CN118010120A - 一种流量监测装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于流量监测技术领域，具体涉及一种流量监测装置。流量监测装置首先主控模块控制温度检测模块常开，通过温度检测模块检测天然气管道温度，当检测到温度大于预设的温度阈值，控制降温模块进行降温处理。降温处理后会使得天然气管道内的气压降低，进一步增加了天然气传输过程中的压力损失，主控模块控制压强检测模块对管道内的压强进行检测，当检测到压强低于压强阈值，则控制增压模块对管道天然气进行增压处理。管道内压强增加后使得天然气管道的变形量增加，主控模块控制管道变形检测模块检测管道变形量，当管道变形量大于变形量阈值，则控制变形补偿模块对管道的变形进行补偿处理，最后有效提升了流量监测装置的流量数据结果的准确性。

Description

一种流量监测装置

技术领域

本发明属于流量监测技术领域，尤其涉及一种流量监测装置。

背景技术

气体流量测量是测量管道中流过的气体体积或者质量。通过测量管道内的气体流速，乘以管道的截面积，来计算气体的体积或质量。气体流量测量的准确性直接影响到气体的计量精度。随着天然气的普及，天然气被广泛应用，在农村甚至很多其他的比较偏远的地区也通了天然气。不管是供气方或者用气方，均需要对天然气的流量进行监测，因此气体流量测量广泛应用于天然气的输送的各种地方。

而在现有的对天然气的流量的测量过程中，由于天然气在输送过程中是通过天然气管道进行输送，而天然气管道对天然气进行输送过程中，由于环境温度、天然气立管变形、压强损失等因素的影响，导致流量监测装置的测量数据结果的准确性降低。比如当压强变化时，管道内流速和密度都会发生变化，从而使流量监测装置的测量准确性受到影响。当气体压强下降时，流速和密度会增加，导致流量监测装置的读数偏低；当气体压强升高时，流速和密度会减小，导致流量监测装置的读数偏高。因此，在压强不稳定的情况下，会出现流量误差，直接影响气体计量的准确性。

因此，如何降低夏季天然气温度高造成的对天然气流量监测装置的测量影响，提升现有的流量监测装置测量结果的准确性，是目前亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种流量监测装置，用以解决由于夏季天然气温度高造成的流量监测装置的流量监测结果的准确性降低的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种流量监测装置，包括包括设置于天然气管道内部的气体流量采集模块、温度检测模块、压强检测模块、管道变形检测模块、降温模块、增压模块、变形补偿模块和主控模块，所述气体流量采集模块、温度检测模块、压强检测模块、降温模块、增压模块和变形补偿模块与主控模块连接；

所述气体流量采集模块用于采集天然气流量数据；

所述温度检测模块用于检测待测流量的天然气管道内天然气的温度；

所述压强检测模块用于检测待测流量的天然气管道内天然气的压强；

所述降温模块用于降低天然气管道内天然气的温度；

所述增压模块用于增加天然气管道内天然气的压强；

所述管道变形检测模块用于检测待测天然气管道的变形量；

所述变形补偿模块用于对天然气管道在气压下或者自身重力下引起天然气管道变形进行补偿；

所述主控模块用于实现所述气体流量采集模块、温度检测模块、压强检测模块、降温模块、增压模块和变形补偿模块的开启和关闭的控制。

优选的，所述主控模块预设有温度阈值，主控模块控制所述温度检测模块常开，并控制所述降温模块常闭；

当所述温度检测模块检测到待测流量的天然气管道内天然气的温度大于温度阈值，所述主控模块控制所述降温模块开启。

优选的，所述降温模块为设置于天然气管道进气端的气-气换热器，所述气-气换热器包括冷气进气管、热气排气管、进气阀、排气阀和储气罐；

所述冷气进气管与所述热气排气管连通，并且冷气进气管与热气排气管均设有多根，多根冷气进气管均匀布设于天然气管道内周壁，多根热气排气管均匀布设于天然气管道内周壁，并且贯穿天然气管道与储气罐连接；

