CN2175925Y - 大口径流量计 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种可测量大口径管道内流体流 量的仪器，由测头、差压变送器、计算机及输入、输出 设备组成。通过高压测压管将总静压测头采集到的 压力信号引至差压变送器转换为电流信号输送至计 算机，经计算机进行数据处理后，在显示设备上反映 出瞬时流量，并定时打印累计流量。这种流量计精度 可达到1.5级，一台计算机可以同时接收六根管道的 流量信号，有利于实现多通道，远距离遥测和集中计 量的自动化操作。

Description

本实用新型涉及一种测量管道内流体流量的仪器。

在现有技术中，用于大口径流体流量测量的有涡轮流量计，电磁流量计，超声波流量计和毕托管流量计。涡轮流量计由于精度较低，安装和维修不便，而被逐渐淘汰；电磁流量计测量精度较高，但测头附着沉淀物后使精度下降，且安装和维修不便，其最大远传距离为300米；超声波流量计具有精度高，稳定性能好的特点，目前应用较多，在长期使用中人们发现，管内式超声波流量计存在着安装和维修不便的缺点，而管外式超声波流量计由于管壁附着沉淀物而使精度大大下降，且超声波流量计价格昂贵；以上这几种流量计都不能实现远传和多根管道流量集中计量。例如申请号为89219983.0的实用新型就是一种大口径毕托管流量计，它是由密封装置，标准毕托管、导向套管、松紧卡头和差压计构成；该实用新型着重解决的是测头引出端的密封装置问题，其次，增加了导向套管，解决了毕托管在管内悬伸过长，受力过大容易弯曲的问题；但它只适用于流速低（层流）的流体流量测量，实际工程中被测量的流体都处于紊流流态，所以这种大口径毕托管流量计在应用于实际工程的流体测量时，不能保证一定的精度。

本实用新型的目的是提供一种适用牛顿流体紊流的具有相当高精度的大口径（直径大于150毫米）流体流量测量装置。

本实用新型由测头、差压变送器和主机组成。测头部分包含总压测头和静压测头，总、静压测头固定放置在被测管道的直管段断面上，该断面与前后局部阻力构件的最小距离分别为该管道直径的5倍和3倍，在该断面的管壁上打孔、套丝，总压测头通过固定装置和密封垫圈固定在管道上，测头中心线离内壁的距离为被测管道内壁半径的0.22－0.24倍，且测头正对来流方向；在被测管道内对应总压测头端点断面另一侧管道壁上打孔、套丝，将静压测头通过固定装置和密封垫圈固定在管道上；为防止堵塞可安装二个总压测头和二个静压测头。由总、静压测头采集的总压和静压信号通过高压测压管引向差压变送器，并分别与差压变送器“＋”、“－”输入端联接。为了便于安装和维修，在高压测压管上安装角阀。由差压变送器把总、静压之差（动压）的压力信号转化为0－10MA的电流信号，差压变送器的输出端通过信号线与主机的输入端联接，并把电流信号输送到主机，最大远传距离为10KM。主机由计算机、打印机、显示器和键盘所组成。

本实用新型的目的是这样实现的，经过理论推导，对于圆形管道中紊流的牛顿流体，在离管道内壁0.223R（R为管道内半径）处的速度就等于整个断面的平均速度；将总压测头固定放置在被测管道内，且使测头的中心线距管道内壁0.22－0.24R处，就可以测得该点的全压；根据流体力学知，在总压测头端点的过流断面上的静压都是相等的，把静压测头固定放置在该断面的管道内壁上，就可测出该点的静压；由总压测头和静压测头得到的总压和静压经高压测压管分别传到差压变送器的“＋”压腔和“－”压腔，经过差压变送器后总压和静压之差（动压）就变为0－10MA的电流信号，这个电流信号和动压具有线性对应关系；从差压变送器送出的电流信号经信号线传到主机，经I／V转换、滤波器后，由A／D转换把电压信号转化为数字量信号，这些数字量信号经单片机处理后得出该点的流速，即得出整个断面的流体平均流速；把瞬时得出的流速经过加权平均后得到该断面的瞬时平均流速，该流速乘以过流断面的面积就可以得到瞬时流量；把某一段时间内的瞬时流量相加就得到累计流量，主机的输出部分为能随时显示瞬时流量，累计流量的数字显示设备和显示累计流量的打印设备，打印机每隔1小时打印一次累计流量，流量累计一个月后自动清零，重新累计，A／D转换设有六个通道，可以接收六根管道同时送来的信号，达到多通道，远距离遥测，集中计量的目的。

