CN205655869U - 一种基于变频器的流量测量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种基于变频器的流量测量装置，包括风机/水泵，所述风机/水泵上装有变频器，所述变频器可对风机/水泵进行变频驱动控制并且反馈风机/水泵的功率和转速信号，还包括与变频器连接的流量计处理器，所述流量计处理器内置风机/水泵曲线数据库，所述流量计处理器根据接收的功率和转速信号与所述曲线数据库进行比较计算，输出流量及风机/水泵运行效率至流量表。本实用新型不仅可使胶管气密测试工作轻便，测量精度高、测量范围广。
Description
技术领域
本实用新型涉及流量测量装置，具体说是一种基于变频器的流量测量装置。
背景技术
水泵和风机大多用于流体控制行业，随着化工行业的兴起，使得流体的计量与控制显得日益重要。流量计量广泛应用于工农业生产、国防建设、科学研究对外贸易以及人民生活各个领域之中。在石油工业生产中，从石油的开采、运输、炼冶加工直至贸易销售，流量计量贯穿于全过程中，任何一个环节都离不开流量计量，否则将无法保证石油工业的正常生产和贸易交往。在化工行业，流量计量不准确会造成化学成分分配比失调，无法保证产品质量，严重的还会发生生产安全事故。在电力工业生产中，对液体、气体、蒸汽等介质流量的测量和调节占有重要地位。流量计量的准确与否不仅对保证发电厂在最佳参数下运行具有很大的经济意义，而且随着高温高压大容量机组的发展，流量测量已成为保证发电厂安全运行的重要环节。如大容量锅炉瞬时给水流量中断或减少，都可能造成严重的干锅或爆管事故。这就要求流量测量装置不但应做到准确计量，而且要及时地发出报警信号。在钢铁工业生产中，炼钢过程中循环水和氧气（或空气）的流量测量是保证产品质量的重要参数之一。在轻工业、食品、纺织等行业中，也都离不开流量计量；而且由于化工流体的强腐蚀性使得各种流量检测装置的精度下降甚至损坏。为了保证流体流量的精确控制，企业不得不定期更换价格不菲的流量检测装置，这无形给化工企业带来生产效率不高、产品成本增加、企业资金大量流失等一系列难题。
传统差压式流量计由一次装置和二次装置组成。一次装置称流量测量元件，它安装在被测流体的管道中，产生与流量(流速)成比例的压力差，供二次装置进行流量显示。二次装置称显示仪表。它接收测量元件产生的差压信号，并将其转换为相应的流量进行显示。差压流量计的一次装置常为节流装置或动压测定装置(皮托管、均速管等)。二次装置为各种机械式、电子式、组合式差压计配以流量显示仪表。差压计的差压敏感元件多为弹性元件。由于差压和流量呈平方根关系，故流量显示仪表都配有开平方装置，以使流量刻度线性化。这种利用差压测量流量的方法历史悠久，比较成熟，世界各国一般都用在比较重要的场合，约占各种流量测量方式的70%。发电厂主蒸汽、给水、凝结水等的流量测量都采用这种表计。然而此类流量计存在测量精度普遍偏低、范围度窄（一般仅3:1~4:1）的缺点。尤其是随着变频技术的发展，变频器已广泛应用于各行各业，变频技术能够改善目前的水泵流量控制，实现电机变速运转以有效降低电机能耗；变水量及变风量系统越来越普遍，在此类系统中，流量变化范围大（30%~100%），而且有一定测量精度要求，此类流量计的应用受到了极大的限制。
实用新型内容
针对上述问题，本实用新型提供一种工作轻便，测量精度高、测量范围广的基于变频器的流量测量装置。
本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种基于变频器的流量测量装置，包括风机/水泵，所述风机/水泵上装有变频器，所述变频器可对风机/水泵进行变频驱动控制并且反馈风机/水泵的功率和转速信号，还包括与变频器连接的流量计处理器，所述流量计处理器内置风机/水泵曲线数据库，所述流量计处理器根据接收的功率和转速信号与所述曲线数据库进行比较计算，输出流量及风机/水泵运行效率至流量表。所述实用新型采用变频器对所述风机/水泵进行变频驱动控制，有利于风机/水泵的变频调速，降低了启动电流，避免了风机/水泵启动时对电网的冲击，从而延长泵和阀门等东西的实用寿命；同时从变频器引进风机/水泵运行功率及转速的参数，使得流量计的直接输入参数从现有技术中的一个压差变成两个，即为速度和功率，从而大大提高了流量计的测量精度，扩大了流量计的测量范围，使到流量计能满足变风量/变水量系统的运用要求。同时，有别于传统差压流量计将压差计安装在某一段水平管道上，此流量计不需要压差计，从而没有对管道形成干扰，提高了测量的相对误差精度，所述实用新型自动调节风机/水泵的转速和功率，实现了完全自动化，无需人工干预，节省人力，工作轻便、性能良好，达到了高效率的目的。
作为优选，所述变频器通过传感器采集的水压、流量信息对风机/水泵进行变频驱动控制，所述实用新型设置传感器，可以将风机/ 水泵的被测量的流量等按一定规律转换成为电信号输出给变频器，变频器通过此电信号对风机/水泵进行变频驱动控制。
作为优选，所述功率和转速均以4-20mA信号送至流量计处理器，此电流传输信号能最好的实现所述流量测量装置的测量。
作为优选，所述所述变频器的输出电缆上设有电缆套，变频器本身有较强的电磁干扰，会干扰一些设备的工作，因此所设置的电缆套可以起到隔离电磁干扰的作用。
作为优选，所述变频器的控制线距离动力电缆不少于100mm，变频器本身有较强的电磁干扰，会干扰一些设备的工作，因此此距离的设置有利于防止电磁干扰。
作为优选，所述流量测量装置还包括与流量表连接的报警装置。所述报警装置的设置有利于当流量低于警戒线或者高于警戒线时，起到报警警示的作用，可及时切断电源，防止烧坏所述测量装置。
附图说明
