一種氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置。該氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置，主要包括標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)組、被檢流量計(jì)試驗(yàn)臺(tái)、信號(hào)采集和控制系統(tǒng)、氣體循環(huán)動(dòng)力系統(tǒng)以及高壓氣源；其中，標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)組、被檢流量計(jì)以及氣體循環(huán)動(dòng)力系統(tǒng)依次通過(guò)管路連通構(gòu)成封閉回路；信號(hào)采集和控制系統(tǒng)在標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)組、被檢流量計(jì)所在管路段分別設(shè)置有溫度測(cè)量單元和壓力測(cè)量單元，并對(duì)高壓風(fēng)機(jī)、熱交換器和封閉回路中的各個(gè)流量調(diào)節(jié)閥門(mén)進(jìn)行控制。該氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置占地面積小、檢測(cè)氣體壓力穩(wěn)定可調(diào)，運(yùn)行時(shí)噪音低且運(yùn)行能耗低。
【專利說(shuō)明】一種氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型涉及一種氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置是用于氣體流量計(jì)檢測(cè)校準(zhǔn)的試驗(yàn)裝置，屬于各種氣體流量計(jì)的上一級(jí)工作標(biāo)準(zhǔn)。
[0003]目前，國(guó)內(nèi)氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置主要有兩種原理:即音速噴嘴法氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置和標(biāo)準(zhǔn)表法氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置，按壓源不同又分為:負(fù)壓抽氣式和正壓直排式。對(duì)于音速噴嘴法氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置和標(biāo)準(zhǔn)表法氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置，無(wú)論采用負(fù)壓抽氣法或正壓直排法均存在以下缺點(diǎn):
[0004]負(fù)壓抽氣式:
[0005]I)不符合流量計(jì)使用工況，無(wú)法檢測(cè)高壓流量計(jì)；
[0006]2)檢定工作環(huán)境無(wú)法滿足，直接抽取實(shí)驗(yàn)室氣體；
[0007]3 )設(shè)備運(yùn)行噪音大，開(kāi)口工作方式。
[0008]正壓直排式:
[0009]I)聞壓群占地面積大，造價(jià)聞；
[0010]2)高壓氣體直接排至大氣，浪費(fèi)能源；
[0011]3)壓力調(diào)節(jié)和流量穩(wěn)定難以保證。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0012]為克服上述傳統(tǒng)方案存在的缺陷，本實(shí)用新型提供一種新型的氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置，占地面積小、檢測(cè)氣體壓力穩(wěn)定可調(diào)，運(yùn)行時(shí)噪音低且運(yùn)行能耗低。
[0013]本實(shí)用新型的基本解決方案如下:
[0014]該氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置，主要包括標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)組、被檢流量計(jì)試驗(yàn)臺(tái)、信號(hào)采集和控制系統(tǒng)、氣體循環(huán)動(dòng)力系統(tǒng)以及高壓氣源；其中，標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)組、被檢流量計(jì)以及氣體循環(huán)動(dòng)力系統(tǒng)依次通過(guò)管路連通構(gòu)成封閉回路；所述氣體循環(huán)動(dòng)力系統(tǒng)包括緩沖容器、熱交換器以及適用于不同流量范圍的兩個(gè)高壓風(fēng)機(jī)，緩沖容器具有至少三個(gè)接口，第一接口用以接至高壓氣源充入高壓氣體，第二接口經(jīng)管道伸縮器接至被檢流量計(jì)的出口，第三接口通過(guò)進(jìn)氣直管接至第一高壓風(fēng)機(jī)的進(jìn)氣口，并由該進(jìn)氣直管引出支管接至第二高壓風(fēng)機(jī)的進(jìn)氣口，這兩個(gè)高壓風(fēng)機(jī)的出氣口分別對(duì)應(yīng)接至熱交換器的兩個(gè)輸入口，熱交換器的主輸出口經(jīng)由標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)組接至被檢流量計(jì)的入口，熱交換器還設(shè)置有回流接口經(jīng)回流管路接至所述進(jìn)氣直管；所述信號(hào)采集和控制系統(tǒng)在標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)組、被檢流量計(jì)所在管路段分別設(shè)置有溫度測(cè)量單元和壓力測(cè)量單元，并對(duì)高壓風(fēng)機(jī)、熱交換器和封閉回路中的各個(gè)流量調(diào)節(jié)閥門(mén)進(jìn)行控制。
[0015]基于上述基本技術(shù)方案，本實(shí)用新型還進(jìn)行如下優(yōu)化限定和改進(jìn):
