CN203719715U - 安全阀型式试验流量测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种安全阀型式试验流量测量装置，包括输送管、设置在输送管上的孔板差压式流量计、以及与孔板差压式流量计电性连接数据处理单元。孔板差压式流量计包括设置在输送管内的孔板以及设置在输送管上用于测量孔板上下游差压的差压测量单元。差压测量单元包括分别与数据处理单元电性连接的至少五个差压变送器，各差压变送器的差压测量量程依次相邻,且最大相对误差相当。各差压变送器分别获取流体流经孔板形成的差压信号，并分别传递至数据处理单元；其中差压测量量程与流经孔板上下游形成的差压信号对应的一个差压变送器的差压信号由数据处理单元获取并进行处理。该装置降低了测量误差，提升了测量精度，使得测量的数据更加准确。

Description

安全阀型式试验流量测量装置

技术领域

本实用新型涉及安全阀的测量装置，更具体地说，涉及一种安全阀型式试验流量测量装置。

背景技术

安全阀是承压类特种设备重要的安全附件，根据TSG ZF001《安全阀安全技术监察规程》的相关规定，安全阀应进行型式试验。安全阀型式试验包括动作性能试验和排放性能试验，其中排放性能试验就是测量安全阀在规定压力下达到稳定排放状态时的排放量。安全阀型式试验排放量测量的特点是：测量压力高（通常情况下高达25MPa），测量流量范围广（0-100t/h）,这样，给安全阀型式试验的流量测量带来了很大困难。

目前，国内外安全阀型式试验流量相关的测量方法如下：

美国锅炉压力容器委员会压力释放部门是全世界最具权威的安全阀型式试验机构，其流量测量装置是孔板差压式流量计。由于每个孔板测量仪有它一定的工作范围，对于，超出流量范围则不能保证流量测量的精确度。为确保测量的精确度，该部门采用更换孔板的方法，但是由于接卸密封可靠性的限制，目前，更换孔板的方法最高工作压力只能达到10MPa,因此，流量测量的压力范围受到很大的局限性。

根据GB/T12242-2005流量测量要求，

测量压力释放装置排量的方法有：

亚音速推断式流量计选用孔板、流量喷嘴和文丘里管。

音速推断式流量计，选用塞流喷嘴。

选用孔板、喷嘴和文氏里管等节流装置应遵循以下原则：

（1）孔板、喷嘴和文丘里喷嘴，一般都用于直径D≥50mm的管道中。

（2）测量高温、高压介质的流量，则选用孔板和喷嘴，文丘里管只适用于低压的流体介质流量测量。

（3）在加工、制造和安装中，孔板要求最简单，喷嘴次之，文丘里管最复杂

（4）在满足技术要求的前提下，按经济、适用和可行的原则来选用孔板、喷嘴和文氏里管。

孔板流量计优点有：性价比较高。标准孔板历史悠久，有国际、国家标准及检定规程和大量的试验数据，不用实流标定。孔板流量计技术比较成熟，原理简单，精度高，计量数据真实可信，可作为贸易结算计量用表。

但是，孔板有一缺点：超流量范围的测量精度不够。

孔板差压式流量计的原理：孔板是取压元件，流体流经孔板产生差压，差压信号由差压变送器测量并发送至计算机或流量计算仪器进行换算，得出流量数据。差压信号大则流量也大，反之，差压信号小流量信号也小。一般情况下，差压变送器的测量精度是满量程的0.65%，当差压信号大时，差压变送器的测量误差0.65%FS相对于测量值的相对误差在可接受范围内，能满足测量精度要求。而当差压信号小时，测量误差相对于测量值的相对误差就很大了，无法满足测量要求。比如量程为0-250KPa的差压变送器，满量程的0.65%为1.625KPa，当测量值为162.5KPa时，测量相对误差是1%，当测量值为16.25KPa时，测量相对误差为10%，超出了测量精度要求。因此，孔板差压式流量计的测量范围有一定的局限性。

安全阀型式试验排放量的测量范围广，工作范围宽，现有孔板差压式流量计不能符合安全阀型式试验的使用要求。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种改进的安全阀型式试验流量测量装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种安全阀型式试验流量测量装置，包括向待测安全阀输送流体的输送管、设置在所述输送管上的孔板差压式流量计、以及与所述孔板差压式流量计电性连接以接收差压信号并转换成流量数据的数据处理单元，

所述孔板差压式流量计包括设置在所述输送管内的孔板以及设置在所述输送管上用于测量所述孔板上下游差压的差压测量单元，所述孔板的上下游形成的差压在所述差压测量单元的差压测量量程内；

所述差压测量单元包括至少五个差压变送器，并分别与所述数据处理单元电性连接，各所述差压变送器的差压测量量程依次相邻,且各所述差压变送器的最大相对误差相当；

所述至少五个差压变送器分别获取流体流经所述孔板形成的差压信号，并分别传递至所述数据处理单元；其中差压测量量程与流经所述孔板上下游形成的差压信号对应的一个差压变送器的差压信号由所述数据处理单元获取并进行处理。

