CN114858232A - 具有诊断功能的热式流量测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了具有诊断功能的热式流量测量装置，包括管道、加热探头、综合探头、温度探头和诊断单元，加热探头、综合探头以及温度探头沿流体的流动方向依次设置在管道内部。诊断单元用于确定加热探头与综合探头之间的温度差、加热探头与温度探头之间的温度差、以及综合探头与温度探头之间的温度差，并根据上述三个温度差确定相应的流量值，并根据确定的流量值获得加热探头、综合探头、温度探头的工作状态。本发明通过在管道内部设置加热探头、综合探头和温度探头，不但能够达到测量流量的效果，而且可以根据多个流量值确定各个探头的工作状态，以在第一时间确定存在故障的探头，提高整体流量测量装置的工作稳定性。

Description

具有诊断功能的热式流量测量装置

技术领域

本发明涉及计量设备技术领域，特别涉及具有诊断功能的热式流量测量装置。

背景技术

热式流量测量技术是一种比较新颖的流量测量技术，其原理是在输送流体的管道中安装加热探头和温度探头，加热探头通电后对管道中的流体加热，下有的温度探头检测流体的温度。当管道中流体的流速越快，即流量越大时，温度探头检测到的温度和加热探头的温度温差也就越大，因此可以根据二者的温度差来确定流体的流量。

由于是通过测量温度来间接确定流量，因此对加热探头和温度探头的工作精确度和稳定性要求很高。但是随着工作时间的积累以及保养条件的差异，加热探头和温度探头的工作稳定性难免会降低，当其中之一发生故障时就会严重影响流体的计量工作，因此提前发现潜在的故障隐患就显得尤为重要。然而，现有技术中却鲜有对热式流量测量装置中加热探头和温度探头的状态进行诊断的技术。

发明内容

本发明实施例提供了具有诊断功能的热式流量测量装置，用以解决现有技术中加热探头和温度探头的状态无法被有效诊断的问题。

一方面，本发明实施例提供了具有诊断功能的热式流量测量装置，包括管道、加热探头、综合探头、温度探头和诊断单元，加热探头、综合探头以及温度探头沿流体的流动方向依次设置在管道内部；

加热探头用于加热管道中的流体，综合探头用于加热管道中的流体，同时综合探头也用于检测管道中流体的温度，温度探头用于检测管道中流体的温度；

诊断单元用于确定加热探头与综合探头之间的温度差、加热探头与温度探头之间的温度差、以及综合探头与温度探头之间的温度差，并根据上述三个温度差确定相应的流量值，诊断单元还用于根据确定的流量值获得加热探头、综合探头、温度探头的工作状态。

在一种可能的实现方式中，诊断单元根据加热探头和综合探头之间的温度差确定第一流量值，诊断单元根据综合探头和温度探头之间的温度差确定第二流量值，当第一流量值和第二流量值的差小于设定阈值时，诊断单元确定加热探头、综合探头、温度探头均处在正常的工作状态。

在一种可能的实现方式中，当第一流量值和第二流量值的差大于或等于设定阈值，且第一流量值与参考流量值的差小于设定阈值，则诊断单元确定综合探头或温度探头发生故障。

在一种可能的实现方式中，综合探头包括综合加热探头和综合温度探头，综合加热探头和综合温度探头分别用于加热管道中的流体以及检测管道中流体的温度；当第一流量值和第二流量值的差大于或等于设定阈值，且第一流量值与参考流量值的差小于设定阈值，诊断单元确定综合加热探头或温度探头发生故障。

在一种可能的实现方式中，诊断单元根据加热探头与温度探头之间的温度差确定第三流量值；当第一流量值和第二流量值的差大于或等于设定阈值，且第一流量值与参考流量值的差小于设定阈值，同时第三流量值与参考流量值的差小于设定阈值，诊断单元确定综合加热探头发生故障。

在一种可能的实现方式中，诊断单元根据加热探头与温度探头之间的温度差确定第三流量值；当第一流量值和第二流量值的差大于或等于设定阈值，且第一流量值与参考流量值的差小于设定阈值，同时第三流量值与参考流量值的差大于或等于设定阈值，诊断单元确定温度探头发生故障。

在一种可能的实现方式中，综合探头包括综合加热探头和综合温度探头，综合加热探头和综合温度探头分别用于加热管道中的流体以及检测管道中流体的温度；当第一流量值和第二流量值的差大于或等于设定阈值，且第二流量值与参考流量值的差小于设定阈值，诊断单元确定加热探头或综合温度探头发生故障。

