CN208596126U - 一种液体天然气气化速率测量电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种液体天然气气化速率测量电路，包括电桥电路和控制电路，电桥电路由待测液体天然气气化室内部的热敏电阻和流速补偿电阻以及连接气化室的测量计本体内部的精密电阻和可修正的精密电阻组成；热敏电阻的阻值在液体天然气气化过程中随着气化速率的变化而变化，使电桥不平衡；热敏电阻根据接收到的控制电路发出的控制信号使保持恒温和阻值恒定，使电桥恢复平衡；流速补偿电阻根据液体天然气在气化过程中气化速率的不同对自身阻值进行调节，使电桥恢复平衡。本实用新型可防止气化不足引发故障以及气化过量导致的浪费和污染，从而实现气化速率的高精度测量、节约成本以及降低环境污染，而且本测量电路结构简单可靠，测量精度较高。
Description
技术领域
本实用新型涉及测量技术领域，具体涉及一种液体天然气气化速率测量电路。
背景技术
天然气是人们生活和工作中必不可少的重要能源，其中液化天然气是以液体的形式存储，但是在实际应用的时候，一般是利用气体的天然气，因此，需要将液化的天然气进行气化。在对液化天然气的气化过程中，气化不足则会引发故障，气化过量则会导致天然气浪费和环境污染。因此，在液化天然气的气化过程中，需要对液体天然气的气化速率进行精确的测量，，从而实现对液化天然气气化过程的精准控制。
针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是如何对液体天然气气化速率进行精确的测量，从而实现对液体天然气气化过程进行精准控制的问题。
为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是提供一种液体天然气气化速率测量电路，包括电桥电路和控制电路，所述电桥电路由待测液体天然气气化室内部的热敏电阻和流速补偿电阻以及连接所述气化室的测量计本体内部的精密电阻和可修正的精密电阻组成；所述热敏电阻的阻值在液体天然气气化过程中随着气化速率的变化而变化，使电桥电路不平衡；所述热敏电阻根据接收到的所述控制电路发出的控制信号使保持恒温和阻值恒定，使电桥电路恢复平衡；所述流速补偿电阻根据所述液体天然气在气化过程中气化速率的不同对自身阻值进行调节，补偿所述热敏电阻在液体天然气气化过程中发生的阻值变化，使电桥电路恢复平衡；
所述控制电路由输入端和输出端组成，其中，输入端包括集成在所述测量计本体内部的集成电路和用于调节所述电桥电路的电源大小的可调电压电源，所述集成电路用于控制所述电桥电路的输入和输出，对输出信号进行放大，同时转换为数字信号；输出端包括用于测量所述精密电阻两端电压大小的电压计、用于调节所述电桥电路电压平衡的电桥平衡电压计、以及用于测量流经所述热敏电阻和精密电阻两电桥臂电流大小的电流计。
在上述方案中，所述热敏电阻随着液化天然气气化速率变化而发生温度和阻值变化，使所述电桥电路不平衡；所述电桥平衡电压计输出不平衡信号到所述集成电路，所述集成电路对所述不平衡信号进行放大并转换为数字信号输出到所述可调电压电源和电流计，所述可调电压电源和电流计将所述数字信号反馈到所述电桥电路，抑制所述热敏电阻的温度改变，并通过所述流速补偿电阻补偿所述热敏电阻的阻值变化，使所述热敏电阻保持恒温和阻值恒定，使所述电桥电路恢复平衡，其中，所述热敏电阻和精密电阻两电桥臂电流大小与所述液化天然气的气化速率成正比。
在上述方案中，所述精密电阻与所述热敏电阻串联，所述精密电阻两端的电压大小作为所述液体天然气气化速率大小的输出信号。
在上述方案中，所述流速补偿电阻由串并联电阻集成，其中一个电阻为温度敏感元件，所述温度敏感元件设置在与所述热敏电阻相同的流场中，并且与所述热敏电阻具有相同的温度系数。
在上述方案中，所述温度敏感元件由具有较大面积的线圈制成。
在上述方案中，在所述电桥电路中，所述精密电阻的阻值为100Ω；所述可修正的精密电阻的阻值范围为0-200Ω；所述热敏电阻通过温度计测量的水三相点电阻为(100±1)Ω；所述流速补偿电阻通过温度计测量的水三相点电阻为(25±1)Ω。
本实用新型针对液化天然气气化过程中，如何精确掌握气化量的大小，提供了一种液体天然气气化速率测量电路，其可通过检测液化天然气在气化过程中由温度变化引起的电阻阻值变化的方式，间接对液体天然气的气化速率的大小进行精确的测量，通过调节由于气化速率的变化而引起的电桥不平衡，使电桥恢复平衡和气化速率恢复正常，从而实现对液化天然气气化过程的精准控制。本实用新型采用的测量电路结构简单可靠，测量范围较宽，且测量精度较高，可防止液体天然气气化不足引发故障以及气化过量导致的天然气浪费和环境污染，从而实现了液体天然气气化速率的高精度测量、节约成本以及降低环境污染。
