CN218444008U - 一种流量计量装置及检测预警系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型的实施例提供了一种流量计量装置及检测预警系统，涉及计量元件领域。该流量计量装置包括：基片、发热件以及测温件；其中，发热件以及测温件均连接于基片，发热件与测温件沿介质的流动方向设置。在介质流通之前，发热件发出热量并在周围形成温度场，测温件检测到相应的温度信息；当介质流通时，温度场随介质流动而发生变化，测温件检测到相应的温度变化信息，从而根据温度变化信息进行流量计量作业；并且还能进行温度补偿，从而降低计量误差。该检测预警系统包括该流量计量装置，其具备该流量计量装置的全部功能。

Description

一种流量计量装置及检测预警系统

技术领域

本实用新型涉及计量元件领域，具体而言，涉及一种流量计量装置及检测预警系统。

背景技术

天然气在使用过程中需要对管道输送的流量进行计量。

现有的计量元件多为机械式测量，以皮膜表为主，通过表体的回转面积进行流量计量，因此存在无法进行温度补偿的问题。

实用新型内容

本实用新型提供了一种流量计量装置及检测预警系统，其能够精准地对介质流量计量进行温度补偿，从而提高流量计量作业的精确性。

本实用新型的实施例可以这样实现：

本实用新型的实施例提供了一种流量计量装置，其包括：

基片、发热件以及测温件；

其中，发热件以及测温件均连接于基片，发热件与测温件沿介质的流动方向设置。

可选地，测温件的数目为至少两个，至少两个测温件沿介质的流动方向依次设置。

可选地，测温件的数目为两个，两个测温件对称设置于发热件的两侧。

可选地，基片包括相连接的支撑部和定位部，发热件以及测温件均嵌设于定位部。

可选地，支撑部呈U型，定位部呈一字型，定位部的两端分别连接于支撑部的U型两端。

可选地，测温件至发热件的延伸方向与定位部的一字延伸方向平行。

可选地，支撑部和定位部之间形成有隔热空腔。

可选地，测温件的材质为铂金。

可选地，流量计量装置还包括保护件，保护件盖接于基片，并用于覆盖发热件以及测温件。

本实用新型的实施例还提供了一种检测预警系统，包括上述流量计量装置。

本实用新型实施例的流量计量装置及检测预警系统的有益效果包括，例如：

该流量计量装置包括基片、发热件以及测温件；其中，发热件以及测温件均连接于基片，发热件与测温件沿介质的流动方向设置。在介质流通之前，发热件发出热量并在周围形成温度场，测温件检测到相应的温度信息；当介质流通时，温度场随介质流动而发生变化，测温件检测到相应的温度变化信息，从而根据温度变化信息进行流量计量作业。

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它相关的附图。

图1为本实用新型的实施例中提供的该流量计量装置的结构示意图；

图2为本实用新型的实施例中提供的气体流量q与传感器信号△T的关系示意图；

图3为本实用新型的实施例中提供的该流量计量装置的生产及测量过程的流程示意图；

图4为本实用新型的实施例中提供的铂金属的电阻值R与温度T的关系示意图。

图标：100-流量计量装置；110-基片；112-支撑部；114-定位部；116-隔热空腔；130-发热件；150-测温件；170-保护件。

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它实施例，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，若出现术语“上”、“下”、“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，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

除非另有明确的规定和限定，“设置”、“连接”等术语应做广义理解，例如，“连接”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；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，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，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型的实施例中的特征可以相互结合。

目前，户用管道天然气测量以皮膜表为主，皮膜表属于机械式测量装置，一般包括表接头、上壳体、下壳体、皮膜腔、计量齿轮、流量指示转轮等结构。皮膜表以回转体积为计量单位，测量流量越大，回转体积越大，表体也越大。受机械结构限制，转速有一定上限，限制了流量测量上限。皮膜表分为商业用、家用等类型，商业体积较大，占用空间多，不运输和安装。皮膜表机械式计量装置，一般无法实现温度、压力补偿，智能化难度大、成本高。其在使用过程中的主要缺点列举如下：