在一种可能的实现方式中，诊断单元根据加热探头与温度探头之间的温度差确定第三流量值；当第一流量值和第二流量值的差大于或等于设定阈值，且第二流量值与参考流量值的差小于设定阈值，同时第三流量值与参考流量值的差小于设定阈值，诊断单元确定综合温度探头发生故障。

在一种可能的实现方式中，诊断单元根据加热探头与温度探头之间的温度差确定第三流量值；当第一流量值和第二流量值的差大于或等于设定阈值，且第二流量值与参考流量值的差小于设定阈值，同时第三流量值与参考流量值的差大于或等于设定阈值，诊断单元确定加热探头发生故障。

在一种可能的实现方式中，综合探头还包括壳体，综合加热探头和综合温度探头均设置在壳体内部。

本发明中的具有诊断功能的热式流量测量装置，具有以下优点：

通过在管道内部设置加热探头、综合探头和温度探头，并根据各个探头之间的温度差确定相应的流量值，不但能够达到测量流量的效果，而且可以根据多个流量值确定各个探头的工作状态，以在第一时间确定存在故障的探头，提高整体流量测量装置的工作稳定性。

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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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为本发明实施例提供的具有诊断功能的热式流量测量装置中管道及其内部的设备示意图；

图2为本发明实施例提供的综合探头的结构示意图。

具体实施方式

下面将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。

图1和图2为本发明实施例提供的具有诊断功能的热式流量测量装置的结构示意图。本发明实施例提供了具有诊断功能的热式流量测量装置，包括管道100、加热探头200、综合探头300、温度探头400和诊断单元，加热探头200、综合探头300以及温度探头400沿流体的流动方向依次设置在管道100内部；

加热探头200用于加热管道100中的流体，综合探头300用于加热管道100中的流体，同时综合探头300也用于检测管道100中流体的温度，温度探头400用于检测管道100中流体的温度；

诊断单元用于确定加热探头200与综合探头300之间的温度差、加热探头200与温度探头400之间的温度差、以及综合探头300与温度探头400之间的温度差，并根据上述三个温度差确定相应的流量值，诊断单元还用于根据确定的流量值获得加热探头200、综合探头300、温度探头400的工作状态。

示例性地，综合探头300包括综合加热探头310和综合温度探头320，综合加热探头310和综合温度探头320分别用于加热管道100中的流体以及检测管道100中流体的温度。

上述加热探头200和综合加热探头310在通电后均可产生热量，进而对管道100中的流体进行加热。加热探头200和综合加热探头310在工作时电压保持不变，在诊断单元的控制下通入加热探头200和综合加热探头310的电流可进行调整，进而改变加热功率，以使加热探头200和综合加热探头310的温度得到控制。在一些实施例中，当加热探头200和综合加热探头310的型号确定后，诊断单元可以通过对加热探头200和综合加热探头310通入的电流大小确定相应的温度，而当管道100中的流体确定后，同时加热探头200、综合探头300以及温度探头400在管道100中的位置也确定后，诊断单元即可根据上述温度差确定相应的流量值。

在本发明的实施例中，加热探头200、综合探头300和温度探头400均包括探头主体和安装体，探头主体的一端插入安装体内部，另一端插入管道100内部，安装体则固定设置在管道100的外表面。探头主体用于将电转换为热或者将热转换为电信号，而安装体内部则设置了相应的驱动电路板，以使诊断单元能够和各个探头进行信息交互。为提升探头主体插入管道100内部后的密封性，可以在管道100侧面上开设的用于插设探头主体的插孔中设置密封垫圈，该密封垫圈可以使用橡胶等材料制成，当探头主体插设在密封垫圈内部后，管道100内部和外部即可被隔绝开。

在一种可能的实施例中，诊断单元根据加热探头200和综合探头300之间的温度差确定第一流量值，诊断单元根据综合探头300和温度探头400之间的温度差确定第二流量值，当第一流量值和第二流量值的差小于设定阈值时，诊断单元确定加热探头200、综合探头300、温度探头400均处在正常的工作状态。

示例性地，上述确定第一流量值和第二流量值的操作需要分开进行，即先确定第一流量值，待加热探头200断电并且温度降低到和流体的温度相同时，再开始第二流量值的确定工作，以免加热探头200对流体加热造成温度探头400检测到的温度受到不利影响。

在本发明的实施例中，由于综合探头300中的综合加热探头310和综合温度探头320是单独的探头，因此当确定第一流量值和第二流量值的差小于设定阈值后，上述各个探头的工作状态存在以下可能：一是所有探头均正常，二是加热探头200和综合温度探头320同时存在故障，三是综合加热探头310和温度探头400同时存在故障，四是所有探头均存在故障。由于两个或两个以上的探头同时发生故障的几率非常小，因此本发明在确定探头的工作状态时忽略了两个或以上探头同时发生故障的可能性，因而在第一流量值和第二流量值的差小于设定阈值时，认为所有探头均正常。