附图说明
图1为本实用新型的一种液体天然气气化速率测量电路图。
附图标记：12-气化室；13-流速补偿电阻；14可修正的精密电阻；15-精密电阻；16-电桥平衡电压计；17-热敏电阻；18-电流计；19-电压计；20-可调电压电源；21-集成电路。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本实用新型做出详细的说明。
如图1所示，本实用新型提供的一种液体天然气气化速率测量电路，包括电桥电路和控制电路，电桥电路由待测液体天然气气化室12内部的热敏电阻17和流速补偿电阻13以及连接气化室12的测量计本体内部的精密电阻15和可修正的精密电阻14组成；热敏电阻17的阻值在液体天然气气化过程中随着气化速率的变化而变化，使电桥电路不平衡；热敏电阻17根据接收到的控制电路发出的控制信号使保持恒温和阻值恒定，使电桥电路恢复平衡；流速补偿电阻13根据液体天然气在气化过程中气化速率的不同对自身阻值进行调节，补偿热敏电阻17在液体天然气气化过程中发生的阻值变化，使电桥电路恢复平衡。
可选的，控制电路由输入端和输出端组成，其中，输入端包括集成在测量计本体内部的集成电路21和用于调节电桥电路的电源大小的可调电压电源20，集成电路21用于控制电桥电路的输入和输出，对输出信号进行放大，同时转换为数字信号；输出端包括用于测量精密电阻15两端电压大小的电压计19、用于调节电桥电路电压平衡的电桥平衡电压计16、以及用于测量流经热敏电阻17和精密电阻15两电桥臂电流大小的电流计18。
可选的，液化天然气气化过程中，热敏电阻17随着液化天然气气化速率加快而温度下降和阻值变小，使电桥电路不平衡；电桥平衡电压计16输出不平衡信号到集成电路21，集成电路21对不平衡信号进行放大并转换为数字信号输出到可调电压电源20和电流计18，可调电压电源20和电流计18将数字信号反馈到电桥电路，抑制热敏电阻17的温度改变，并通过流速补偿电阻13补偿热敏电阻17的阻值变化，使热敏电阻17保持恒温和阻值恒定，使电桥电路恢复平衡，其中，热敏电阻17和精密电阻15两电桥臂电流大小与液化天然气的气化速率成正比。
可选的，热敏电阻17的温度与流速补偿电阻13的温度之差为定值。
可选的，精密电阻15与热敏电阻17串联，精密电阻15两端的电压大小作为液体天然气气化速率大小的输出信号。
可选的，流速补偿电阻13由串并联电阻集成，其中一个电阻为温度敏感元件，温度敏感元件设置在与热敏电阻17相同的流场中，并且与热敏电阻17具有相同的温度系数。
可选的，温度敏感元件由具有较大面积的线圈制成。
可选的，在电桥电路中，精密电阻15的阻值为100Ω；可修正的精密电阻14的阻值范围为0-200Ω；热敏电阻17通过温度计测量的水三相点电阻为(100±1)Ω；流速补偿电阻13通过温度计测量的水三相点电阻为(25±1)Ω。另外，本领域的技术人员还可根据实际需求，选取合适的电阻阻值，本实用新型对此不做限定。
可选的，热敏电阻17的电阻丝采用铂金丝材料。
为了便于理解本实用新型的技术方案，下面对本实用新型的技术方案进行详细的介绍。
在液化天然气气化室布置热敏电阻17，液化天然气由液体蒸发变为气态过程带走热量而使热敏电阻17温度下降，液化天然气气化速率越快，则带走热量越多，热敏电阻17的温度下降越多。热敏电阻17作为电桥的一个臂，它是一个具有正温度系数的电阻，当温度下降时则电阻值变小，此时电阻值的变小造成电桥电路不平衡。当发生电桥电路不平衡时，电桥平衡电压计16输入不平衡信号到集成电路21，集成电路21对不平衡信号进行放大并转换为数字信号输出到可调电压电源20和电流计18使热敏电阻17保持恒温，以达到热敏电阻17电阻值恒定而使电桥电路恢复平衡，此时若气化速率增大，则电流增大；气化速率减小，则电流减小。
其中，热敏电阻17的温度与流速补偿电阻13的温度之差为定值，一般情况下控制在100℃，当加有电流的热敏电阻17置于流场当中时，由于流体流动关系，热敏电阻17温度发生改变，这种改变立即导致电桥偏离平衡，从而输出不平衡信号，该不平衡信号经放大后反馈到电桥电路中，以抑制热敏电阻17的温度改变，补偿热敏电阻17电阻的变化，从而使电桥电路恢复平衡。
控制过程如下：当气化室12内部的流量增加时，热敏电阻17温度降低，热敏电阻17阻值降低，热敏电阻17和流速补偿电阻13之间的电压随之降低；热敏电阻17和流速补偿电阻13之间电压的降低引起了伺服放大器的负载电压增加，从而使热敏电阻17两端电压增加；从而导致电桥电压的增加；电桥电压的增加导致通过热敏电阻17的电流增大，则重新加热热敏电阻17内部集成的温度敏感元件，从而使热敏电阻17和流速补偿电阻13之间的电压升高，减少热敏电阻17两端电压，使电桥电路恢复平衡。