所述进气阀分别与冷气进气管和主控模块连接，所述排气阀分别与热气排气管和主控模块连接。

优选的，所述主控模块预设有压强阈值，主控模块控制所述压强检测模块常开，并控制所述增压模块常闭；

降温模块对天然气进行降温处理后，管道内天然气的温度降低，管道内压强降低，当所述压强检测模块检测到天然气管道内天然气的压强小于压强阈值，所述主控模块控制所述增压模块开启。

优选的，所述增压模块为天然气增压器。

优选的，所述主控模块预设有变形量阈值，主控模块控制所述管道变形检测模块常开，并控制所述变形补偿模块常闭；

增压模块对天然气管道内的天然气进行增压后，管道内压强增加，引起天然气管道的变形量增加，当所述管道变形检测模块检测到天然气管道的变形量大于变形量阈值，所主控模块控制所述变形补偿模块开启。

优选的，所述变形补偿模块为膨胀节。

优选的，还包括流量显示模块，所述流量显示模块与所述主控模块连接，所述主控模块控制所述气体流量采集模块常开；

当所述温度检测模块检测到待测流量的天然气管道内天然气的温度大于温度阈值，或者当所述压强检测模块检测到待测流量的天然气管道内天然气的压强小于压强阈值，或者当所述管道变形检测模块检测到天然气管道的变形量大于变形量阈值，所述主控模块控制所述流量显示模块显示流量值为红色；

当所述温度检测模块检测到待测流量的天然气管道内天然气的温度小于温度阈值，同时当所述压强检测模块检测到待测流量的天然气管道内天然气的压强大于压强阈值，并且当所述管道变形检测模块检测到天然气管道的变形量大于变形量阈值，所述主控模块控制所述流量显示模块显示流量值为绿色。

本发明的有益效果包括：

本发明提供的流量监测装置，其中的主控装置设有温度阈值、压强阈值和管道变形量阈值。在该流量监测装置工作过程中，首先主控模块控制温度检测模块常开，通过温度检测模块对天然气管道的温度进行检测，当检测到管道内温度大于预设的温度阈值，主控模块控制降温模块对天然气管道内进行降温处理。但是降温处理后会使得天然气管道内的气压降低，进一步增加了天然气传输过程中的压力损失，主控模块控制压强检测模块对管道内的压强进行检测，当检测到压强低于预设的压强阈值，则控制增压模块对管道天然气进行增压处理。当管道内压强增加后会造成天然气管道的变形量增加，主控模块控制管道变形检测模块对管道的变形量进行检测，当管道变形量大于变形量阈值，则控制变形补偿模块对管道的变形进行补偿处理，最后有效提升了流量监测装置的流量数据结果的准确性。

附图说明

图1为本发明的流量监测装置的结构组成示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请将围绕可包括多个设备、组件、模块等的系统来呈现各个方面、实施例或特征。应当理解和明白的是，各个系统可以包括另外的设备、组件、模块等，并且/或者可以并不包括结合附图讨论的所有设备、组件、模块等。此外，还可以使用这些方案的组合。

另外，在本申请实施例中，“示例地”、“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请中被描述为“示例”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用示例的一词旨在以具体方法呈现概念。

本申请实施例中，“信息（information）”，“信号（signal）”，“消息（message）”，“信道（channel）”、“信令（singaling）”有时可以混用，应当指出的是，在不强调其区别时，其所要表达的含义是一致的。“的(of)”，“相应的（corresponding，relevant）”和“对应的(corresponding)”有时可以混用，应当指出的是，在不强调其区别时，其所要表达的含义是一致的。

下面结合附图1对本发明作进一步的详细说明：

参见附图1所示，一种流量监测装置，包括包括设置于天然气管道内部的气体流量采集模块、温度检测模块、压强检测模块、管道变形检测模块、降温模块、增压模块、变形补偿模块和主控模块，所述气体流量采集模块、温度检测模块、压强检测模块、降温模块、增压模块和变形补偿模块与主控模块连接。

