CN202057367U - 动态补偿式气体流量计 - Google Patents
动态补偿式气体流量计 Download PDFInfo
- Publication number
- CN202057367U CN202057367U CN2011201221588U CN201120122158U CN202057367U CN 202057367 U CN202057367 U CN 202057367U CN 2011201221588 U CN2011201221588 U CN 2011201221588U CN 201120122158 U CN201120122158 U CN 201120122158U CN 202057367 U CN202057367 U CN 202057367U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- water smoke
- smoke concentration
- sensor
- temperature monitoring
- monitoring element
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Abstract
本实用新型公开了一种动态补偿式气体流量计，其特征是在传感器探头所处的同一测量空间内，共同设置用于提供介质流速信息的热式流量传感器和用于提供水雾浓度相关信息的水雾浓度传感器。本实用新型能够对混入大量水雾的二相流体进行气体流量的准确计量。
Description
技术领域
本实用新型涉及流量传感器，更具体地说是一种用于计量气液二相流体中气相流量的热扩散式流量计。
背景技术
热扩散式流量计是广泛使用的流量计量装置，其原理是通过测量传感元件被流体带走的热量来确定流量的大小。常用的一种传感元件是电阻式温度监测器RTD，其阻值随自身温度变化而发生变化。典型的热扩散式流量计采用两个RTD元件，一个作为有源元件被加热，另一个用作参考元件不被加热。在使用时，测量因流体流动带走热量而导致被加热的有源元件阻值相对参考元件阻值的变化就可以确定流体的流速，进一步根据流体流过的横截面积可以计算得出流量。可见，热扩散式流量计中有源元件的热量是通过流体介质的物理性质而散失的，在测量过程中流体介质的物理性质未发生改变则流量计测量结果是准确的。
在很多应用中流体介质保持相同的常规组分，这种情形下，传统热扩散式流量计能够提供足够准确的流速(流量)测量。然而，介质本身流动过程中因压力温度变化产生结露或着矿井瓦斯抽取时因降低钻孔产生热量而喷的大量水雾混入等形成气液二相流且水雾的浓度在不断变化的情况下，传统热扩散式流量计无法获得准确的流速。
实用新型内容
本实用新型是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种动态补偿式气体流量计，能够对混入大量水雾的二相流体进行气体流量的准确计量。
本实用新型解决技术问题采用如下技术方案：
本实用新型动态补偿式气体流量计的结构特点是在传感器探头所处的同一测量空间内，共同设置用于提供介质流速信息的热式流量传感器和用于提供水雾浓度相关信息的水雾浓度传感器。
本实用新型动态补偿式气体流量计的结构特点也在于：
所述热式流量传感器采用一对电阻式温度监测元件，其中一个温度监测元件是可以通过电源进行加热的有源传感单元另一个温度监测元件是一个不被加热的参考传感单元；所述水雾浓度传感器采用一个可以被加热的有源温度监测元件。
所述水雾浓度传感器是在有源温度监测元件的外围设置一外壳，以所述外壳形成水雾浓度传感器的监测空腔，所述外壳的底部设置为敞口，流体介质通过外壳的底部敞口进入在水雾浓度传感器的监测空腔内。
以本实用新型配合相应的信号处理单元，以水雾浓度传感器的测量值来补偿热式流量传感器监测到的热传递变化，从而输出实际的流速值。
附图说明
图1是为本实用新型结构示意图；
图2a为本实用新型中传感器探头端面示意图；
图2b为本实用新型中传感器探头侧视示意图；
图3为本实用新型配合使用的信号处理单元电路框图；
图4为未设置补偿的情况下出现气液二相流时气体流量曲线图；
图5为利用本实用新型进行水雾浓度补偿情况下出现气液二相流时气体流量曲线图；
图6为利用本实用新型实现水雾浓度补偿的测量系统运行时序流程图。
具体实施方式
参见图1、图2a和图2b，本实施例中设置一支撑杆115，在支撑杆115的一端设置为传感器探头，另一端设置为信号处理单元100；在传感器探头所处的同一测量空间内，共同设置用于提供介质流速信息的热式流量传感器和用于提供水雾浓度相关信息的水雾浓度传感器20。
具体实施中，热式流量传感器采用一对电阻式温度监测元件，其中一个温度监测元件是可以通过电源进行加热的有源传感单元11，另一个温度监测元件是一个不被加热的参考传感单元12；水雾浓度传感器20采用一个可以被加热的有源温度监测元件22；
