动阀或电磁阀，第一控制阀3也可以是手动阀或受控制器自动控制的阀。

流量计2用于测量通过入口管路4的气体流量，当其中一个入口管路4打开、其余入口管路4关闭时，流量计2测量该打开的入口管路4的气体流量。流量计2优选安装在流阻模拟器1的入口总管7上，入口总管7通过多个作为分支管道的入口管路4依次连接每个流阻模拟器1的气体入口12，从而在工作时，流量计2可以获得经过流阻模拟器1的瞬时流量，瞬时流量的大小也可以直观的表现出该文氏管6对此刻流阻模拟器1的吸附能力。通过在文氏管6的进气通道61内通入固定压力大小的高压空气，然后依次打开不同的流阻模拟器1的气体入口12的第一控制阀3，即可在短时间内获得此时经过流阻模拟器1的流量和文氏管6吸入通道62上的压力值关系。

所述供气组件用于向文氏管6的进气通道61提供高压气体。所述压力传感器用于测量所述文氏管6的吸入通道62入口处的气体压力。文氏管具有进气通道61和出气通道63，高压气体通入到进气通道61内部时，在进气通道61到出气通道63方向上，文氏管6的进气通道61内部的管道逐渐变窄，由于管道变窄，空气从另一侧出气通道63喷出，将会在吸入通道62内产生一定的吸力。通过供气组件在文氏管6的进气通道61内通入固定压力的空气，文氏管6对应流阻模拟器1的吸入通道62处将会产生一定的空气压力，将流阻模拟器1内的空气吸入。依次打开对应的第一控制阀3，并关闭其余的第一控制阀3，此时的流阻模拟器1具有固定的流动阻力，记录气流穿过时，第一压力传感器上的压力读数和流量计2的流量读数，然后关闭该第一控制阀3并打开其他的第一控制阀3，重复使用供气组件供等压的空气，并记录第一压力传感器的读数和流量计2的流量读数。最后调节供气组件向进气通道61通入的气体压力，并重复上述操作，并记录第一压力传感器上的压力读数和流量计2的流量读数，得到文氏管6的多个气压点数据形成气压数据图，从而模拟出文氏管6和碳罐配合使用时的气压数据，根据流阻模拟器1模拟的多种碳罐和文氏管6的组合，选择出最适合在该通入气压下，与该流阻的碳罐配合的文氏管6。

优选的，所述流阻模拟器1的气体通道11由首尾连通的多个V字型通道5依次连接形成，每个气体入口12位于每个V字型通道5的顶端。由于流阻模拟器1的进气的入口管路4是多个，且出气的气体通道11是惟一的，因此在工作时，打开一个第一控制阀3，空气将会按照唯一固定的路径穿过流阻模拟器1并从唯一的气体通道11流出，从而此时的流阻模拟器1内由指定数量的V字型通道组成的通道具有固定的流阻。依次打开多个不同的第一控制阀3，即可改变空气的流动路径，进而实现流阻模拟器1模拟不同阻值的大小，模拟现实中不同碳罐和文氏管6的配合情况，用上述结构的流阻模拟器1模拟流阻大小，不仅控制逻辑简单，能够全自动地获取数据，而且阻值大小能够线性地增加或减小。

在一个实施例中，所述流阻模拟器1包括叠放的第一板和第二板，第一板和第二板例如是金属板，所述气体通道11形成在所述第一板和/或第二板的相对的表面上，所述气体通道11的气体出口13和多个气体入口12形成在所述流阻模拟器1的侧面。流阻模拟器1是截面为矩形的块状结构，其中一侧的侧板上开设有多个V字型通道5，V字型通道5首尾依次连接，且一条V字型通道5具有至少两个开口，第一控制阀3安装在对应的开口处的入口管路4上，通过手动旋拧对应位置的第一控制阀3或自动控制第一控制阀3即可改变气体流经流阻模拟器1的流动路径，进而改变流经流阻模拟器1的流阻大小。由第一板和第二板组成的流阻模拟器1中，气体通道11以外部分的密封性好。

优选的，所述文氏管性能测量装置还包括入口总管7，所述入口总管7分别与多个入口管路4连通，所述流量计2设置在所述入口总管7上。其中流量计2固定在入口总管7内，当打开任意一个第一控制阀3时，入口总管7内的流量计2都能够分别测量出对应入口管路4上的空气流量。

较优的，所述文氏管性能测量装置还包括控制器(未示出)，所述控制器连接所述第一压力传感器和流量计2以获取第一压力传感器测量的气体压力和所述流量计2测量的气体流量。在工作时，控制器分别和第一压力传感器、流量计2电性连接，第一压力传感器将由空气产生的压力数据传输到控制器，流量计2将测量的气体流量数据传输到控制器，控制器可以连接其他设备，通过设置控制器，可以实现压力数据的自动获取和分析，进而实现文氏管6压力流量性能图的自动绘制。