气体流量采集模块用于采集天然气流量数据；温度检测模块用于检测待测流量的天然气管道内天然气的温度；压强检测模块用于检测待测流量的天然气管道内天然气的压强；降温模块用于降低天然气管道内天然气的温度；增压模块用于增加天然气管道内天然气的压强；管道变形检测模块用于检测待测天然气管道的变形量；变形补偿模块用于对天然气管道在天然气的气压下或者自身重力下或者振动位移的情况下引起天然气管道变形进行补偿；主控模块用于实现气体流量采集模块、温度检测模块、压强检测模块、降温模块、增压模块和变形补偿模块的开启和关闭的控制。

上述流量监测装置在工作过程中，首先主控模块控制温度检测模块常开，通过温度检测模块对天然气管道的温度进行检测，并将检测的温度数据信息传输给主控模块。主控模块将获取的实时温度数据与预设的温度阈值进行对比，当检测到管道内温度大于预设的温度阈值，主控模块控制降温模块对天然气管道内进行降温处理，降温处理过程中，主控模块会根据温度检测模块检测的温度值确定降温的多少，并且在降温过程中会持续对管道内的温度进行检测，直到降温处理后的温度低于预设的温度阈值，主控模块控制降温模块关闭，停止对管道内的降温处理。

但是天然气降温处理后会使得天然气管道内的气压降低，进一步增加了天然气传输过程中的压力损失，主控模块控制压强检测模块对管道内的压强进行检测，并将检测的压强数据信息传输给主控模块。主控模块将获取的实时压强数据与预设的压强阈值进行对比，当检测到压强低于预设的压强阈值，则控制增压模块对管道天然气进行增压处理。

主控模块会根据压强检测模块检测到的压强数值确定增加的压强量，并且在增压模块的增压过程中，压强检测模块会对天然气管道内的压强进行持续检测，直到检测到管道内的压强大于压强阈值，主控模块控制增压模块关闭，停止对管道内的增压处理。

但是管道内压强增加后会造成天然气管道的变形量增加，主控模块控制管道变形检测模块对管道的变形量进行检测，并将检测的管道变形量数据信息传输给主控模块。主控模块将获取的实时管道变形量数据与预设的变形量阈值进行对比，当管道变形量大于变形量阈值，则控制变形补偿模块对管道的变形进行补偿处理，管道变形检测模块持续对管道的变形量进行检测，直到检测到管道的变形量小于预设的变形量阈值，主控模块控制变形补偿模块关闭，停止对管道的变形补偿。

通过降温模块的降温处理后，对天然气管道进行增压处理，增压处理后对管道进行变形补偿处理，在各个功能模块的配合作用下，有效提升了流量监测装置的流量数据结果的准确性，进而保障天然气供气方以及用气方的利益。

上述方案中，主控模块预设有温度阈值，主控模块控制所述温度检测模块常开，并控制所述降温模块常闭。当所述温度检测模块检测到待测流量的天然气管道内天然气的温度大于温度阈值，所述主控模块控制所述降温模块开启。所述降温模块可以为设置于待测天然气管道的进气端的气-气换热器。

所述降温模块为设置于天然气管道进气端的气-气换热器，所述气-气换热器包括冷气进气管、热气排气管、进气阀、排气阀和储气罐；所述冷气进气管与所述热气排气管连通，并且冷气进气管与热气排气管均设有多根，多根冷气进气管均匀布设于天然气管道内周壁，多根所述冷气进气管贯穿天然气管道与储气罐连接；多根热气排气管均匀布设于天然气管道内周壁，并且贯穿天然气管道与储气罐连接；所述进气阀分别与冷气进气管和主控模块连接，所述排气阀分别与热气排气管和主控模块连接。

所述降温模块在主控模块的控制下启动工作，通过冷气进气管输入温度比较低的气体，在天然气管道内的天然气的温度相较于输入的冷气温度更高，天然气管道内的天然气的热量传递给冷气进气管，输入的冷气温度上升，然后通过热气排气管输出温度较高的气体，输出的气体通过贯穿天然气管道的热气排气管输送至储气罐，进一步通过降温处理，再通过冷气进气管输入。