(1)、依据机械式测量原理，始动流量低，测量小流量时测量值比实际值小，影响测量准确度；

(2)、其体积大，运输成本高，占用空间多，安装使用条件苛刻，增加工作者在安装时的劳动强度；

(3)、缺乏温度、压力补偿，在温度、压力波动大的情况下测量偏差大；

(4)、结构简单，容易损坏，受人为因素等外部干扰大，导致计量不准；

(5)、通过机械转动，测量气体不纯净时存在卡表风险，导致无法测量；

(6)、智能化程度低，无法实现远程抄表功能。

请参考图1，本实施例提供了一种流量计量装置100及检测预警系统，本实用新型的实施例中提供的流量计量装置100及检测预警系统可以解决上述问题，接下来将对其进行详细的描述。

参考图1，该流量计量装置100包括：基片110、发热件130以及测温件150；其中，发热件130以及测温件150均连接于基片110，发热件130与测温件150沿介质的流动方向设置。

上述技术方案中，在介质流通之前，发热件130发出热量并在周围形成温度场，测温件150检测到相应的温度信息；当介质流通时，温度场随介质流动而发生变化，测温件150检测到相应的温度变化信息，从而根据温度变化信息进行流量计量作业；并且还能进行温度补偿，从而降低计量误差。

值得注意的是，发热件130可以设置在测温件150的上游，测温件150也可以设置在发热件130的上游。

在该温度场中，发热件130周围距离发热件130距离不相同的位置的实时温度不一致。也就是说，在介质未流通时，在发热件130的四周的各个位置，沿远离发热件130的方向依次设置的各个位置的温度逐渐降低。

可选地，测温件150的数目为至少两个，至少两个测温件150沿介质的流动方向依次设置。

上述技术方案中，通过沿介质的流动方向设置至少两个测温件150，可以对发热件130发热产生的温度场中的不同位置进行测温。并且在介质流通时，可分别根据温度变化信息进行介质流量计量作业，通过设置至少检测两个位置降低介质流量的计量误差。

在本实用新型的其他实施例中，测温件150的数目还可以是三、四、五、六、七个等，具体数目在此不做限定。

可选地，测温件150的数目为两个，两个测温件150对称设置于发热件130的两侧。

上述技术方案中，通过对称设置两个测温件150，使得两个测温件150分别位于发热件130的上游和下游，可以进一步提升流量计量的准确性。

当测温件150的数目超过两个时，也可以使测温件150环形等距分布于发热件130的四周。

可选地，基片110包括相连接的支撑部112和定位部114，发热件130以及测温件150嵌设于定位部114。

上述技术方案中，通过设置支撑部112用于将基片110连接于管道的内壁，实现对整体基片110的支撑和定位。通过设置定位部114则用于对发热件130以及测温件150的相对位置关系进行固定，避免二者在计量检测过程中轻易发生位置变化，提高流量计量作业的精确性。

可选地，支撑部112呈U型，定位部114呈一字型，定位部114的两端分别连接于支撑部112的U型两端。并且，测温件150至发热件130的延伸方向与定位部114的一字延伸方向平行。

上述技术方案中，测温件150至发热件130沿定位部114的延伸方向设置，使得二者在垂直于定位部114的延伸方向上的设置坐标相同，通过单一变量降低计量作业过程中的误差。

当然了，当测温件150的数目多于两个时，可仅使两个测温件150在垂直于定位部114的延伸方向上的坐标相同。

当测温件150的数目为四个时，可使四个测温件150分布于正方形的四个顶点。

可选地，支撑部112和定位部114之间形成有隔热空腔116。

上述技术方案中，通过设置隔热空腔116用于对发热件130以及测温件150进行隔热，避免发热件130产生的热量传导至支撑部112，具备降低能耗的效果。

可选地，流量计量装置100还包括保护件170，保护件170盖接于基片110，并用于覆盖发热件130以及测温件150。

并且，保护件170为导热高分子薄膜，通过对发热件130以及测温件150进行覆盖，从而对二者进行保护。具体的导热高分子材质包括：导热复合塑料、导热胶黏剂、导热涂层、导热覆铜板及各类导热橡胶及弹性体。

本实用新型的实施例还提供了一种检测预警系统，包括上述流量计量装置100。该检测预警系统还包括预警器，预警器同时与发热件130以及测温件150通信，可根据检测到的流量数据进行预警，提高介质传到过程中的安全性。

参考图2，发热件130通过发热产生的温度场的变化为△T(也可称传感器信号)，介质流通的流量为q，温度场的变化(△T)与介质的流量(q)成一定的比例关系。并且测温件150检测到的流量信号具备非常宽的变化范围，且随着流量增大而增大，关系曲线光滑且无拐点。