优选地，所述至少五个差压变送器包括第一差压变送器、第二差压变送器、第三差压变送器、第四差压变送器、第五差压变送器；所述第一差压变送器包括第一上压力探头、第一下压力探头，第二差压变送器包括第二上压力探头、第二下压力探头，第三差压变送器包括第三上压力探头、第三下压力探头，第四差压变送器包括第四上压力探头、第四下压力探头，第五差压变送器包括第五上压力探头、第五下压力探头；所述第一上压力探头、第二上压力探头、第三上压力探头、第四上压力探头、第五上压力探头设置在所述孔板的上游，以分别感测所述孔板上游的压力；所述第一下压力探头、第二下压力探头、第三下压力探头、第四下压力探头、第五下压力探头设置在所述孔板的下游，以分别感测所述孔板下游的压力。

优选地，所述第一差压变送器的差压测量量程下限为，所述第一差压变送器、第二差压变送器、第三差压变送器、第四差压变送器、第五差压变送器的差压测量量程依次递增并相互相邻，且各所述差压变送器的最大相对误差不大于%。

优选地，所述孔板的上游设有与所述数据处理单元电性连接的第一压力传感器器和第一温度传感器，所述第一压力传感器器感测所述孔板上游的压力信号，所述第一温度传感器感测所述孔板上游的温度信号，并分别传递给所述数据处理单元，所述数据处理单元根据所述孔板上游的压力信号和温度信号对所述孔板上游的流体的密度进行补偿。

优选地，所述输送管上还设有调节阀，所述调节阀设置在所述第一压力传感器器和第一温度传感器的上游，以调节所述孔板上游的供给压力。

优选地，所述输送管的下游设有与所述输送管连通的试验容器，所述待测安全阀安装在所述试验容器上。

优选地，数据处理单元包括计算机或流量计算仪。

实施本实用新型的安全阀型式试验流量测量装置，具有以下有益效果：通过本实用新型中的至少五个差压量程依次相邻、最大相对误差相当的差压变送器，使得安全阀型式试验流量测量装置在测量不同的差压范围时，均能保证测量的精度，降低了测量误差，使得测量的数据更准确，同时，提升了兼容性。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型实施例中的安全阀型式试验流量测量装置的结构示意图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

如图1所示，本实用新型一个优选实施例中的安全阀型式试验流量测量装置包括输送管10、设置在输送管10上的孔板差压式流量计20、设置在孔板差压式流量计20上游的调节阀30、设置在孔板差压式流量计20下游的试验容器40、以及与孔板差压式流量计20电性连接以接收差压信号并转换成流量数据的数据处理单元50。

孔板差压式流量计20包括设置在输送管10内的孔板21以及设置在输送管10上用于测量孔板21上下游差压的差压测量单元22。优选地，孔板21的上下游形成的差压在差压测量单元22的差压测量量程以内，以保证两者相匹配。

调节阀30调节孔板21上游的供给压力，试验容器40与输送管10的下游连通，待测安全阀60安装在试验容器40上，其入口侧与试验容器40的内腔连通。在其他实施例中，待测安全阀60也可直接安装在输送管10的下游上，并使入口侧与输送管10内腔连通。

在一些实施例中，差压测量单元22包括五个差压变送器，分别为第一差压变送器221、第二差压变送器222、第三差压变送器223、第四差压变送器224、第五差压变送器225，各差压变送器的差压测量量程依次相邻,且各差压变送器的最大相对误差相当。优选地，第一差压变送器221的差压测量量程下限为0，第一差压变送器221、第二差压变送器222、第三差压变送器223、第四差压变送器224、第五差压变送器225的差压测量量程依次递增并相互相邻，且各差压变送器的最大相对误差不大于2%。第一差压变送器221的下限和第五差压变送器225的上限形成差压测量单元22的测量量程，第一差压变送器221的下限和第五差压变送器225的上限可根据流体流经孔板21在上下游形成的差压决定，以将形成的差压范围包含即可。

一般情况下，差压变送器的测量精度是满量程的0.65%，在其他实施例中，为了保证测量精度，在孔板21的孔径相同的情况下，可以增加差压测量单元22中的差压变送器的分布数量，减小差压变送器对应的差压测量量程，使各差压变送器的最大相对误差减小。

第一差压变送器221包括第一上压力探头、第一下压力探头，第二差压变送器222包括第二上压力探头、第二下压力探头，第三差压变送器223包括第三上压力探头、第三下压力探头，第四差压变送器224包括第四上压力探头、第四下压力探头，第五差压变送器225包括第五上压力探头、第五下压力探头。第一上压力探头、第二上压力探头、第三上压力探头、第四上压力探头、第五上压力探头设置在孔板21的上游，以分别感测孔板21上游的压力，第一下压力探头、第二下压力探头、第三下压力探头、第四下压力探头、第五下压力探头设置在孔板21的下游，以分别感测孔板21下游的压力，五个差压变送器各自分别获取流体流经孔板21形成的差压信号。