主控模块预设有压强阈值，主控模块控制压强检测模块常开，并控制所述增压模块常闭。降温模块对天然气进行降温处理后，管道内天然气的温度降低，管道内压强降低，当所述压强检测模块检测到天然气管道内天然气的压强小于压强阈值，所述主控模块控制所述增压模块开启。

上概述增压模块可以为天然气增压器，天然气增压器设有两个转子，利用两个转子相互挤压的功能，将低压天然气输送出去，在两个转子挤压的过程中产生高压压力，其增压过程安全高效，并且维护简单。

主控模块预设有变形量阈值，主控模块控制所述管道变形检测模块常开，并控制所述变形补偿模块常闭。增压模块对天然气管道内的天然气进行增压后，管道内压强增加，引起天然气管道的变形量增加，当所述管道变形检测模块检测到天然气管道的变形量大于变形量阈值，所主控模块控制所述变形补偿模块开启。

通过变形补偿模块对天然气管道的变形进行补偿，保证管道保持正常的工作状态，进一步提升流量监测装置的监测结果的准确性。

上述变形补偿模块可以为膨胀节，由于其内部设有金属波纹管，所述金属波纹管布设于靠近气体流量采集模块的某段天然气管道的内部，所述金属波纹管的两端均设有电机，金属波纹管的端部通过高强度金属丝与电机的输出轴连接，所述电机通过高强度金属丝与天然气管道焊接相连，所述电机与所述主控模块连接。

当管道变形检测模块检测到天然气管道的变形量大于预设变形量阈值，并将变形量的大小以及方向传输给主控模块，所述主控模块根据变形量大小预计方向控制所述金属波纹管两端的电机工作，进而带动所述金属波纹管旋转。之所以对金属波纹管进行旋转，是因为金属波纹管只能在一个方向上弯曲，不能在另一个方向上弯曲，因此需要使金属波纹管的弯曲方向与天然气管道的变形方向相反，进而通过金属波纹管的弯曲变形实现对天然气管道变形的补偿。

流量监测装置还包括流量显示模块，流量显示模块与所述主控模块连接，所述主控模块控制所述气体流量采集模块常开，气体流量采集模块实现对天然气管道出气口处的天然气流量数据进行实时采集，并将采集到天然气流量数据传输给主控装置，主控装置控制流量显示模块将其采集的流量信息进行显示。

当温度检测模块检测到待测流量的天然气管道内天然气的温度大于温度阈值，或者当所述压强检测模块检测到待测流量的天然气管道内天然气的压强小于压强阈值，或者当所述管道变形检测模块检测到天然气管道的变形量大于变形量阈值，所述主控模块控制所述流量显示模块显示流量值为红色。

红色表示流量监测装置的测量的天然气管道内天然气状态或者管道的状态存在异常，使得流量数据结果存在误差，需要对通过功能模块对天然气管道的状态进行调整，以降低的流量数据结果存在的误差，提高其流量数据结果的准确性。

当温度检测模块检测到待测流量的天然气管道内天然气的温度小于温度阈值，同时当所述压强检测模块检测到待测流量的天然气管道内天然气的压强大于压强阈值，并且当所述管道变形检测模块检测到天然气管道的变形量大于变形量阈值，所述主控模块控制所述流量显示模块显示流量值为绿色。

绿色表示流量监测装置的测量的天然气管道内天然气状态或者管道的状态正常，流量数据结果准确性高。

综上所述，本发明提供的流量监测装置，首先主控模块控制温度检测模块常开，通过温度检测模块对天然气管道的温度进行检测，当检测到管道内温度大于预设的温度阈值，主控模块控制降温模块对天然气管道内进行降温处理。但是降温处理后会使得天然气管道内的气压降低，进一步增加了天然气传输过程中的压力损失，主控模块控制压强检测模块对管道内的压强进行检测，当检测到压强低于预设的压强阈值，则控制增压模块对管道天然气进行增压处理。当管道内压强增加后会造成天然气管道的变形量增加，主控模块控制管道变形检测模块对管道的变形量进行检测，当管道变形量大于变形量阈值，则控制变形补偿模块对管道的变形进行补偿处理，最后有效提升了流量监测装置的流量数据结果的准确性。

