CN117990167A - 一种气体流量测定装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种气体流量测定装置及方法，涉及流量测定技术领域，测定装置包括分流管道、流量测定管道、流量测量组件和校准检测机构，所述分流管道的一端安装有前端三通阀，所述流量测定管道的一端安装有流量测量组件，且流量测量组件的内部安装有节流元件，且流量测定管道的一端通过法兰与分流管道的末端固定连接，所述校准检测机构安装在流量测定管道的中间位置。该测定装置及方法能够在不进行拆除的情况下定期对内部的每个压力监测模块部分进行校准检验处理，且后续能够高效便捷的对节流元件部分进行清洁或者更换，简化了维护流程，且每次维护或者校准时都不会导致待测管道内气体停止流通，减小了对管道使用的影响。

Description

一种气体流量测定装置及方法

技术领域

本发明涉及流量测定技术领域，具体为一种气体流量测定装置及方法。

背景技术

气体流量测定是工业生产、科研实验、环保监测和能源管理等应用领域中不可或缺的环节，针对气体流量的测量需要借助流量测定装置，在工业生产中的气体管道内安装流量测定装置有助于提高生产效率、保障安全、实现节能减排和精准计量。气体流量测定装置种类多样，其中压差式流量测定方法是目前生产中测量流量最成熟、最常用的方法之一。

现有技术中借助压差式传感器实现的流量测定装置需要将孔板和两侧的压力传感器安装在管道的内部，因此一旦完成安装后，内部的节流孔大小就无法进行改变，后续需要进行清洁时，就需要将整个管道全部进行拆除，后期维护清洁难度高，另一方面，差压式测定装置由于会使用到两组压力传感器，因此长时间使用后存在出现误差的问题，需要定时校验，且常规的校验检测方案操作复杂，仍旧需要进行拆除处理，且每次拆除都会导致管道内部气体无法流通，影响的该待测管道的正常使用。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种气体流量测定装置及方法，以解决上述背景技术中提出的问题，本发明能够在不进行拆除的情况下定期对内部的每个压力监测模块部分进行校准检验处理，且后续能够高效便捷的对节流元件部分进行清洁或者更换，简化了维护流程，且每次维护或者校准时都不会导致待测管道内气体停止流通，减小了对管道使用的影响。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种气体流量测定装置，包括测定装置本体、输入管道和输出管道，所述测定装置本体包括分流管道、流量测定管道、流量测量组件和校准检测机构，所述分流管道的一端安装有前端三通阀，所述流量测定管道的一端安装有流量测量组件，且流量测量组件的内部安装有节流元件，且流量测定管道的一端通过法兰与分流管道的末端固定连接，所述校准检测机构安装在流量测定管道的中间位置，且流量测定管道的表面安装有后端三通阀，所述校准检测机构的底端设置有收集套筒，所述收集套筒的末端穿插有丝杆，且收集套筒的内部与流量测定管道的内部相连通。

进一步的，所述前端三通阀的顶部连接有导流管道，且导流管道的末端与后端三通阀部分相连通，所述分流管道的前端通过法兰与输入管道部分固定连接。

进一步的，所述流量测定管道的后端通过法兰与输出管道部分固定连接，所述流量测量组件和校准检测机构均安装在前端三通阀和后端三通阀的中间位置。

进一步的，所述流量测量组件包括测量套筒、第一压力监测模块和第二压力监测模块，所述测量套筒的顶部安装有压力表，所述测量套筒的内部一端设置有隔板，所述第一压力监测模块从隔板的内部向外穿出。

进一步的，所述第二压力监测模块嵌入到测量套筒的内部，且第一压力监测模块和第二压力监测模块分别与独立的压力表部分相连接。

进一步的，所述节流元件包括孔板和节流孔，所述节流孔设置在孔板的中间，且孔板的表面外侧安装有拉环，所述孔板的内侧连接有定位柱。

进一步的，所述隔板的内侧设置有内凸环，所述内凸环的表面开设有定位插槽，所述孔板通过定位柱嵌入到定位插槽的内部，且孔板的直径与隔板的内圈直径相同，孔板的表面与隔板的表面相齐平，所述第二压力监测模块的末端与节流孔的内部相对齐。