图1是本实用新型一种优选方式的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合图1详细说明本实用新型，在此本实用新型的示意性实施例以及说明用来解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。
一种基于变频器的流量测量装置，包括风机/水泵1，所述风机/水泵上装有变频器2，所述变频器可对风机/水泵进行变频驱动控制并且反馈风机/水泵的功率5和转速6信号，还包括与变频器连接的流量计处理器3，所述流量计处理器内置风机/水泵曲线数据库，所述流量计处理器根据接收的功率和转速信号与所述曲线数据库进行比较计算，输出流量及风机/水泵运行效率至流量表4。所述实用新型采用变频器对风机/水泵进行变频调速，使其启动电流限制在而定电流以内，启动平稳，从而避免了启动时对电网的冲击；由于风机/水泵的平均转速降低了，从而可以延长所述装置的使用寿命；可以消除启动和停机时的水锤效应；其稳定安全的运行性能、简单方便的操作方式、以及齐全周到的功能，使所述流量测量装置实现了自动化、节省人力、达到了高效率的运行目的。同时，通过从变频器引进风机/水泵运行功率及转速的参数，使得流量表的直接输入参数从现有技术的一个压差变成两个，即变为转速和功率，从而大大提高了流量计的测量精度，从传统差压计测量会出现20%的误差缩减到目前的5%以内误差，也扩大了流量计的测量范围，传统差压机可以测量到容器内1/4~1/3的范围，而此实用新型将测量范围扩大到了30%~100%，使得流量测量装置能满足变风量/变水量系统的运用要求。并且，有别于传统差压流量计将压差计安装在某一段水平管道上，此流量计不需要压差参数，从而避免对管道形成干扰，提高了测量的相对误差精度及稳定性。所述变频器通过传感器采集的水压、流量信息对风机/水泵进行变频驱动控制; 所述功率和转速均以4-20mA信号送至流量计处理器。
在实施过程中，所述流量表安装在于所述风机/水泵相连接的管道上，用于计量显示所述管道中的水流量，水流量单位为立方米/小时。所述传感器用于采集风机/水泵的电压、流量信息。在变频器的安装中，有一些问题是需要注意的，例如变频器本身有较强的电磁干扰，会干扰一些设备的工作，因此，在所述变频器的输出电缆上设有电缆套; 所述变频器的控制线距离动力电缆不少于100mm等等；同时，所述流量测量装置还设置有与流量表连接的报警装置7.当流量表的流量数值低于警戒线或者高于警戒线时，起到报警警示的作用，可提醒操作人员及时切断电源，防止烧坏所述测量装置。
所述实用新型的工作原理为：当风机/水泵启动时，变频器测量到风机/水泵的功率、转速，功率及转速均以4-20mA信号发送到流量计处理器，流量计处理器根据信号及风机/水泵型号和内置曲线进行计算，输出流量及风机/水泵运行效率等数据至流量表。其涉及到一种基于性能曲线的流量计算方法，步骤为：
a、性能曲线的转速、功率、流量、效率进行无因次化；
b、求出性能曲线的二阶多项式拟合参数；
c、 将输入转速/功率进行无因次化；
d、 根据拟合参数及输入参数计算流量、效率。
以上对本实用新型实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本实用新型实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
Claims (6)
1.一种基于变频器的流量测量装置，包括风机/水泵（1），其特征在于：所述风机/水泵（1）上装有变频器（2），所述变频器（2）可对风机/水泵（1）进行变频驱动控制并且反馈风机/水泵（1）的功率（5）和转速（6）信号，还包括与变频器（2）连接的流量计处理器（3），所述流量计处理器（3）内置风机/水泵曲线数据库，所述流量计处理器（3）根据接收的功率（5）和转速（6）信号与所述曲线数据库进行比较计算，输出流量及风机/水泵运行效率至流量表（4）。
2.根据权利要求1所述基于变频器的流量测量装置，其特征在于：所述变频器（2）通过传感器采集的水压、流量信息对风机/水泵（1）进行变频驱动控制。
3.根据权利要求2所述基于变频器的流量测量装置，其特征在于：所述功率（5）和转速（6）均以4-20mA信号送至流量计处理器。
4.根据权利要求3所述基于变频器的流量测量装置，其特征在于：所述变频器（2）的输出电缆上设有电缆套。
5.根据权利要求4所述基于变频器的流量测量装置，其特征在于：所述变频器（2）的控制线距离动力电缆不少于100mm。
6.根据权利要求5所述基于变频器的流量测量装置，其特征在于：所述流量测量装置还包括与流量表（4）连接的报警装置（7）。
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| CN201620150701.8U CN205655869U (zh) | 2016-02-29 | 2016-02-29 | 一种基于变频器的流量测量装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108759991A (zh) * | 2018-06-21 | 2018-11-06 | 广东美的暖通设备有限公司 | 空调系统中传感器的测量误差诊断方法、装置和空调系统 |
| CN114154276A (zh) * | 2021-10-29 | 2022-03-08 | 天津大学 | 考虑蒸汽空腔断流弥合的长输供热系统停泵水锤数值仿真算法 |
| CN115824320A (zh) * | 2023-02-13 | 2023-03-21 | 中国铁路济南局集团有限公司 | 一种基于变频器变频的流量计算方法及测算装置 |
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