图2a所示，水雾浓度传感器20是在有源温度监测元件22的外围设置一外壳21，以外壳21形成水雾浓度传感器的监测空腔，外壳21的底部设置为敞口，流体介质通过外壳21的底部敞口进入在水雾浓度传感器20的监测空腔内，也可以在外壳21的侧面设置缝隙，以保证监测空腔内能充分充入有新鲜的介质同时又不被引入太大的流场变化。
在运行中，含水雾浓度不变的流体介质流过热式流量传感器，将被加热的有源传感单元的热量带走，带走的热量和介质流速成正比例关系，这将导致有源传感单元11和参考传感单元12在每一个固定的流速点上都有一个固定的电阻差值ΔR1，通过测量ΔR1值可得到未经补偿的流速值。
水雾浓度传感器20中的有源温度监测元件22被外壳21包围，通过电源将有源温度监测元件22加热到某一时间t1，使水雾浓度传感器达到热平衡，即有源温度监测元件22的温度恒定不变，这时停止对有源温度监测元件22的加热，经过一段时间Δt测量有源温度监测元件22的阻值变化ΔR2，ΔR2值代表液体成分蒸发量，用ΔR2/Δt的值来修正通过ΔR1值可得的流速值，水雾浓度变化则ΔR2/Δt值也发生变化，ΔR2/Δt的测量值与某一已知浓度下的已知值相比较，即可得到经过补偿的正确流速值。
参见图3，在配合设置的信息处理单元中，前置信号调理电路将分别来自热式流量传感单元和水雾浓度传感单元的温度监测元件的阻值变化ΔR转化为电压值变化ΔV，同时输出控制信号，控制对水雾浓度传感单元中有源温度监测元件22的加热时间；前置信号调理电路输出的电压信号经A/D转换电路转换为数字信号传送给数字处理器，由数字处理器中对采集的电压信号数字量进行处理，最终在LCD显示屏上显示流量和流速值；键盘用于对数字处理器中的运行参数进行设置。RS485接口用来输出流量和流速值的数剧给上位控制系统，比如工控计算机，并接收上位控制系统发来的设置参数和指令；4～20mA接口用于输出4～20mA范围内变化的代表流量的电流模拟信号。频率输出接口用来输出和流量对应的频率信号。
图4是本实用新型的流量计在是未补偿情况下出现气液二相流时气体流量曲线图，从图上可以看出，在T1点的时候，由于大量水雾混入介质，测量的误差曲线产生了严重跳变，不能正确反映实际的气相流量。
图5是进行水雾浓度补偿情况下出现气液二相流时气体流量曲线图，从图上可以看出，在T1点时刻，大量水雾混入介质，由于此时开启了水雾浓度补偿功能，测量误差虽然加大，但还是在合理范围内，能够反映实际气相流量。
图6所示，利用本实用新型实现水雾浓度补偿的测量系统运行时序流程为：
步骤1：流量计开机，系统自检，初始化外部芯片，对有源传感单元11和有源温度监测元件22进行加热；初始化前置信号调理电路和A/D转换电路；
步骤2：待水雾浓度传感单元达到热平衡后，关闭其有源温度监测元件22的加热电路；
步骤3：读取A/D转换电路采集到的流量传感器和水雾浓度传感器的量化值；
步骤4：计算流速值和水雾浓度；
步骤5：在LCD上显示流量，输出与流量相关的频率信号，4～20mA信号和RS485信号给上位机；
步骤6：继续对水雾浓度传感器进行加热；
步骤7：判断加热时间长短是否满足条件，满足则重复步骤6，不满足则继续加热；
步骤8：判断是否由关机请求，若是则关机，结束工作，否则重复步骤3。
Claims (3)
1.一种动态补偿式气体流量计，其特征是在传感器探头所处的同一测量空间内，共同设置用于提供介质流速信息的热式流量传感器和用于提供水雾浓度相关信息的水雾浓度传感器(20)。
2.根据权利要求1所述的动态补偿式气体流量计，其特征是所述热式流量传感器采用一对电阻式温度监测元件，其中一个温度监测元件是可以通过电源进行加热的有源传感单元(11)另一个温度监测元件是一个不被加热的参考传感单元(12)；所述水雾浓度传感器采用一个可以被加热的有源温度监测元件(22)。
3.根据权利要求2所述的动态补偿式气体流量计，其特征是所述水雾浓度传感器(20)是在有源温度监测元件(22)的外围设置一外壳(21)，以所述外壳(21)形成水雾浓度传感器的监测空腔，所述外壳(21)的底部设置为敞口，流体介质通过外壳(21)的底部敞口进入在水雾浓度传感器(20)的监测空腔内。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2011201221588U CN202057367U (zh) | 2011-04-22 | 2011-04-22 | 动态补偿式气体流量计 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2011201221588U CN202057367U (zh) | 2011-04-22 | 2011-04-22 | 动态补偿式气体流量计 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN202057367U true CN202057367U (zh) | 2011-11-30 |