精密电阻15与热敏电阻17串联，串联电路的电流相等，热敏电阻17的电流同样流经精密电阻15的电源负极，这时在精密电阻15上产生一个电压，这个电压大小的变化和电流大小变化成正比，和气化速率变化成正比。该精密电阻15两端的电压大小作为气化速率大小的输出信号。
在液化天然气气化量不变的情况下，气体流速不一样时，从热敏电阻17带走的热量也不一样，因此在电桥电路中使用流速补偿电阻13。流速补偿电阻13布置在液化天然气气化后的管路中，流速补偿电阻13的阻值变化随着气化速率变化而变化，从而改变电桥电路平衡，使流速不同造成的测量误差得到补偿，以保证测量的准确性。
流速补偿电阻13由串并联电阻集成，其中的一个电阻为温度敏感元件，它被设置在与热敏电阻17相同的流场中，并且与热敏电阻17具有相同的温度系数。在制造上该温度敏感元件由具有较大面积的线圈制成。当串并联电阻的阻值已知时，便可以推算出电压保持恒定的串联电阻和并联电阻的阻值。
本实用新型针对液化天然气气化过程中，如何精确掌握气化量的大小，提供了一种液体天然气气化速率测量电路，其可通过检测液化天然气在气化过程中由温度变化引起的电阻阻值变化的方式，间接对液体天然气的气化速率的大小进行精确的测量，通过调节由于气化速率的变化而引起的电桥不平衡，使电桥恢复平衡和气化速率恢复正常，从而实现对液化天然气气化过程的精准控制。本实用新型采用的测量电路结构简单可靠，测量范围较宽，且测量精度较高，可防止液体天然气气化不足引发故障以及气化过量导致的天然气浪费和环境污染，从而实现了液体天然气气化速率的高精度测量、节约成本以及降低环境污染。
本实用新型不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本实用新型的启示下做出的结构变化，凡是与本实用新型具有相同或相近的技术方案，均落入本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种液体天然气气化速率测量电路，其特征在于，包括电桥电路和控制电路，所述电桥电路由待测液体天然气气化室内部的热敏电阻和流速补偿电阻以及连接所述气化室的测量计本体内部的精密电阻和可修正的精密电阻组成；所述热敏电阻的阻值在液体天然气气化过程中随着气化速率的变化而变化，使电桥电路不平衡；所述热敏电阻根据接收到的所述控制电路发出的控制信号使保持恒温和阻值恒定，使电桥电路恢复平衡；所述流速补偿电阻根据所述液体天然气在气化过程中气化速率的不同对自身阻值进行调节，补偿所述热敏电阻在液体天然气气化过程中发生的阻值变化，使电桥电路恢复平衡；
所述控制电路由输入端和输出端组成，其中，输入端包括集成在所述测量计本体内部的集成电路和用于调节所述电桥电路的电源大小的可调电压电源，所述集成电路用于控制所述电桥电路的输入和输出，对输出信号进行放大，同时转换为数字信号；输出端包括用于测量所述精密电阻两端电压大小的电压计、用于调节所述电桥电路电压平衡的电桥平衡电压计、以及用于测量流经所述热敏电阻和精密电阻两电桥臂电流大小的电流计。
2.如权利要求1所述的液体天然气气化速率测量电路，其特征在于，所述热敏电阻随着液化天然气气化速率变化而发生温度和阻值变化，使所述电桥电路不平衡；所述电桥平衡电压计输出不平衡信号到所述集成电路，所述集成电路对所述不平衡信号进行放大并转换为数字信号输出到所述可调电压电源和电流计，所述可调电压电源和电流计将所述数字信号反馈到所述电桥电路，抑制所述热敏电阻的温度改变，并通过所述流速补偿电阻补偿所述热敏电阻的阻值变化，使所述热敏电阻保持恒温和阻值恒定，使所述电桥电路恢复平衡，其中，所述热敏电阻和精密电阻两电桥臂电流大小与所述液化天然气的气化速率成正比。
3.如权利要求2所述的液体天然气气化速率测量电路，其特征在于，所述精密电阻与所述热敏电阻串联，所述精密电阻两端的电压大小作为所述液体天然气气化速率大小的输出信号。
4.如权利要求3所述的液体天然气气化速率测量电路，其特征在于，所述流速补偿电阻由串并联电阻集成，其中一个电阻为温度敏感元件，所述温度敏感元件设置在与所述热敏电阻相同的流场中，并且与所述热敏电阻具有相同的温度系数。
5.如权利要求4所述的液体天然气气化速率测量电路，其特征在于，所述温度敏感元件由具有较大面积的线圈制成。
6.如权利要求4所述的液体天然气气化速率测量电路，其特征在于，在所述电桥电路中，所述精密电阻的阻值为100Ω；所述可修正的精密电阻的阻值范围为0-200Ω；所述热敏电阻通过温度计测量的水三相点电阻为(100±1)Ω；所述流速补偿电阻通过温度计测量的水三相点电阻为(25±1)Ω。
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