CN221173567U - 一种流量测量校准装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种流量测量校准装置,涉及流量测量设备技术领域,包括进气***、校准***、比对***、第一流量管校准***和第二流量管校准***:所述进气***、校准***和比对***依次连接,所述第一流量管校准***和第二流量管校准***并联设置在比对***的输出端,所述校准***包括稳压罐、集气罐和校准管路,所述进气***连通至稳压罐,所述校准管路设置若干个,若干个校准管路的输入端连通至稳压罐,若干个校准管路的输出端连通至集气罐,所述校准管路从输入端至输出端依次设置有球阀、测量组件、文丘里喷嘴和球阀,本方案能够实现喇叭口型流量管校准和经典文丘里管校准。
Description
技术领域
本实用新型涉及流量测量设备技术领域,具体为一种流量测量校准装置。
背景技术
临界流文丘里喷嘴(简称音速喷嘴)是由入口渐缩到喉部,又渐扩到出口的差压式流量计,包括收缩段、喉部和扩散段。音速喷嘴因其结构简单、无可动部件、准确度高、重复性好等特点,国内外普遍将音速喷嘴作为传递标准对其它类型的气体流量计进行量值传递。同时,音速喷嘴可直接量值溯源至国家气体流量原级标准装置。因此,音速喷嘴在气体流量量值溯源体系中占据重要位置,是保证气体流量计量准确可靠和量值统一的关键环节。
现有技术中流量校准装置的实验器临界流文丘里喷嘴周期检定的周期短、拆装和原级校准工作量大,从而提高了设备的维护成本。
实用新型内容
本实用新型的目的在于针对现有技术存在的不足,提供一种流量测量校准装置。
一种流量测量校准装置,包括
进气***:引入高压气体,并且调节输入高压气体的流量;
校准***:采用临界流文丘里喷嘴对输入的气体进行试验和校准;
比对***:对校准***进行校准;
第一流量管校准***:用于喇叭口型流量管的校准;
第二流量管校准***:用于对经典文丘里管形式的流量计进行校准;
所述进气***、校准***和比对***依次连接,所述第一流量管校准***和第二流量管校准***并联设置在比对***的输出端,所述校准***包括稳压罐、集气罐和校准管路,所述进气***连通至稳压罐,所述校准管路设置若干个,若干个校准管路的输入端连通至稳压罐,若干个校准管路的输出端连通至集气罐,所述校准管路从输入端至输出端依次设置有球阀、测量组件、文丘里喷嘴和球阀。
进一步的,若干个校准管路分为三组,第一组校准管路和第二组校准管路分别设置11支,第三组校准管路设置22支。
进一步的,所述第一组校准管路中的文丘里喷嘴喉道直径为7mm-9mm;第二组校准管路中的文丘里喷嘴喉道直径为7mm-9mm;第三组校准管路中的文丘里喷嘴喉道直径为22mm-24mm。
进一步的,所述测量组件包括温度测量仪和压力测量仪。
进一步的,所述温度测量仪设置两个,两个温度测量仪分别设置在文丘里喷嘴的两端。
进一步的,所述比对***包括滞止容器、背流管和对比管路,校准***连通至滞止容器,所述对比管路设置若干个,若干个对比管路的输入端连通滞止容器,若干个对比管路的输出端连通至背流管。
进一步的,每个对比管路从输入端至输出端依次设置文丘里喷嘴、压力测量仪和阀门。
进一步的,若干个对比管路分为四组,
第一组对比管路设置1支,第一组对比管路中文丘里喷嘴的喉道直径为11mm-12mm;
第二组对比管路设置1支,第二组对比管路中文丘里喷嘴的喉道直径为16mm-17mm;
第三组对比管路设置2支,第三组对比管路中文丘里喷嘴的喉道直径为22mm-23mm;
第四组对比管路设置21支,第四组对比管路中文丘里喷嘴的喉道直径为32mm-33mm。
进一步的,所述进气***中设置主管路调节阀组和旁通调节阀组,主管路调节阀组与校准***连通
本实用新型与现有技术相比的优点在于:
其一:本方案中设置了对比***,通过对比***来对校准***进行校准,通过与已知准确度的标准设备进行比对,来验证和调整试验器中的流量测量设备,通过将试验器中的流量测量设备与标准设备进行比对,测量它们在相同流量条件下的输出差异。比对***会记录和分析这些差异,并根据标准设备的准确度进行校准调整,以使试验器中的流量测量设备达到预定的准确度要求。