进一步的，所述校准检测机构包括丝杆和收集套筒，所述收集套筒的一端开设有螺纹孔，所述丝杆从螺纹孔的内部穿过，所述丝杆的一端安装有手轮，所述丝杆的另一端安装有活塞板，所述收集套筒的表面安装有固定杆，且固定杆的顶部与流量测定管道的表面固定连接。

进一步的，所述活塞板整体嵌入到收集套筒的内部，且丝杆的末端通过对接轴承与活塞板的中间位置活动连接，所述收集套筒的端部设置有支撑板，所述丝杆从支撑板的中间穿过，所述收集套筒的另一端设置有连接通道，且收集套筒的内部通过连接通道与流量测定管道的内部相连通。

一种使用上述测定装置的测定方法，该方法包括以下步骤：步骤一、通过法兰将分流管道和流量测定管道安装在输入管道和输出管道的中间；步骤二、控制前端和后端的三通阀，将待测管道内部的气体介质导入到导流管道中；步骤三、转动手轮，提高密封状态下分流管道和流量测定管道的内部压力；步骤四、对两组压力监测模块的监测数据进行验证和校准；步骤五、控制前端和后端的三通阀，将待测管道内部的气体介质导入到分流管道和流量测定管道内；步骤六、获取压力表数据，通过压差式流量计基本计算公式获取最终流量数据。

本发明的有益效果：

1、该气体流量测定装置将节流元件安装在流量测定管道内部的一端，因此当节流元件内部出现堵塞需要进行清洁，或者出现变形损坏需要进行更换时，都能够仅通过将两端的法兰进行拆除后，直接将暴露到外部的节流元件进行拉出，因此能够高效便捷的对节流元件部分进行清洁或者更换，简化了维护流程。

2、该气体流量测定装置在底部设置有校准检测机构，通过该机构能够在后续定期对每个压力监测模块进行校验处理，且该校验检查的过程不需要将该装置进行拆除即可完成，校准监测简单高效便捷，不需要额外的检查工具。

3、该气体流量测定方法中，无论是对节流元件进行清洁还是更换，或者后续对压力监测模块部分进行校准检验，都能够将待测管道中的气体介质从顶部的导流管道进行流动，而不会造成该管道停止输送流通，降低了对管道运行的干扰。

附图说明

图1为本发明一种气体流量测定装置安装后的结构示意图；

图2为本发明分流管道部分的连接图；

图3为本发明流量测定管道部分的结构示意图；

图4为本发明流量测量组件的内部剖面图；

图5为本发明节流元件部分的拆分图；

图6为本发明校准检测机构部分的拆分图；

图7为本发明中流量测定装置使用方法的流程图；

图中：1、输入管道；2、分流管道；3、导流管道；4、流量测定管道；5、输出管道；6、前端三通阀；7、后端三通阀；8、流量测量组件；9、校准检测机构；10、测量套筒；11、连接通道；12、节流元件；13、第一压力监测模块；14、第二压力监测模块；15、压力表；16、隔板；17、内凸环；18、定位插槽；19、法兰；20、孔板；21、节流孔；22、定位柱；23、拉环；24、收集套筒；25、固定杆；26、螺纹孔；27、支撑板；28、丝杆；29、手轮；30、活塞板；31、对接轴承。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