Family
ID=45017338
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2011201221588U Expired - Fee Related CN202057367U (zh) | 2011-04-22 | 2011-04-22 | 动态补偿式气体流量计 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN202057367U (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103558187A (zh) * | 2013-11-02 | 2014-02-05 | 中国工程物理研究院流体物理研究所 | 水雾浓度测量装置及测量方法 |
| CN108227762A (zh) * | 2016-12-13 | 2018-06-29 | 株式会社堀场Stec | 流量计算系统和流量计算方法 |
| CN109184666A (zh) * | 2018-11-13 | 2019-01-11 | 长春市斯普瑞新技术有限责任公司 | 一种采气井的产出剖面测井仪 |
-
2011
- 2011-04-22 CN CN2011201221588U patent/CN202057367U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103558187A (zh) * | 2013-11-02 | 2014-02-05 | 中国工程物理研究院流体物理研究所 | 水雾浓度测量装置及测量方法 |
| CN108227762A (zh) * | 2016-12-13 | 2018-06-29 | 株式会社堀场Stec | 流量计算系统和流量计算方法 |
| CN109184666A (zh) * | 2018-11-13 | 2019-01-11 | 长春市斯普瑞新技术有限责任公司 | 一种采气井的产出剖面测井仪 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102539018B (zh) | 温度传感器标定装置及方法 | |
| CN202471159U (zh) | 燃气计量装置 | |
| CN105223232B (zh) | 一种热导率测量仪和测量方法 | |
| CN202939322U (zh) | 双流法标定探空仪湿度动态响应特性的装置 | |
| CN202057367U (zh) | 动态补偿式气体流量计 | |
| CN106338323A (zh) | 一种流量计现场检定方法及检定系统 | |
| CN102998720A (zh) | 一种双流法标定探空仪湿度动态响应特性的方法及装置 | |
| CN202793966U (zh) | 一种计时流量液体粘度检测装置 | |
| CN202289890U (zh) | 一种基于质量流量的气体浓度配比装置 | |
| CN205749379U (zh) | 一种基于电容检测原理的水含量测量仪 | |
| CN102519527B (zh) | 热式恒功率气体流量计 | |
| CN204142300U (zh) | 一种热式气体流量测量装置 | |
| CN202057360U (zh) | 复合式气体流量计 | |
| CN102967335A (zh) | 一种微热量式燃气表 | |
| CN201653579U (zh) | 便携式智能温差测量仪 | |
| CN202582624U (zh) | 矿用热式气体流量计 | |
| CN205067401U (zh) | 一种热导率测量仪 | |
| CN204115789U (zh) | 一种超声波换能器 | |
| CN105372288A (zh) | 一种热流率测量仪和测量方法 | |
| CN102645248B (zh) | 一种自校正的热式-旋进旋涡组合式气体流量测量方法 | |
| CN202583025U (zh) | 双弯管式蒸汽干度在线测量仪 | |
| Huang et al. | Intelligent network temperature and humidity measuring system based on USB interface | |
| CN205317614U (zh) | 一种酒精比重测量仪 | |
| CN104359394A (zh) | 高精度数字式角度测量仪 | |
| CN204064363U (zh) | 一种用于热式气体质量流量计的传感器电路 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20111130 Termination date: 20190422 |