在一种可能的实施例中，当第一流量值和第二流量值的差大于或等于设定阈值，且第一流量值与参考流量值的差小于设定阈值，则诊断单元确定综合探头300或温度探头400发生故障。

示例性地，上述参考流量值可以为所有探头都处于正常状态时测量得到的流量值。由于管道100中流体的流量不会发生很大变化，因此在各个探头都处在正常状态时，需要实时测量管道100中流体的流量，并将最新测量得到的流量值作为上述参考流量值。如果第一流量值和第二流量值的差达到或超过了设定阈值，说明加热探头200和综合温度探头320的组合、以及综合加热探头310和温度探头400的组合中的一个组合中的一个探头发生了故障。如果进一步的确定了第一流量值与参考流量值的差小于设定阈值，则说明第二流量值与参考流量值的差大于或等于设定阈值，可以认为综合探头300和温度探头400的组合中某个探头发生故障，即综合探头300或温度探头400发生了故障，具体来说是综合加热探头310或温度探头400发生了故障。

如果在第一流量值和第二流量值的差达到或超过了设定阈值的基础上，进一步的确定了第二流量值与参考流量值的差小于设定阈值，则说明第一流量值与参考流量值的差大于或等于设定阈值，可以认为加热探头200和综合温度探头320的组合中某个探头发生故障，即加热探头200或综合温度探头320发生了故障。

在一种可能的实施例中，诊断单元根据加热探头200与温度探头400之间的温度差确定第三流量值；当第一流量值和第二流量值的差大于或等于设定阈值，且第一流量值与参考流量值的差小于设定阈值，同时第三流量值与参考流量值的差小于设定阈值，诊断单元确定综合加热探头310发生故障。

示例性地，由于上述确定的故障范围仍比较大，因此需要进一步确定第三流量值来判断具体的存在故障的探头。如果在第一流量值和第二流量值的差大于或等于设定阈值的基础上，进一步确定了第一流量值和参考流量值的差小于设定阈值，以及第三流量值与参考流量值的差小于设定阈值，鉴于第三流量值与温度探头400有关，而和温度探头400相关的第三流量值正常时，则认为温度探头400也处于正常的工作状态，因而可以确定综合加热探头310存在故障。

如果在第一流量值和第二流量值的差大于或等于设定阈值的基础上，进一步确定了第一流量值和参考流量值的差小于设定阈值，而第三流量值与参考流量值的差大于或等于设定阈值，鉴于第三流量值与温度探头400有关，而和温度探头400相关的第三流量值存在异常时，则认为温度探头400也存在故障。

如果在第一流量值和第二流量值的差大于或等于设定阈值的基础上，进一步确定了第二流量值和参考流量值的差小于设定阈值，以及第三流量值与参考流量值的差小于设定阈值，鉴于第三流量值与加热探头200有关，而和加热探头200相关的第三流量值正常时，则认为加热探头200也处于正常的工作状态，因而可以确定综合温度探头320存在故障。

如果在第一流量值和第二流量值的差大于或等于设定阈值的基础上，进一步确定了第二流量值和参考流量值的差小于设定阈值，而第三流量值与参考流量值的差大于或等于设定阈值，鉴于第三流量值与加热探头200有关，而和加热探头200相关的第三流量值存在异常时，则认为加热探头200也存在故障。

至此，上述所有探头的工作状态都已经确定。

在一种可能的实施例中，综合探头300还包括壳体301，综合加热探头310和综合温度探头320均设置在壳体301内部。

示例性地，上述壳体301用于将综合加热探头310和综合温度探头320组合在一起。为避免综合加热探头310工作时产生的高温对综合温度探头320产生不利影响，可以在壳体301内部设置挡板330，以将综合加热探头310和综合温度探头320隔开，该挡板330可以使用隔热材料制成。进一步地，为了使管道100中的流体能够和综合加热探头310以及综合温度探头320充分接触，可以在壳体301的侧面上开设多个通孔。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.具有诊断功能的热式流量测量装置，其特征在于，包括管道(100)、加热探头(200)、综合探头(300)、温度探头(400)和诊断单元，所述加热探头(200)、综合探头(300)以及温度探头(400)沿流体的流动方向依次设置在所述管道(100)内部；

