CN2172462Y - 气体质量流量计 - Google Patents

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张嘉祥
张鸿珍
王忆宏
张民理
田水泉
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Abstract

本实用新型是一种气体质量流量计，主要用于测 量诸如炼制瓦斯气之类的多组分混合气体的质量流 量。本流量计是在管状壳体上设置一个静压取压孔， 并插入了一个可使被测气体产生涡列的检测杆。该 检测杆的前面开有动压取压孔，其后方还插入有涡列 检测杆。根据来自动、静压取压孔的动、静压差信号 和涡列检测杆检测到的涡列频度信号即可求出质量 流量。

Description

本实用新型属于流量计，是一种气体质量流量计。
现有的流量计主要有体积流量计和质量流量计。在体积流量计中，差压式流量计较为普遍，其中有一种是在一个通过流体的壳体上垂直插入一个圆柱形检测杆，该检测杆的前面开有动压取压孔，检测杆前方的壳体壁上开有静压取压孔。来自动、静取压孔的差压信号通过外部的变送器变为电信号，然后进行处理运算测出流体的流量。但是现有的体积流量计所适用的对象是流体的温度和压力比较稳定。但对气体而言当其温度、压力变化较大，特别是当气体是多组分，而组分比例又时常在变化的时候，如炼油过程中所产生的瓦斯气，同一体积的流量在不同温度和压力下，其质量会有很大差异。因此，此种场合下的体积流量已失去实际的应用价值。而现有的量热式质量流量计则只适用于于比热恒定的气体，对于上述所说的多组分混合气体，因其比热不恒定，而无法使用。因此，混合气体，特别是炼制的瓦斯气体的计量问题多年来一直没有得到解决。
本实用新型的目的是提供一种气体质量流量计它既可测量单组分气体，又可测量组分变化的混合气体的质量流量。
本实用新型的解决方案是：所提供的气体质量流量计具有一个通过被测气体的管状壳体，壳体上插入一个与气体流向垂直的检测杆，检测杆的前面开有动压取压孔，检测杆前方的壳体壁上开有静压取压孔，其中前述的检测杆是一个可使被测气体、产生涡列检测杆。
本实用新型所提供的上述流量计的依据是：根据流体的流量方程式：QV＝k1 和QV＝k2f可建立起如下的数学模型：
(Δp)/(f) cc (ρQV 2)/(QV) ＝ρQV＝Qm（1）
上面各式中QV－体积流量，Qm－质量流量，
Δp－流体的动、静压差，ρ－流体密度，
f－流体的涡列频度，k1、k2－流量系数。
根据式（1），虽然从理论上可以采用一台输出为差压信号的节流式流量计和一台输出为频率信号的涡轮式流量计组成仪表组来得到质量流量，但在实际应用中每台流量计的安装都要求在其前后必须具有较长的直管段，而要满足上述两台流量计的安装要求在工程实际中是难以实现的。
本实用新型是将动压检测体与涡列发讯体合二为一，即流体流经检测杆时，一方面可从动压取压孔取出动压信号，另一方面流体在检测杆后面又形成涡列，该涡列的频率信号被后面的涡列检测杆接收。动、静压差信号与涡列频率信号通过外部的变送器变成电信号送入处理器，根据式（1）即可得出流体的质量流量。
本实用新型将动压检测体与频率发讯体合二为一，实现了仪表的一体化，而且体积较小、结构也较简单，测量原理中只涉及压差Δp和频率f，所以可检测各种类型的混合气体的质量流量。
下面结合附图对本实用新型的内容予以说明。
图1是本实用新型第一实施例的结构简图。
图2是图1的A－A剖视图。
图3是本实用新型第二实施例的结构简图。
图4是本实用新型第三实施例的结构简图。
如图1、图2所示：壳体1是由钢制材料制成的圆管，其内垂直插入一根检测杆2。检测杆2的横断面是以其中一个对角线对称的斜四边形，该对角线与圆管状壳体1的轴线重合。为了制造上的方便，检测杆2的横断面最好为菱形。检测杆2的前面棱角处开有上下两个动压取压孔3，它们与轴向孔4连通。在检测杆2前方的壳体壁上还开有一个静压取压孔5。在检测杆2的后方从壳体1上垂直插入了一个涡列检测杆6，它实际上是一个压电传感元件。当气体流经检测杆1时，将在其后形成涡列7，涡列7的频率信号被检测杆6接收，该频率信号与来自动压取压孔3和静压取压孔5的气体动、静压信号均被送入外部仪器进行数字处理，得出气体的质量流量。
目前市售的压电传感元件均是在其壳体内对称地贴有两块压电陶瓷片，在无外界干扰的情况下，用一个压电传感元件作为本实用新型的涡列检测杆就可满足检测要求。但当有外界干扰时，如管道有振动时，就需要消除干扰，为此可设置两个涡列检测杆，两检测杆的压电陶瓷片相互垂直，用以补偿干扰所带来的误差。两个涡列检测杆可以对置（如图3所示），也可以前后设置（如图4所示）。

Claims (5)

1、一种气体质量流量计，具有一个可通过被测气体的管状壳体(1)，壳体(1)上插入一个与气体流向垂直的检测杆(2)，检测杆(2)的前面开有动压取压孔(3)，检测杆(2)前方的壳体壁上开有静压取压孔(5)，其特征是所说的检测杆(2)是一个可使被测气体产生涡列的检测杆(6)。
2、如权利要求1所述的流量计，其特征是所说的检测杆（2）的横断面是以其中一个对角线对称的斜四边形，该对角线与壳体（1）的轴线重合。
3、如权利要求2所述的流量计，其特征是所说的检测杆（2）的横断面是菱形。
4、如权利要求1或2所述的流量计，其特征是涡列检测杆（6）是两个对置的压电传感元件，两压电传感元件的压电片相互垂直。
5、如权利要求1或2所述的流量计，其特征是涡列检测杆（2）是前后设置的两个压电传感元件，两压电传感元件的压电片相互垂直。
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