具体的，所述控制器可以连接所述供气组件以控制所述供气组件向文氏管6的进气通道61提供预设压力的高压气体，所述文氏管性能测量装置还包括与控制器连接的第二压力传感器(未示出)，所述第二压力传感器用于测量所述文氏管6的进气通道61入口处的气体压力。供气组件经过控制器控制向文氏管6进气通道61内输送气体的压力大小，从而在测试时，测试人员即可保持在安全距离以外操作。文氏管6的进气通道61入口的气压和吸入通道62入口处的气压分别通过对应设置的第二压力传感器和第一压力传感器测量，能够快速的体现出上述两处的气压大小，通过设置第二压力传感器，第二压力传感器能够准确获得文氏管6的进气通道61入口的气压大小，并将气压值反馈给控制器，控制器根据反馈的气压值对提供的预设压力的高压气体进行调整，使得文氏管6的进气通道61入口的气压大小始终保持的预设范围内，从而有利于获得更加精准的文氏管6压力流量性能图。

优选的，所述供气组件包括气源、供气管路和第二控制阀，所述供气管路的两端分别连接所述气源和文氏管6的进气通道61，所述第二控制阀设置在所述供气管路上，所述控制器连接第二控制阀并控制所述第二控制阀的运行以使所述供气组件向文氏管6的进气通道61提供预设压力的高压气体。在工作时，供气组件可以是由气泵或储气罐提供气源，气源经过供气管路运输到文氏管6的进气通道61内，而第二控制阀设置在进气通道61上，第二控制阀经过控制器控制内部的截流面积，从而使供气组件在文氏管6的进气通道61内提供预设压力的高压气体，第二控制阀可以是电磁阀或电动阀，技术人员在操作时可以在控制器连接的控制面板上直接操作，进而控制电磁阀或电动阀，节时省力。

优选的，所述控制器分别连接所述多个第一控制阀3以控制所述第一控制阀3打开或关闭入口管路4。控制器同时控制多个第一控制阀3，在实际测量时，通过控制器即可快速安全的控制不同位置的第一控制阀3的打开或关闭，无需手动旋拧调节，节省时间，缩短了测试周期，有利于实现测试的自动化控制，进而实现文氏管6压力流量性能图的自动绘制。

在一个实施例中，所述供气组件包括气源、供气管路和第二控制阀，所述供气管路的两端分别连接所述气源和文氏管6的进气通道61，所述第二控制阀设置在所述供气管路上，所述第二控制阀用于控制所述供气组件向文氏管6的进气通道61提供预设压力的高压气体，所述第一控制阀3和第二控制阀为手动阀。

在测量文氏管6的性能时，先调节控制第二控制阀处于打开状态，并通过第二控制阀控制文氏管6进气通道61内进入的气压大小，然后依次将多个位置的第一控制阀3手动打开，供流阻模拟器1的气体入口12进入，并测量对应的第一控制阀3打开时，文氏管6吸入通道62上的气压大小、以及流阻模拟器1内的流量大小，并多次测量得出文氏管6压力流量性能图。

本发明还提供一种文氏管性能测量方法，使用上述的文氏管性能测量装置，所述文氏管性能测量方法包括：

步骤S1：控制所述供气组件向文氏管6的进气通道61提供预设压力的高压气体。具体地，在第一个测试过程中，供气组件向文氏管6的进气通道61例如提供50hPa的高压气体。

步骤S2：控制一个第一控制阀3打开一个入口管路4，并控制其余第一控制阀3关闭其余入口管路4，获取不同第一控制阀3打开一个入口管路4时所述第一压力传感器测量的气体压力和流量计2测量的气体流量。

具体地，在第一个测试过程中，手动或自动化控制其中一个第一控制阀3打开一个入口管路4，并关闭其余入口管路4，通过第一压力传感器和流量计2获得文氏管6的进气通道61为50hPa的高压气体时的文氏管6的吸入通道62入口处的气体压力和打开的入口管路4的气体流量；接着，手动或自动化控制另一个第一控制阀3打开一个入口管路4，并关闭其余入口管路4，通过第一压力传感器和流量计2获得文氏管6的进气通道61为50hPa的高压气体时的文氏管6的吸入通道62入口处的气体压力和打开的入口管路4的气体流量；重复上述过程直至获得每个入口管路4打开时文氏管6的吸入通道62入口处的气体压力和打开的入口管路4的气体流量。

步骤S3：控制所述供气组件向文氏管6的进气通道61提供不同于步骤S1中预设压力的高压气体，并重复步骤S2。

具体地说，在第二个测试过程中，供气组件向文氏管6的进气通道61例如提供100hPa的高压气体，重复步骤S2，获得每个入口管路4打开时文氏管6的吸入通道62入口处的气体压力和打开的入口管路4的气体流量。在第三个至更多个测试过程中，供气组件向文氏管6的进气通道61例如提供200hPa、400hPa、600hPa、800hPa的高压气体，重复步骤S2，在上述供给的多种高压气体情况下，获得每个入口管路4打开时文氏管6的吸入通道62入口处的气体压力和打开的入口管路4的气体流量。