所述加热探头(200)用于加热所述管道(100)中的流体，所述综合探头(300)用于加热所述管道(100)中的流体，同时所述综合探头(300)也用于检测所述管道(100)中流体的温度，所述温度探头(400)用于检测所述管道(100)中流体的温度；

所述诊断单元用于确定所述加热探头(200)与所述综合探头(300)之间的温度差、所述加热探头(200)与所述温度探头(400)之间的温度差、以及所述综合探头(300)与所述温度探头(400)之间的温度差，并根据上述三个温度差确定相应的流量值，所述诊断单元还用于根据确定的流量值获得所述加热探头(200)、综合探头(300)、温度探头(400)的工作状态。

2.根据权利要求1所述的具有诊断功能的热式流量测量装置，其特征在于，所述诊断单元根据所述加热探头(200)和所述综合探头(300)之间的温度差确定第一流量值，所述诊断单元根据所述综合探头(300)和所述温度探头(400)之间的温度差确定第二流量值，当所述第一流量值和第二流量值的差小于设定阈值时，所述诊断单元确定所述加热探头(200)、综合探头(300)、温度探头(400)均处在正常的工作状态。

3.根据权利要求2所述的具有诊断功能的热式流量测量装置，其特征在于，当所述第一流量值和第二流量值的差大于或等于所述设定阈值，且所述第一流量值与参考流量值的差小于所述设定阈值，则所述诊断单元确定所述综合探头(300)或所述温度探头(400)发生故障。

4.根据权利要求3所述的具有诊断功能的热式流量测量装置，其特征在于，所述综合探头(300)包括综合加热探头(310)和综合温度探头(320)，所述综合加热探头(310)和综合温度探头(320)分别用于加热所述管道(100)中的流体以及检测所述管道(100)中流体的温度；

当所述第一流量值和第二流量值的差大于或等于所述设定阈值，且所述第一流量值与参考流量值的差小于所述设定阈值，所述诊断单元确定所述综合加热探头(310)或所述温度探头(400)发生故障。

5.根据权利要求4所述的具有诊断功能的热式流量测量装置，其特征在于，所述诊断单元根据所述加热探头(200)与所述温度探头(400)之间的温度差确定第三流量值；

当所述第一流量值和第二流量值的差大于或等于所述设定阈值，且所述第一流量值与参考流量值的差小于所述设定阈值，同时所述第三流量值与参考流量值的差小于所述设定阈值，所述诊断单元确定所述综合加热探头(310)发生故障。

6.根据权利要求4所述的具有诊断功能的热式流量测量装置，其特征在于，所述诊断单元根据所述加热探头(200)与所述温度探头(400)之间的温度差确定第三流量值；

当所述第一流量值和第二流量值的差大于或等于所述设定阈值，且所述第一流量值与参考流量值的差小于所述设定阈值，同时所述第三流量值与参考流量值的差大于或等于所述设定阈值，所述诊断单元确定所述温度探头(400)发生故障。

7.根据权利要求3所述的具有诊断功能的热式流量测量装置，其特征在于，所述综合探头(300)包括综合加热探头(310)和综合温度探头(320)，所述综合加热探头(310)和综合温度探头(320)分别用于加热所述管道(100)中的流体以及检测所述管道(100)中流体的温度；

当所述第一流量值和第二流量值的差大于或等于所述设定阈值，且所述第二流量值与参考流量值的差小于所述设定阈值，所述诊断单元确定所述加热探头(200)或所述综合温度探头(320)发生故障。

8.根据权利要求7所述的具有诊断功能的热式流量测量装置，其特征在于，所述诊断单元根据所述加热探头(200)与所述温度探头(400)之间的温度差确定第三流量值；

当所述第一流量值和第二流量值的差大于或等于所述设定阈值，且所述第二流量值与参考流量值的差小于所述设定阈值，同时所述第三流量值与参考流量值的差小于所述设定阈值，所述诊断单元确定所述综合温度探头(320)发生故障。

9.根据权利要求7所述的具有诊断功能的热式流量测量装置，其特征在于，所述诊断单元根据所述加热探头(200)与所述温度探头(400)之间的温度差确定第三流量值；

当所述第一流量值和第二流量值的差大于或等于所述设定阈值，且所述第二流量值与参考流量值的差小于所述设定阈值，同时所述第三流量值与参考流量值的差大于或等于所述设定阈值，所述诊断单元确定所述加热探头(200)发生故障。

10.根据权利要求4或7所述的具有诊断功能的热式流量测量装置，其特征在于，所述综合探头(300)还包括壳体(301)，所述综合加热探头(310)和综合温度探头(320)均设置在所述壳体(301)内部。

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