本实用新型具有以下优点：

1.测量精度高达1.5级，性能稳定、可靠，测量结果自动显示、打印。

2.一个主机最多可带6个测头，这样会使设备价格大大下降。

3.最大远传距离为10KM，可实现在控制室集中计量。

4.在不停水的情况下，可方便又可靠地进行安装与维修，因此不会影响正常生产。

下面结合附图进一步说明本实用新型的结构特点。

图1是本实用新型的整体示意图。

图2是本实用新型的总压测头安装接点大样剖面图。

图3是本实用新型的静压测头安装接点大样剖面图。

图中：1总压测头 2.静压测头 3.差压变送器 4.主机 5.角阀 6.高压测压管 7.信号线 8.密封垫圈 9.总压测头固定装置 10.静压测头固定装置 11.被测管道 12.液流方向。

实施例1：总压测头（1）如附图2所示，由一根内径为2毫米外径为6毫米的铜管，弯成90°的直角弯，把测头一端打磨为半圆型，另一端的外壁套外丝，把总压测头固定装置（9）中间打4毫米的通孔，在与总压测头连接的一端套6毫米的内丝，把总压测头（1）固定在总压测头固定装置（9）上。在被测管道直管段的任一断面上，该断面与前后局部阻力构件的最小距离分别为5倍和3倍的管道直径，在该断面的管壁上打9毫米的孔、套10毫米的丝，把总压测头（1）通过固定装置（9）和密封垫圈（8）固定在管道上，使测头（1）的中心线离管道内壁的距离为0.223R（R为管道内壁半径），安装误差控制在0.22－0.24R范围内，且测头正对来流方向。在对应总压测头端点断面的管道壁上打9毫米的孔，套10毫米的丝，用静压测头固定装置（10）和密封垫圈（8）把静压测头（2）（固定装置（10）中间打4毫米的通孔）固定在管道壁上。由总、静压测头采集的总压和静压通过高压测压管（6）引向差压变送器（3）（差压变送器的型号为DBC－212）；为了便于安装和维修在高压测压管上安装一个直径为6毫米的角形调节阀（5）。差压变送器把总、静压之差（动压）的压力信号转化为0－10MA的电流信号，此电流信号经信号线（7）传到主机（4）。电流信号经I／V转换、滤波器后，由A／D转换变为数字量信号，数字量信号送到单片机处理，其处理结果由键盘控制显示瞬时流量和累计流量，打印机每隔一小时能自动打印累计流量，累计流量到一个月后自动清零，重新累计。

实施例2：用标准毕托管代替总、静压测头，把标准毕托管置于距管道内壁0.223R处，其他结构同实施例1。

实施例3：差压变送器输出电压信号，其它结构同实施例1。

实施例4：用单板机，微机代替主机中的单片机，其他结构同实施例1。

Claims (7)

1、一种用于测量流体流量的大口径流量计，由固定在管道内部的测头及与之相联接的差压变送器(3)和用作数据处理及显示的主机(4)组成，主机包含计算机和输入、输出设备，其特征是：测头部分包含总压测头(1)、静压测头(2)，总压测头(1)固定在被测管道直管段内部的断面上，测头中心线与管道内壁平行，其距离为管道内壁半径的0.22-0.24倍，静压测头(2)固定安装于被测管道对应于总压测头端部的另一侧内壁上，两测头的引出端分别通过高压测压管(6)与差压变送器(3)的正、负输入端相联接，差压变送器(3)的输出端通过信号线(7)与主机(4)的输入端联接，主机(4)的输入端有六个通道。

2、根据权利要求1所说的大口径流量计，其特征是：总压测头（1）是内径为2毫米，外径为6毫米的直角铜弯管。

3、根据权利要求2所说的大口径流量计，其特征是：总压测头（1）的中心线与被测管道内壁的最佳安装距离为：H＝0.223R，式中R为被测管道内壁的半径。

4、根据权利要求1所说的大口径流量计，其特征在于：总压测头（1）和静压测头（2）均是通过固定装置和密封垫圈固定在管道上。

5、根据权利要求1所说的大口径流量计，其特征在于：可以采用标准毕托管代替总压测头（1）和静压测头（2）。

6、根据权利要求1所说的大口径流量计，其特征在于：可以采用输出电压信号的差压变送器。

7、根据权利要求1所说的大口径流量计，其特征在于：主机（4）中的计算机可以是单片机，单板机和微机。