请参阅图1至图7，本发明提供以下技术方案：一种气体流量测定装置，包括测定装置本体、输入管道1和输出管道5，其特征在于：所述测定装置本体包括分流管道2、流量测定管道4、流量测量组件8和校准检测机构9，所述分流管道2的一端安装有前端三通阀6，所述流量测定管道4的一端安装有流量测量组件8，且流量测量组件8的内部安装有节流元件12，且流量测定管道4的一端通过法兰19与分流管道2的末端固定连接，所述校准检测机构9安装在流量测定管道4的中间位置，且流量测定管道4的表面安装有后端三通阀7，所述校准检测机构9的底端设置有收集套筒24，所述收集套筒24的末端穿插有丝杆28，且收集套筒24的内部与流量测定管道4的内部相连通。该气体流量测定装置安装时，先通过法兰19将分流管道2和流量测定管道4安装在输入管道1和输出管道5的中间，测量状态下待测的气体介质，依次从输入管道1、分流管道2、流量测定管道4、输出管道5的内部穿过。安装后通过控制前端和后端的三通阀，将待测输入管道1内部的气体介质导入到导流管道3中，然后再从导流管道3中直接输入到流量测定管道4的尾端，此时待测气体介质直接从输出管道5进行流出，通过该流动路径中的流量测量组件8即可实现压差式流量测量过程，并能够基于校准检测机构9随时从外部直接对内部的压力监测模块部分的压力测量结果进行校准检查。

本实施例，所述前端三通阀6的顶部连接有导流管道3，且导流管道3的末端与后端三通阀7部分相连通，所述分流管道2的前端通过法兰19与输入管道1部分固定连接，所述流量测定管道4的后端通过法兰19与输出管道5部分固定连接，所述流量测量组件8和校准检测机构9均安装在前端三通阀6和后端三通阀7的中间位置。无论是对节流元件12进行清洁还是更换，或者后续对压力监测模块部分进行校准检验，都能够将待测管道中的气体介质从顶部的导流管道3进行流动，而不会造成该管道停止输送流通，降低了对管道运行的干扰。

具体的，通过控制前端三通阀6改变输入管道1输送到分流管道2内部后气体介质的流向，使待测气体介质沿着分流管道2朝向后端的流量测定管道4部分继续流动，且后端三通阀7也同样将流量测定管道4内部流动的待测气体介质直接朝向后端的输出管道5部分输送。即可自动触发节流元件12两侧的压力监测模块，从而完成后续的流量测量过程，后续对节流元件12进行清洁还是更换，或者后续对压力监测模块部分进行校准检验时，则控制前端三通阀6和后端三通阀7转动，分别将输入的待测气体介质朝向导流管道3输送以及将导流管道3内部的待测气体介质输出，即可绕过底部的流量测量组件8和校准检测机构9进行流动，此时即可直接对流量测量组件8和校准检测机构9进行控制且不会干扰其它管路中的待测气体介质流动。

本实施例，所述流量测量组件8包括测量套筒10、第一压力监测模块13和第二压力监测模块14，所述测量套筒10的顶部安装有压力表15，所述测量套筒10的内部一端设置有隔板16，所述第一压力监测模块13从隔板16的内部向外穿出，所述第二压力监测模块14嵌入到测量套筒10的内部，且第一压力监测模块13和第二压力监测模块14分别与独立的压力表15部分相连接。

具体的，借助第一压力监测模块13对节流元件12前端的待测气体介质压力进行检测，并同时通过第二压力监测模块14对节流元件12后端的待测气体介质进行压力检测，即可直接获取通过节流孔21后待测气体介质的压力变化，进而基于该数据计算最终的流量数据。

本实施例，所述节流元件12包括孔板20和节流孔21，所述节流孔21设置在孔板20的中间，且孔板20的表面外侧安装有拉环23，所述孔板20的内侧连接有定位柱22，所述隔板16的内侧设置有内凸环17，所述内凸环17的表面开设有定位插槽18，所述孔板20通过定位柱22嵌入到定位插槽18的内部，且孔板20的直径与隔板16的内圈直径相同，孔板20的表面与隔板16的表面相齐平，所述第二压力监测模块14的末端与节流孔21的内部相对齐。将节流元件12安装在流量测定管道4内部的一端，因此当节流元件12内部出现堵塞需要进行清洁，或者出现变形损坏需要进行更换时，都能够仅通过将两端的法兰19进行拆除后，直接将暴露到外部的节流元件12进行拉出，因此能够高效便捷的对节流元件12部分进行清洁或者更换，简化了维护流程。