参考图3，图3示出了该流量计量装置100的生产过程和测量过程。其中，一个测量周期包括：(1)系统给该装置及其电路上电并保持一段时间使其稳定；(2)然后测量发热件130未加热时的传感器初始状态，即两个测温件150的温度差ΔT0；(3)发热件130启动加热，使用PID控制原理(指三种反馈控制：比例控制，积分控制与微分控制的统称)，使温度升高到和气体温度保持一个恒定的差值，即恒温差加热；(4)加热稳定后，再检测即两个测温件150的温度差ΔT1，此值反应气体流量的大小，因发热件130传导到两个测温件150的温度大小和气体的热导率、比热容等参数有关，因而它感应到的是气体质量流量。同时测量发热件130的动态加热功率，此值反映气体组分的变化；(5)计算流量信号ΔT＝ΔT1-ΔT0；(6)根据流量信号，用查表法求得气体流量q0；(7)因为动态功率P随气体组分改变，而且成比例关系，利用动态功率P和ΔT0，推算气体修正系数，最终求得流过装置的流量q；(8)发热件130停止加热，等待下一个测量周期的开始；(9)启动人机交互，如显示屏显示、脉冲输出等，将计量信息输出到第三方；(10)装置进入休眠状态，等待下一期的启动。

参考图4，测温件150的材质为铂金，铂金材质的测温件150可以气化沉金的方式附着在定位部114上。

值得注意的是，铂金属是热敏材料，在一定温度范围内温度系数是恒定的，即其电阻值(R)随温度(T)变化是线性的，该流量计量装置100利用该特性，用二元差值法，实现了测温件150对温度的准确测量，本原理算法简单、精度高、工艺简单、易于批量生产。

根据本实施例提供的一种流量计量装置100及检测预警系统，该流量计量装置100的工作原理如下：

该流量计量装置100包括基片110、发热件130以及测温件150；其中，发热件130以及测温件150均连接于基片110，发热件130和测温件150沿介质的流动方向设置。在介质流通之前，发热件130发出热量并在周围形成温度场，测温件150检测到相应的温度信息；当介质流通时，温度场随介质流动而发生变化，测温件150检测到相应的温度变化信息，从而根据温度变化信息进行流量计量作业。

该检测预警系统包括流量计量装置100，其具备该流量计量装置100的全部功能。

本实施例提供的一种流量计量装置100至少具有以下优点：其能够精准地对介质流量计量进行温度补偿，从而提高流量计量作业的精确性。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种流量计量装置，其特征在于，包括：

基片(110)、发热件(130)以及测温件(150)；

其中，所述发热件(130)以及所述测温件(150)均连接于所述基片(110)，所述发热件(130)与所述测温件(150)沿介质的流动方向设置。

2.根据权利要求1所述的流量计量装置，其特征在于，所述测温件(150)的数目为至少两个，至少两个所述测温件(150)沿所述介质的流动方向依次设置。

3.根据权利要求2所述的流量计量装置，其特征在于，所述测温件(150)的数目为两个，两个所述测温件(150)对称设置于所述发热件(130)的两侧。

4.根据权利要求1所述的流量计量装置，其特征在于，所述基片(110)包括相连接的支撑部(112)和定位部(114)，所述发热件(130)以及所述测温件(150)均嵌设于所述定位部(114)。

5.根据权利要求4所述的流量计量装置，其特征在于，所述支撑部(112)呈U型，所述定位部(114)呈一字型，所述定位部(114)的两端分别连接于所述支撑部(112)的U型两端。

6.根据权利要求5所述的流量计量装置，其特征在于，所述测温件(150)至所述发热件(130)的延伸方向与所述定位部(114)的一字延伸方向平行。

7.根据权利要求4所述的流量计量装置，其特征在于，所述支撑部(112)和所述定位部(114)之间形成有隔热空腔(116)。

8.根据权利要求1所述的流量计量装置，其特征在于，所述测温件(150)的材质为铂金。

9.根据权利要求1所述的流量计量装置，其特征在于，所述流量计量装置还包括保护件(170)，所述保护件(170)盖接于所述基片(110)，并用于覆盖所述发热件(130)以及所述测温件(150)。

10.一种检测预警系统，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的流量计量装置。

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