步骤S4：根据所述第一压力传感器测量的气体压力和流量计2测量的气体流量获得文氏管6的性能图。具体地，根据供气组件向文氏管6的进气通道61提供50hPa、100hPa、200hPa、400hPa、600hPa、800hPa的高压气体时，获得的每个入口管路4打开时文氏管6的吸入通道62入口处的气体压力(真空度)和打开的入口管路4的气体流量，绘制不同高压气体下获得文氏管6的性能图，如图2所示，从而在根据碳罐对文氏管6进行选型时，根据上述文氏管6的性能图选择匹配性最佳的文氏管6。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下，在发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，所有的这些改变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种文氏管性能测量装置，用于测量文氏管的性能，所述文氏管具有进气通道、出气通道和吸入通道，其特征在于，包括：

流阻模拟器，所述流阻模拟器具有气体通道，所述气体通道具有气体出口和多个气体入口，每个气体入口通过气体通道分别连通气体出口，气体通过每个气体入口经气体通道排出至气体出口时具有不同的流阻，所述流阻模拟器的气体出口用于连通文氏管的吸入通道；

多个入口管路和多个第一控制阀，所述流阻模拟器的每个气体入口分别连接一个入口管路，每个入口管路上分别设置有用于控制入口管路打开和关闭的第一控制阀；

流量计，所述流量计用于测量通过入口管路的气体流量；

供气组件，所述供气组件用于向文氏管的进气通道提供高压气体；

第一压力传感器，所述第一压力传感器用于测量所述文氏管的吸入通道入口处的气体压力。

2.根据权利要求1所述的文氏管性能测量装置，其特征在于，所述流阻模拟器的气体通道由首尾连通的多个V字型通道依次连接形成。

3.根据权利要求2所述的文氏管性能测量装置，其特征在于，所述流阻模拟器包括叠放的第一板和第二板，所述气体通道形成在所述第一板和/或第二板的相对的表面上，所述气体通道的气体出口和多个气体入口形成在所述流阻模拟器的侧面。

4.根据权利要求1所述的文氏管性能测量装置，其特征在于，所述文氏管性能测量装置还包括入口总管，所述入口总管分别与多个入口管路连通，所述流量计设置在所述入口总管上。

5.根据权利要求1所述的文氏管性能测量装置，其特征在于，所述文氏管性能测量装置还包括控制器，所述控制器连接所述第一压力传感器和流量计以获取第一压力传感器测量的气体压力和所述流量计测量的气体流量。

6.根据权利要求5所述的文氏管性能测量装置，其特征在于，所述控制器连接所述供气组件以控制所述供气组件向文氏管的进气通道提供预设压力的高压气体，所述文氏管性能测量装置还包括与控制器连接的第二压力传感器，所述第二压力传感器用于测量所述文氏管的进气通道入口处的气体压力。

7.根据权利要求6所述的文氏管性能测量装置，其特征在于，所述供气组件包括气源、供气管路和第二控制阀，所述供气管路的两端分别连接所述气源和文氏管的进气通道，所述第二控制阀设置在所述供气管路上，所述控制器连接第二控制阀并控制所述第二控制阀的运行以使所述供气组件向文氏管的进气通道提供预设压力的高压气体。

8.根据权利要求5所述的文氏管性能测量装置，其特征在于，所述控制器分别连接所述多个第一控制阀以控制所述第一控制阀打开或关闭入口管路。

9.根据权利要求1所述的文氏管性能测量装置，其特征在于，所述供气组件包括气源、供气管路和第二控制阀，所述供气管路的两端分别连接所述气源和文氏管的进气通道，所述第二控制阀设置在所述供气管路上，所述第二控制阀用于控制所述供气组件向文氏管的进气通道提供预设压力的高压气体，所述第一控制阀和第二控制阀为手动阀。

10.一种文氏管性能测量方法，其特征在于，使用如权利要求1至9任意一项所述的文氏管性能测量装置，所述文氏管性能测量方法包括：

步骤S1：控制所述供气组件向文氏管的进气通道提供预设压力的高压气体；

步骤S2：控制一个第一控制阀打开一个入口管路，并控制其余第一控制阀关闭其余入口管路，获取不同第一控制阀打开一个入口管路时所述第一压力传感器测量的气体压力和流量计测量的气体流量；

步骤S3：控制所述供气组件向文氏管的进气通道提供不同于步骤S1中预设压力的高压气体，并重复步骤S2；

步骤S4：根据所述第一压力传感器测量的气体压力和流量计测量的气体流量获得文氏管的性能图。

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