其二:本方案中校准管路分为三组,第一组校准管路和第二组校准管路分别设置11支,第三组校准管路设置22支,所述第一组校准管路中的文丘里喷嘴喉道直径为7mm-9mm;第二组校准管路中的文丘里喷嘴喉道直径为7mm-9mm;第三组校准管路中的文丘里喷嘴喉道直径为22mm-24mm。作为高精度的校准***,第二组校准管路和第三组校准管路,其最大流量能达到6.3kg/s,可以整体移动至其它试验器或需要的场合,对其它流量计进行标定,针对试验器的实际使用情况,可以安排其中一组经常使用,另一组不常使用,设置两组的另一个功能,即用不常使用的一组来检验另外经常使用的一组。
附图说明
图1为本方案的结构框图一;
图2为本方案的结构框图二;
图3为校准管路的结构示意图;
图4为对比管路的结构示意图。
具体实施方式
结合附图1-4所示,
一种流量测量校准装置,包括
进气***:引入高压气体,并且调节输入高压气体的流量;
校准***:采用临界流文丘里喷嘴对输入的气体进行试验和校准;它通过使用临界流文丘里喷嘴作为流量传感器,结合比对***和校准***,实现对流量的准确测量和校准;
比对***:对校准***进行校准,通过与已知准确度的标准设备进行比对,来验证和调整试验器中的流量测量设备,通过将试验器中的流量测量设备与标准设备进行比对,测量它们在相同流量条件下的输出差异。比对***会记录和分析这些差异,并根据标准设备的准确度进行校准调整,以使试验器中的流量测量设备达到预定的准确度要求。
第一流量管校准***:用于喇叭口型流量管的校准;
第二流量管校准***:用于对经典文丘里管形式的流量计进行校准;
所述进气***、校准***和比对***依次连接,所述第一流量管校准***和第二流量管校准***并联设置在比对***的输出端,所述校准***包括稳压罐、集气罐和校准管路,所述进气***连通至稳压罐,所述校准管路设置若干个,若干个校准管路的输入端连通至稳压罐,若干个校准管路的输出端连通至集气罐,所述校准管路从输入端至输出端依次设置有球阀、测量组件、文丘里喷嘴和球阀。
进气***将稳定流量压力的高压气体引入校准***中进行校准,完成校准后的气体进入比对***中进行校准,对试验器中的流量测量设备进行校准,以确保其准确性和可靠性,比对***对校准***进行校准,临界流文丘里喷嘴是一种特殊的喷嘴结构,当流体通过喷嘴时,流速达到临界速度,此时流体的压力和速度满足一定的关系,通过测量流体的压力和温度,可以计算出流体的质量流量,然后气体进入第一流量管校准***和/或第一流量管校准***中进行校准,喇叭口型流量管和经典文丘里管是两种形式的流量计,需要通过临界文丘里喷嘴***进行校准以确保其准确性。校准过程涉及多个步骤和组件,并需要进行不确定度分析。
试验器采用连续式气源输送压缩空气,气源由空压机提供,最大流量按104kg/s计算,压力为5.5MPa,温度约为313~353K。气源输送管道铺设至试验器厂房外附近后,由试验器负责连接,铺设引入试验器厂房内。
进气***上安装总进气阀门,用于控制管道的通断,阀后设置主管路调节阀组和旁通调节阀组,用于精确控制空气的流量;流量管校准时,打开主管路调节阀组,使空气在受控速度下流动,旁通调节阀组后的管道排入消音塔中,对于气体通过旁通调节阀组排出。
进气***的下游,设置一个稳压罐和一段集气罐,以确保流场品质接近测量标准,稳压罐后连接多条校准管路,每条校准管路上安装文丘里喷嘴,文丘里喷嘴作为高精度的测量质量流量传输标准,用来校准流量管。
在校准***后设置集气罐,用于汇集气体;集气罐后连接滞止容器,作为大空间安装比对***的多个文丘里喷嘴。
比对***后同样设置背流管,背流管之后连接的是喇叭口型流量管校准***和经典文丘里管校准***两个并联的校准管,最后经过排气塔排至大气。
试验后,利用校准方程确定进气道的流量系数,并进行校准试验的不确定度分析。此外,根据流量测量校准对象是喇叭口型流量管或经典文丘里管,可通过比对***后阀门开关控制,选择不同管路对其进行校准。
试验数据全程记录,试验采集的各种参数信号通过压力采集***和温度采集***等传送到采集计算机并进行显示、处理、分析和存储。
优选的,若干个校准管路分为三组,第一组校准管路和第二组校准管路分别设置11支,第三组校准管路设置22支,所述第一组校准管路中的文丘里喷嘴喉道直径为7mm—9mm;第二组校准管路中的文丘里喷嘴喉道直径为7mm-9mm;第三组校准管路中的文丘里喷嘴喉道直径为22mm-24mm。作为高精度的校准***,第二组校准管路和第三组校准管路,其最大流量能达到6.3kg/s,可以整体移动至其它试验器或需要的场合,对其它流量计进行标定,针对试验器的实际使用情况,可以安排其中一组经常使用,另一组不常使用,设置两组的另一个功能,即用不常使用的一组来检验另外经常使用的一组。
