CN214471073U - 一种流量测量装置及生产系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种流量测量装置及生产系统，涉及仪器仪表技术领域。流量测量装置包括流量测量管路、温度测量计和用于测试流量测量管路内流量的压差流量计，在流量测量装置处于工作状态时，流量测量管路内物料的流通方向为非水平方向；温度测量计安装于流量测量管路上，用于测试流量测量管路内流通物料的温度。利用温度测量计准确测量管内的实际温度，从而可以更准确地确定流体的实际密度，利用静压差对压差流量计的压差测量值进行校准，可以更精确地测量介质流经测量管路的流量。

Description

一种流量测量装置及生产系统

技术领域

本实用新型涉及仪器仪表技术领域，具体而言，涉及一种流量测量装置及生产系统。

背景技术

差压式(也称节流式)流量计是基于流体流动的节流原理，利用流体流经节流装置时产生的压力差而实现流量测量。它是目前生产中测量流量成熟、常用的方法之一。通常是由能将被测流体的流量转换成压差信号的节流装置(如孔板、喷嘴、文丘利管等)和能将此压差转换成对应的流量值显示出来的差压流量计所组成。

一般差压式流量计测量液体流量时，往往需要安装在管道水平位置上，但是对于垂直管路考虑到静压力的影响，会导致测量的准确性较低。

鉴于此，特提出本申请。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种流量测量装置，在流量测量管路处于非水平安装位置，且介质温度不恒定条件下，准确测试管内的流量。

本实用新型的另一目的在于提供一种生产系统，其能够利用流量测量装置准确测量系统内的物料流量。

本实用新型的实施例是这样实现的：

第一方面，本实用新型提供一种流量测量装置，包括流量测量管路、温度测量计和用于测试流量测量管路内流量的压差流量计，在流量测量装置处于工作状态时，流量测量管路内物料的流通方向为非水平方向；温度测量计安装于流量测量管路上，用于测试流量测量管路内流通物料的温度；流量测量管路上设置有第一测压点和与第一测压点距离为h且位于第一测压点下方的第二测压点，压差流量计的负压测试点位于第一测压点，压差流量计的正压测试点位于第二测压点。

在可选的实施方式中，在流量测量装置处于工作状态时，流量测量管路内物料的流通方向为竖直方向。

在可选的实施方式中，还包括控制系统，压差流量计和温度测量计与控制系统通信连接，以将温度测量信号和压力信号反馈至控制系统。

在可选的实施方式中，设流量测量管路内流通的物料在测量温度下的密度为ρ，根据物料的密度和压差流量计的测试的压差值ΔP，控制系统按照如下公式确定实际流量Q：

式中，Q_max和Δp_max为压差流量计的固有参数。

在可选的实施方式中，控制系统包括单片机、DSP、FPGA、ARM、DCS、SIS和PLC中的任意一种。

在可选的实施方式中，温度测量计为热电偶或热电阻。

在可选的实施方式中，所述流量测量管路具有满管特性，所述压差流量计的取压口的位置与所述流量测量管路的进口之间的距离大于或等于10倍的管径，与所述流量测量管路的出口之间的距离大于或等于5倍的管径。

第二方面，本实用新型提供一种生产系统，其包括前述实施方式中任一项的流量测量装置。

本实用新型实施例的有益效果是：通过在非水平安装的流量测量管路上设置温度测量计和压差流量计，利用温度测量计准确测量管内的实际温度，从而可以更准确地确定流体的实际密度和压差流量计两个测压点之间的静压差，利用静压差对压差流量计的压差测量值进行校准，可以更精确地测量流量测量管路内的流量。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的流量测量装置的结构示意图。

图标:100-流量测量装置；110-流量测量管路；120-温度测量计；130-压差流量计；001-第一测压点；002-第二测压点。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以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实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参照图1，本实用新型实施例提供一种流量测量装置100，包括流量测量管路110、温度测量计120和压差流量计130。温度测量计120安装于流量测量管路110上，利用温度测量计120测量流量测量管路110流体的温度，利用压差流量计130测试固定距离h之间的压差。

需要说明的是，利用温度测量计120进行时时检测，根据流体的温度值得出更精确的流体密度，从而更精确地确定静压差ρgh，利用准确的静压值对压差Δp进行校准，从而根据下式确定准确流量Q：

式中，Q_max和Δp_max为压差流量计130的固有参数。

在一些实施例中，流量测量管路110用于输送水，则可以根据表1确定特定温度下水的密度。

表1水的温度和密度对照表

具体地，在流量测量装置100处于工作状态时，流量测量管路110内物料的流通方向为非水平方向，即流量测量管路110为非水平安装。在一些实施例中，在流量测量装置100处于工作状态时，流量测量管路110内物料的流通方向为竖直方向，即流量测量管路110沿竖直方向延伸。

具体地，流量测量管路110上设置有第一测压点001和与第一测压点001距离为h且位于第一测压点001下方的第二测压点002，压差流量计130的负压测试点位于第一测压点001，压差流量计130的正压测试点位于第二测压点002。第一测压点001和与第二测压点002的距离h不限，可以根据工况进行合适的调整。

在可选的实施方式中，在流量测量装置100处于工作状态时，流量测量管路110内物料的流通方向为竖直方向，这样ρgh可以准确地反映第一测压点001和与第二测压点002之间的静压差。