具体的，将流量测定管道4和分流管道2拆除后，由于节流元件12安装在隔板16内侧，因此直接能够通过外部的清洁工具对节流孔21的内部进行刷除清洁处理，或者也能够直接拉动拉环23将孔板20从隔板16的内侧抽出，对孔板20进行更换，更换完成后重新将两端的法兰19进行安装即可。

本实施例，所述校准检测机构9包括丝杆28和收集套筒24，所述收集套筒24的一端开设有螺纹孔26，所述丝杆28从螺纹孔26的内部穿过，所述丝杆28的一端安装有手轮29，所述丝杆28的另一端安装有活塞板30，所述收集套筒24的表面安装有固定杆25，且固定杆25的顶部与流量测定管道4的表面固定连接，所述活塞板30整体嵌入到收集套筒24的内部，且丝杆28的末端通过对接轴承31与活塞板30的中间位置活动连接，所述收集套筒24的端部设置有支撑板27，所述丝杆28从支撑板27的中间穿过，所述收集套筒24的另一端设置有连接通道11，且收集套筒24的内部通过连接通道11与流量测定管道4的内部相连通。在底部设置有校准检测机构9，通过该机构能够在后续定期对每个压力监测模块进行校验处理，且该校验检查的过程不需要将该装置进行拆除即可完成，校准监测简单高效便捷，不需要额外的检查工具。

具体的，进行检测时，先关闭后端三通阀7，此时流量测定管道4和分流管道2仍旧存在待测气体介质，然后再关闭前端三通阀6，最后转动丝杆28，借助活塞板30的推进过程，将收集套筒24内部的待测气体介质沿着连接通道11推挤到检测套筒内部，此时前端三通阀6和后端三通阀7内部空腔的压力增加，且各处压力保持平衡，因此第一压力监测模块13和第二压力监测模块14在正常状态下的压力检测数据会保持同步，通过该过程即可完成对压力监测模块的检测校验。

本实施例还提供一种使用上述测定装置的测定方法，具体包括以下步骤：

步骤一、通过法兰19将分流管道2和流量测定管道4安装在输入管道1和输出管道5的中间，测量状态下待测的气体介质，依次从输入管道1、分流管道2、流量测定管道4、输出管道5的内部穿过；

步骤二、安装后先通过控制前端和后端的三通阀，将待测输入管道1内部的气体介质导入到导流管道3中，然后再从导流管道3中直接输入到流量测定管道4的尾端，此时待测气体介质直接从输出管道5进行流出；

步骤三、在步骤二的状态下转动手轮29，提高密封状态下分流管道2和流量测定管道4的内部压力；

步骤四、通过两个压力表15直接对两组压力监测模块的监测数据进行验证和校准，若两个压力表15数据在控制丝杆28转动的过程中始终保持相同，即可代表每个压力监测模块均处于正常状态；若两个压力表15数据在控制丝杆28转动的过程中出现差异，即可代表存在压力监测模块出现误差的情况；

步骤五、当每个压力监测模块均通过校验后，即可控制前端和后端的三通阀，将待测管道内部的气体介质导入到分流管道2和流量测定管道4内；

步骤六、借助节流元件12使得两个压力监测模块获取不同的压力数据，并通过顶部对应的每个压力表15完成数据读取，最后将获取到的压力数据通过压差式流量计基本计算公式获取最终流量数据,压式流量计的计算公式如下:

；

其中,Q表示流量(m³/h)；示流量计系数，该系数是与流量计型号和选用的节流装置有关的参数；C为修正系数，用以考虑流量计和节流装置之间的偏差；ΔP表示差压(Pa)；ρ表示流体密度(kg/m³)。上述计算过程为现有技术中常用方案，不属于本发明的保护范围，因此具体计算流程在此不做赘述。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种气体流量测定装置，包括测定装置本体、输入管道（1）和输出管道（5），其特征在于：所述测定装置本体包括分流管道（2）、流量测定管道（4）、流量测量组件（8）和校准检测机构（9），所述分流管道（2）的一端安装有前端三通阀（6），所述流量测定管道（4）的一端安装有流量测量组件（8），且流量测量组件（8）的内部安装有节流元件（12），且流量测定管道（4）的一端通过法兰（19）与分流管道（2）的末端固定连接，所述校准检测机构（9）安装在流量测定管道（4）的中间位置，且流量测定管道（4）的表面安装有后端三通阀（7），所述校准检测机构（9）的底端设置有收集套筒（24），所述收集套筒（24）的末端穿插有丝杆（28），且收集套筒（24）的内部与流量测定管道（4）的内部相连通。