[0016]上述標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)組采用不同口徑以及流量測(cè)量范圍的多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)集合組成，所述標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)選擇渦輪流量計(jì)、羅茨流量計(jì)或?qū)恿髁髁坑?jì)；或者選擇一組臨界流文丘里噴嘴作為標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)組。
[0017]上述第一高壓風(fēng)機(jī)為高壓離心風(fēng)機(jī)，第二高壓風(fēng)機(jī)為高壓羅茨風(fēng)機(jī)。
[0018]上述熱交換器及其回流管路采用壓縮機(jī)/冷媒循環(huán)降溫裝置，或者采用水泵/冷卻水循環(huán)系統(tǒng)。
[0019]上述信號(hào)采集和控制系統(tǒng)通過(guò)變頻器對(duì)高壓風(fēng)機(jī)、熱交換器和封閉回路中的各個(gè)流量調(diào)節(jié)閥門(mén)進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0020]應(yīng)用上述的氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置，進(jìn)行氣體流量計(jì)檢測(cè)校準(zhǔn)，主要包括以下步驟:
[0021]I)將被檢流量計(jì)固定密封安裝在試驗(yàn)臺(tái)上；
[0022]2)根據(jù)被檢流量計(jì)的特性和要求，將高壓氣源的氣體介質(zhì)充入封閉回路中至一定的壓力，檢測(cè)并確保封閉回路的密封性；
[0023]3)利用變頻器選擇設(shè)置適當(dāng)?shù)牧髁奎c(diǎn)和溫度點(diǎn)，開(kāi)啟高壓風(fēng)機(jī)和熱交換器，使氣流在管路系統(tǒng)中循環(huán)流動(dòng)，待氣流的壓力、溫度穩(wěn)定后開(kāi)始檢測(cè)；
[0024]4)采集標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)處和被檢流量計(jì)處的壓力、溫度和流量信號(hào)，通過(guò)相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理，計(jì)算得出被檢流量計(jì)的示值誤差。
[0025]本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0026]占地面積小、不需專建泵房；
[0027]檢測(cè)氣體壓力穩(wěn)定，沒(méi)有減壓閥；
[0028]噪音低，檢測(cè)時(shí)管道全封閉，沒(méi)有開(kāi)口；
[0029]與正壓直排式裝置相比，設(shè)備運(yùn)行能耗低；
[0030]檢測(cè)氣體壓力(0.1?I) MPa可調(diào)，由注入氣體確定；
[0031]檢測(cè)氣體溫度、密度可調(diào)；
[0032]氣體介質(zhì)可選，空氣和其他惰性氣體；
[0033]封閉循環(huán)檢測(cè)方法，檢測(cè)環(huán)境條件容易保證。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0034]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0035]其中，1-高壓氣源；2_緩沖容器；3_管道伸縮器；4_大風(fēng)機(jī)；5_小風(fēng)機(jī)；6_熱交換器；7_數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)；8_標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)組；9_被檢流量計(jì)；10_溫度測(cè)量；11_壓力測(cè)量。
【具體實(shí)施方式】
[0036]本實(shí)用新型提出的氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置在原理上有別于傳統(tǒng)方案，是一種高壓正循環(huán)標(biāo)準(zhǔn)表法氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置。
[0037]如圖1所示，本實(shí)用新型主要包括以下組成部分:
[0038]( I)標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)組:
[0039]標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)可以選擇渦輪流量計(jì)、羅茨流量計(jì)和層流流量計(jì)，以適當(dāng)?shù)目趶胶土髁繙y(cè)量范圍集合成標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)組。也可以選擇臨界流文丘里噴嘴為標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)，不過(guò)采用這種方式功耗相對(duì)較大。
[0040]( 2 )被檢流量計(jì)試驗(yàn)臺(tái):[0041]試驗(yàn)臺(tái)包括流量計(jì)前、后直管段，測(cè)溫、測(cè)壓裝置和管道伸縮器。通過(guò)變徑適用于不同類型、不同長(zhǎng)度和口徑的流量計(jì)。
[0042]( 3)信號(hào)采集和控制系統(tǒng):
[0043]基于1abVIEW的信號(hào)采集系統(tǒng)，對(duì)溫度、壓力和流量變送器輸出的模擬信號(hào)進(jìn)行采集和處理?；赑LC和觸摸屏結(jié)合的控制系統(tǒng)，可以通過(guò)變頻器對(duì)風(fēng)機(jī)、熱交換和流量調(diào)節(jié)閥門(mén)進(jìn)行控制。測(cè)控系統(tǒng)操作方便、穩(wěn)定可靠、準(zhǔn)確度高。
[0044](4)氣體循環(huán)動(dòng)力系統(tǒng):
[0045]為了降低能耗，裝置的氣體循環(huán)動(dòng)力系統(tǒng)，在大流量(> 500m3/h)運(yùn)轉(zhuǎn)條件下使用高壓離心風(fēng)機(jī)；在小流量(1~500m3/h)運(yùn)轉(zhuǎn)條件下使用高壓羅茨風(fēng)機(jī)；熱交換系統(tǒng)采用壓縮機(jī)/冷媒循環(huán)降溫裝置(或水泵/冷卻水循環(huán)系統(tǒng))。