该五个差压变送器均与数据处理单元50电性连接，并分别将获取的差压信号传递至数据处理单元50。其中差压测量量程与流经孔板21上下游形成的差压信号对应的一个差压变送器的差压信号由数据处理单元50获取并进行处理，同时根据差压信号计算得出待测安全阀60的流量。本实施例中，数据处理单元50包括带有相关处理软件的计算机或流量计算仪。

优选地，在一些实施例中，孔板21的上游设有与数据处理单元50电性连接的第一压力传感器器23和第一温度传感器24，第一压力传感器器23和第一温度传感器24设置在输送管10上。第一压力传感器器23感测孔板21上游的压力信号，第一温度传感器24感测孔板21上游的温度信号，并分别传递给数据处理单元50，数据处理单元50根据孔板21上游的压力信号和温度信号对孔板21上游的流体的密度进行补偿。

在一些实施例中，孔板21的下游设有第二压力传感器41和第二温度传感器42，进一步地，第二压力传感器41和第二温度传感器42设置在试验容器40上。第二压力传感器41感测试验容器40内的压力信号，以监测待测安全阀60承受的压力。第二温度传感器42感测试验容器40内的温度信号，以监测试验容器40内的蒸汽压力与温度的关系。在其他实施例中，第二压力传感器41和第二温度传感器42也可设置在输送管10上，且位于孔板21的下游。

可以理解地，上述各技术特征可以任意组合使用而不受限制。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种安全阀型式试验流量测量装置，包括向待测安全阀（60）输送流体的输送管（10）、设置在所述输送管（10）上的孔板差压式流量计（20）、以及与所述孔板差压式流量计（20）电性连接以接收差压信号并转换成流量数据的数据处理单元（50），其特征在于，

所述孔板差压式流量计（20）包括设置在所述输送管（10）内的孔板（21）以及设置在所述输送管（10）上用于测量所述孔板（21）上下游差压的差压测量单元（22），所述孔板（21）的上下游形成的差压在所述差压测量单元（22）的差压测量量程内；

所述差压测量单元（22）包括至少五个差压变送器，并分别与所述数据处理单元（50）电性连接，各所述差压变送器的差压测量量程依次相邻,且各所述差压变送器的最大相对误差相当；

所述至少五个差压变送器分别获取流体流经所述孔板（21）形成的差压信号，并分别传递至所述数据处理单元（50）；其中差压测量量程与流经所述孔板（21）上下游形成的差压信号对应的一个差压变送器的差压信号由所述数据处理单元（50）获取并进行处理。

2.根据权利要求1所述的安全阀型式试验流量测量装置，其特征在于，所述至少五个差压变送器包括第一差压变送器（221）、第二差压变送器（222）、第三差压变送器（223）、第四差压变送器（224）、第五差压变送器（225）；所述第一差压变送器（221）包括第一上压力探头、第一下压力探头，第二差压变送器（222）包括第二上压力探头、第二下压力探头，第三差压变送器（223）包括第三上压力探头、第三下压力探头，第四差压变送器（224）包括第四上压力探头、第四下压力探头，第五差压变送器（225）包括第五上压力探头、第五下压力探头；所述第一上压力探头、第二上压力探头、第三上压力探头、第四上压力探头、第五上压力探头设置在所述孔板（21）的上游，以分别感测所述孔板（21）上游的压力；所述第一下压力探头、第二下压力探头、第三下压力探头、第四下压力探头、第五下压力探头设置在所述孔板（21）的下游，以分别感测所述孔板（21）下游的压力。

3.根据权利要求2所述的安全阀型式试验流量测量装置，其特征在于，所述第一差压变送器（221）的差压测量量程下限为0，所述第一差压变送器（221）、第二差压变送器（222）、第三差压变送器（223）、第四差压变送器（224）、第五差压变送器（225）的差压测量量程依次递增并相互相邻，且各所述差压变送器的最大相对误差不大于2%。

4.根据权利要求3所述的安全阀型式试验流量测量装置，其特征在于，所述孔板（21）的上游设有与所述数据处理单元（50）电性连接的第一压力传感器器（23）和第一温度传感器（24），所述第一压力传感器器（23）感测所述孔板（21）上游的压力信号，所述第一温度传感器（24）感测所述孔板（21）上游的温度信号，并分别传递给所述数据处理单元（50），所述数据处理单元（50）根据所述孔板（21）上游的压力信号和温度信号对所述孔板（21）上游的流体的密度进行补偿。

5.根据权利要求4所述的安全阀型式试验流量测量装置，其特征在于，所述输送管（10）上还设有调节阀（30），所述调节阀（30）设置在所述第一压力传感器器（23）和第一温度传感器（24）的上游，以调节所述孔板（21）上游的供给压力。

6.根据权利要求5所述的安全阀型式试验流量测量装置，其特征在于，所述输送管（10）的下游设有与所述输送管（10）连通的试验容器（40），所述待测安全阀（60）安装在所述试验容器（40）上。

7.根据权利要求6所述的安全阀型式试验流量测量装置，其特征在于，所述数据处理单元（50）包括计算机或流量计算仪。