2.根据权利要求1所述的一种气体流量测定装置，其特征在于：所述前端三通阀（6）的顶部连接有导流管道（3），且导流管道（3）的末端与后端三通阀（7）部分相连通，所述分流管道（2）的前端通过法兰（19）与输入管道（1）部分固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种气体流量测定装置，其特征在于：所述流量测定管道（4）的后端通过法兰（19）与输出管道（5）部分固定连接，所述流量测量组件（8）和校准检测机构（9）均安装在前端三通阀（6）和后端三通阀（7）的中间位置。

4.根据权利要求3所述的一种气体流量测定装置，其特征在于：所述流量测量组件（8）包括测量套筒（10）、第一压力监测模块（13）和第二压力监测模块（14），所述测量套筒（10）的顶部安装有压力表（15），所述测量套筒（10）的内部一端设置有隔板（16），所述第一压力监测模块（13）从隔板（16）的内部向外穿出。

5.根据权利要求4所述的一种气体流量测定装置，其特征在于：所述第二压力监测模块（14）嵌入到测量套筒（10）的内部，且第一压力监测模块（13）和第二压力监测模块（14）分别与独立的压力表（15）部分相连接。

6.根据权利要求5所述的一种气体流量测定装置，其特征在于：所述节流元件（12）包括孔板（20）和节流孔（21），所述节流孔（21）设置在孔板（20）的中间，且孔板（20）的表面外侧安装有拉环（23），所述孔板（20）的内侧连接有定位柱（22）。

7.根据权利要求6所述的一种气体流量测定装置，其特征在于：所述隔板（16）的内侧设置有内凸环（17），所述内凸环（17）的表面开设有定位插槽（18），所述孔板（20）通过定位柱（22）嵌入到定位插槽（18）的内部，且孔板（20）的直径与隔板（16）的内圈直径相同，孔板（20）的表面与隔板（16）的表面相齐平，所述第二压力监测模块（14）的末端与节流孔（21）的内部相对齐。

8.根据权利要求1所述的一种气体流量测定装置，其特征在于：所述校准检测机构（9）包括丝杆（28）和收集套筒（24），所述收集套筒（24）的一端开设有螺纹孔（26），所述丝杆（28）从螺纹孔（26）的内部穿过，所述丝杆（28）的一端安装有手轮（29），所述丝杆（28）的另一端安装有活塞板（30），所述收集套筒（24）的表面安装有固定杆（25），且固定杆（25）的顶部与流量测定管道（4）的表面固定连接。

9.根据权利要求8所述的一种气体流量测定装置，其特征在于：所述活塞板（30）整体嵌入到收集套筒（24）的内部，且丝杆（28）的末端通过对接轴承（31）与活塞板（30）的中间位置活动连接，所述收集套筒（24）的端部设置有支撑板（27），所述丝杆（28）从支撑板（27）的中间穿过，所述收集套筒（24）的另一端设置有连接通道（11），且收集套筒（24）的内部通过连接通道（11）与流量测定管道（4）的内部相连通。

10.一种使用如权利要求1所述测定装置的测定方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、通过法兰将分流管道和流量测定管道安装在输入管道和输出管道的中间；步骤二、控制前端和后端的三通阀，将待测管道内部的气体介质导入到导流管道中；步骤三、转动手轮，提高密封状态下分流管道和流量测定管道的内部压力；步骤四、对两组压力监测模块的监测数据进行验证和校准；步骤五、控制前端和后端的三通阀，将待测管道内部的气体介质导入到分流管道和流量测定管道内；步骤六、获取压力表数据，通过压差式流量计基本计算公式获取最终流量数据。