以上所述实施例仅表达了本申请的具体实施方法，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术方案构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。

Claims (8)

1.一种流量监测装置，其特征在于，包括设置于天然气管道内部的气体流量采集模块、温度检测模块、压强检测模块、管道变形检测模块、降温模块、增压模块、变形补偿模块和主控模块，所述气体流量采集模块、温度检测模块、压强检测模块、降温模块、增压模块和变形补偿模块与主控模块连接；

所述气体流量采集模块用于采集天然气流量数据；

所述温度检测模块用于检测待测流量的天然气管道内天然气的温度；

所述压强检测模块用于检测待测流量的天然气管道内天然气的压强；

所述降温模块用于降低天然气管道内天然气的温度；

所述增压模块用于增加天然气管道内天然气的压强；

所述管道变形检测模块用于检测待测天然气管道的变形量；

所述变形补偿模块用于对天然气管道在气压下或者自身重力下引起天然气管道变形进行补偿；

所述主控模块用于实现所述气体流量采集模块、温度检测模块、压强检测模块、降温模块、增压模块和变形补偿模块的开启和关闭的控制。

2.根据权利要求1所述的一种流量监测装置，其特征在于，所述主控模块预设有温度阈值，主控模块控制所述温度检测模块常开，并控制所述降温模块常闭；

当所述温度检测模块检测到待测流量的天然气管道内天然气的温度大于温度阈值，所述主控模块控制所述降温模块开启。

3.根据权利要求2所述的一种流量监测装置，其特征在于，所述降温模块为设置于天然气管道进气端的气-气换热器，所述气-气换热器包括冷气进气管、热气排气管、进气阀、排气阀和储气罐；

所述冷气进气管与所述热气排气管连通，并且冷气进气管与热气排气管均设有多根，多根冷气进气管均匀布设于天然气管道内周壁，多根热气排气管均匀布设于天然气管道内周壁，并且贯穿天然气管道与储气罐连接；

所述进气阀分别与冷气进气管和主控模块连接，所述排气阀分别与热气排气管和主控模块连接。

4.根据权利要求2所述的一种流量监测装置，其特征在于，所述主控模块预设有压强阈值，主控模块控制所述压强检测模块常开，并控制所述增压模块常闭；

降温模块对天然气进行降温处理后，管道内天然气的温度降低，管道内压强降低，当所述压强检测模块检测到天然气管道内天然气的压强小于压强阈值，所述主控模块控制所述增压模块开启。

5.根据权利要求4所述的一种流量监测装置，其特征在于，所述增压模块为天然气增压器。

6.根据权利要求4所述的一种流量监测装置，其特征在于，所述主控模块预设有变形量阈值，主控模块控制所述管道变形检测模块常开，并控制所述变形补偿模块常闭；

增压模块对天然气管道内的天然气进行增压后，管道内压强增加，引起天然气管道的变形量增加，当所述管道变形检测模块检测到天然气管道的变形量大于变形量阈值，所主控模块控制所述变形补偿模块开启。

7.根据权利要求6所述的一种流量监测装置，其特征在于，所述变形补偿模块为膨胀节。

8.根据权利要求1-7任一所述的一种流量监测装置，其特征在于，还包括流量显示模块，所述流量显示模块与所述主控模块连接，所述主控模块控制所述气体流量采集模块常开；

当所述温度检测模块检测到待测流量的天然气管道内天然气的温度大于温度阈值，或者当所述压强检测模块检测到待测流量的天然气管道内天然气的压强小于压强阈值，或者当所述管道变形检测模块检测到天然气管道的变形量大于变形量阈值，所述主控模块控制所述流量显示模块显示流量值为红色；

当所述温度检测模块检测到待测流量的天然气管道内天然气的温度小于温度阈值，同时当所述压强检测模块检测到待测流量的天然气管道内天然气的压强大于压强阈值，并且当所述管道变形检测模块检测到天然气管道的变形量大于变形量阈值，所述主控模块控制所述流量显示模块显示流量值为绿色。