[0046]緩沖容器和熱交換容器，一方面可以消除氣流的脈動(dòng)，另一方面可以平衡由于氣體長(zhǎng)時(shí)間循環(huán)流動(dòng)所產(chǎn)生的溫度升高。風(fēng)機(jī)出口設(shè)有可調(diào)節(jié)回流管路，以使風(fēng)機(jī)安全運(yùn)行。
[0047]本實(shí)用新型的工作原理如圖1所示:風(fēng)機(jī)啟動(dòng)后，封閉管道系統(tǒng)內(nèi)的氣體依箭頭所指方向循環(huán)流動(dòng)，依次流經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)和被檢測(cè)流量計(jì)，通過(guò)比對(duì)兩者的示值，計(jì)算被檢測(cè)流量計(jì)的誤差。
[0048]本實(shí)用新型進(jìn)行氣體流量計(jì)檢測(cè)校準(zhǔn)的具體操作流程如下:
[0049]1)將被檢流量計(jì)固定密封安裝在試驗(yàn)臺(tái)上。
[0050]2)根據(jù)被檢流量計(jì)的特性和要求，將高壓氣源的氣體介質(zhì)充入封閉的試驗(yàn)管路中至一定的壓力，檢測(cè)管路系統(tǒng)的密封性。
[0051]3)利用變頻器選擇設(shè)置適當(dāng)?shù)牧髁奎c(diǎn)和溫度點(diǎn)，開(kāi)啟風(fēng)機(jī)和熱交換系統(tǒng)，使氣流在管路系統(tǒng)中循環(huán)流動(dòng)，待氣流的壓力、溫度穩(wěn)定后開(kāi)始檢測(cè)。
[0052]4)利用信號(hào)采集系統(tǒng)測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)處和被檢流量計(jì)處的壓力、溫度和流量信號(hào)，通過(guò)相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理，按公式(1)計(jì)算得出被檢流量計(jì)的示值誤差δ。
【權(quán)利要求】
1.一種氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置，其特征在于:包括標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)組、被檢流量計(jì)試驗(yàn)臺(tái)、信號(hào)采集和控制系統(tǒng)、氣體循環(huán)動(dòng)力系統(tǒng)以及高壓氣源；其中，標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)組、被檢流量計(jì)以及氣體循環(huán)動(dòng)力系統(tǒng)依次通過(guò)管路連通構(gòu)成封閉回路；所述氣體循環(huán)動(dòng)力系統(tǒng)包括緩沖容器、熱交換器以及適用于不同流量范圍的兩個(gè)高壓風(fēng)機(jī)，緩沖容器具有至少三個(gè)接口，第一接口用以接至高壓氣源充入高壓氣體，第二接口經(jīng)管道伸縮器接至被檢流量計(jì)的出口，第三接口通過(guò)進(jìn)氣直管接至第一高壓風(fēng)機(jī)的進(jìn)氣口，并由該進(jìn)氣直管引出支管接至第二高壓風(fēng)機(jī)的進(jìn)氣口，這兩個(gè)高壓風(fēng)機(jī)的出氣口分別對(duì)應(yīng)接至熱交換器的兩個(gè)輸入口，熱交換器的主輸出口經(jīng)由標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)組接至被檢流量計(jì)的入口，熱交換器還設(shè)置有回流接口經(jīng)回流管路接至所述進(jìn)氣直管；所述信號(hào)采集和控制系統(tǒng)在標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)組、被檢流量計(jì)所在管路段分別設(shè)置有溫度測(cè)量單元和壓力測(cè)量單元，并對(duì)高壓風(fēng)機(jī)、熱交換器和封閉回路中的各個(gè)流量調(diào)節(jié)閥門(mén)進(jìn)行控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置，其特征在于:所述標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)組采用不同口徑以及流量測(cè)量范圍的多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)集合組成，所述標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)選擇渦輪流量計(jì)、羅茨流量計(jì)或?qū)恿髁髁坑?jì)；或者選擇一組臨界流文丘里噴嘴作為標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)組。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置，其特征在于:所述第一高壓風(fēng)機(jī)為高壓離心風(fēng)機(jī)，第二高壓風(fēng)機(jī)為高壓羅茨風(fēng)機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置，其特征在于:所述熱交換器及其回流管路采用壓縮機(jī)/冷媒循環(huán)降溫裝置，或者采用水泵/冷卻水循環(huán)系統(tǒng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置，其特征在于:信號(hào)采集和控制系統(tǒng)通過(guò)變頻器對(duì)高壓風(fēng)機(jī)、熱交換器和封閉回路中的各個(gè)流量調(diào)節(jié)閥門(mén)進(jìn)行調(diào)節(jié)。
【文檔編號(hào)】G01F25/00GK203479371SQ201320577575
【公開(kāi)日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2013年9月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月17日
【發(fā)明者】張駕翔, 張瑜 申請(qǐng)人:陜西天儀智能儀表有限公司