需要补充的，当流量测量管路110内物料的流通方向为与竖直方向呈一定夹角θ时，准确静压值可以乘以sinθ或cosθ值进行校准，此为现有技术，在此不做过多赘述。

在一些实施例中，第二测压点002位于第一测压点001下方，在流量测量装置100处于工作状态时，流量测量管路110内的流向是从第二测压点002流向第一测压点001。

在另外的实施例中，在流量测量装置100处于工作状态时，流量测量管路110内的流向是从第一测压点001流向第二测压点002。一般而言，取压口距进口距离满足至少10倍管径，距出口满足至少5倍管径。

在可选的实施方式中，还包括控制系统，压差流量计130和温度测量计120与控制系统通信连接，以将温度测量信号和压力信号反馈至控制系统。利用控制系统可以记录压差流量计130和温度测量计120的测试值，便于记录不同时间下的测试值，得到不同时间下的流量值。

控制系统中的控制器可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。上述的控制器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、数字信号处理器(Digital Signal Processing，DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件，可以实现或者执行本实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图，该通用处理器可以是微处理器，本实施例提供的控制器还可以是任何常规的处理器等。控制器也可以为一般的单片机、ARM和PLC等。

具体地，设流量测量管路110内流通的物料在测量温度下的密度为ρ，正压测测试压力为P₂，负压测测试压力为P₁，显示压差值为Δp，压差流量计130的正压测所受压力为P₃＝P₂-ρgh，变送器实际压差＝P₃-P₁＝P₂-ρgh-P₁＝Δp-ρgh。

控制系统按照如下公式确定实际流量：

式中，Q_max和Δp_max为压差流量计130的固有参数。

需要说明的是，控制系统可以根据工况列出介质不同温度下所对应的密度，绘制温度与密度的对应曲线；或者查询相关书籍，找出介质温度与密度的对应关系；建立组态函数模块用于计算输出介质不同温度下的对应密度ρ。

在可选的实施方式中，温度测量计120为热电偶或热电阻，测量温度的范围可以更广泛，且能够准确地将温度信号传输至控制系统。

在一些实施例中，流量测量管路110具有物料入口和物料出口，流量测量管路110具有满管特性。

本实用新型实施例还提供一种生产系统，其包括前述实施方式中任一项的流量测量装置100，该流量测量装置100可以作为生产系统中的一个输送管路，如竖直方向的输送管路，也可以作为输送管路的一部分管路。通过流量测量装置100可以准确地反映出该管路内流通物料的准确流量。

需要说明的是，生产系统的具体类型不限，可以是任何化工生产单元，在此不做一一列举。

综上所述，本实用新型实施例提供了一种流量测量装置及生产系统，通过在非水平安装的流量测量管路上设置温度测量计和压差流量计，利用温度测量计准确测量管内的实际温度，从而可以更准确地确定流体的实际密度和压差流量计两个测压点之间的静压差，利用静压差对压差流量计的压差测量值进行校准，可以更精确地测量流量测量管路内的流量。

本实用新型提供的流量测量装置具备以下优点：(1)克服了压差流量计水平测量时，介质不满管的情况；(2)克服了水平管道长度不够或安装空间不够，流量计无法水平安装的情况；(3)克服了流量计垂直安装情况下，由于介质温度变化，对测量结果造成的影响。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种流量测量装置，其特征在于，包括流量测量管路、温度测量计和用于测试所述流量测量管路内流量的压差流量计，在所述流量测量装置处于工作状态时，所述流量测量管路内物料的流通方向为非水平方向；

所述温度测量计安装于所述流量测量管路上，用于测试所述流量测量管路内流通物料的温度；

所述流量测量管路上设置有第一测压点和与所述第一测压点距离为h且位于所述第一测压点下方的第二测压点，所述压差流量计的负压测试点位于所述第一测压点，所述压差流量计的正压测试点位于所述第二测压点。

2.根据权利要求1所述的流量测量装置，其特征在于，在所述流量测量装置处于工作状态时，所述流量测量管路内物料的流通方向为竖直方向。

3.根据权利要求2所述的流量测量装置，其特征在于，还包括控制系统，所述压差流量计和所述温度测量计与所述控制系统通信连接，以将温度测量信号和压力信号反馈至所述控制系统。

4.根据权利要求3所述的流量测量装置，其特征在于，设所述流量测量管路内流通的物料在测量温度下的密度为ρ，根据物料的密度和所述压差流量计的测试的压差值ΔP，所述控制系统按照如下公式确定实际流量Q：

式中，Q_max和Δp_max为所述压差流量计的固有参数。

5.根据权利要求4所述的流量测量装置，其特征在于，所述控制系统包括单片机、DSP、FPGA、ARM、DCS、SIS和PLC中的任意一种。

6.根据权利要求4所述的流量测量装置，其特征在于，所述温度测量计为热电偶或热电阻。

7.根据权利要求1所述的流量测量装置，其特征在于，所述流量测量管路具有满管特性，所述压差流量计的取压口的位置与所述流量测量管路的进口之间的距离大于或等于10倍的管径，与所述流量测量管路的出口之间的距离大于或等于5倍的管径。

8.一种生产系统，其特征在于，其包括权利要求1-7中任一项所述的流量测量装置。

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