可以选择的,所述测量组件包括温度测量仪和压力测量仪,所述温度测量仪设置两个,两个温度测量仪分别设置在文丘里喷嘴的两端,温度测量仪(±0.1℃),测量范围(0~100)℃,压力测量仪的精度直接决定本套装置的测量精度,因此为了保证***的高精度,选用精度为0.025%的高精度压力测量仪,使用数字量信号传输,保证了信号的可靠传输。
为了进一步降低装置的测量不确定度,在喷嘴上游汇流管处安装两台不同量程的压力测量仪,分别为5.5MPa,2.5MPa的两个量程段的压力测量仪,依据测量压力的不同,选择对应量程压力测量仪,在每只临界流文丘里喷嘴处安装差压式变送器,测量汇流管与喷嘴前的压差,喷嘴处的滞止压力测量由汇流管处的绝压结合喷嘴处的差压变送器实现,进而达到降低测量的不确定度目的。
优选的,所述比对***包括滞止容器、背流管和对比管路,校准***连通至滞止容器,所述对比管路设置若干个,若干个对比管路的输入端连通滞止容器,若干个对比管路的输出端连通至背流管,每个对比管路从输入端至输出端依次设置文丘里喷嘴、压力测量仪和阀门。
比对***所有临界流文丘里喷嘴使用大空间安装方式,在滞止容器内安装AA级的温度测量仪表(±0.1℃),测量范围(0~100)℃。
针对大空间安装的压力及温度变送器,由于大空间方式,滞止容器内的气体处于相对滞止状态,因此只要在滞止容器罐壁的任意位置取得静压即可作为该装置的滞止压力,为了进一步降低装置的测量不确定度,在滞止容器内安装三台不同量程的压力变送器,分别为5.5MPa,2.5MPa,0.5MPa的三个量程段的绝压变送器,依据测量压力的不同,选择对应量程压力变送器。
作为优选的,若干个对比管路分为四组,总数量为21个,总流量为81.491kg/s(压力2.53MPa时),
第一组对比管路设置1支,第一组对比管路中文丘里喷嘴的喉道直径为11mm-12mm;
第二组对比管路设置1支,第二组对比管路中文丘里喷嘴的喉道直径为16mm-17mm;
第三组对比管路设置2支,第三组对比管路中文丘里喷嘴的喉道直径为22mm-23mm;
第四组对比管路设置21支,第四组对比管路中文丘里喷嘴的喉道直径为32mm-33mm。
优选的,所述进气***中设置主管路调节阀组和旁通调节阀组,主管路调节阀组与校准***连通。
在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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,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,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
在本实用新型的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,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;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,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,可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在本实用新型的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.一种流量测量校准装置,其特征在于,包括:
进气***:引入高压气体,并且调节输入高压气体的流量;
校准***:采用临界流文丘里喷嘴对输入的气体进行试验和校准;
比对***:对校准***进行校准;
第一流量管校准***:用于喇叭口型流量管的校准;
第二流量管校准***:用于对经典文丘里管形式的流量计进行校准;
所述进气***、校准***和比对***依次连接,所述第一流量管校准***和第二流量管校准***并联设置在比对***的输出端,所述校准***包括稳压罐、集气罐和校准管路,所述进气***连通至稳压罐,所述校准管路设置若干个,若干个校准管路的输入端连通至稳压罐,若干个校准管路的输出端连通至集气罐,所述校准管路从输入端至输出端依次设置有球阀、测量组件、文丘里喷嘴和球阀。
2.根据权利要求1所述的一种流量测量校准装置,其特征在于,若干个校准管路分为三组,第一组校准管路和第二组校准管路分别设置11支,第三组校准管路设置22支。
3.根据权利要求2所述的一种流量测量校准装置,其特征在于,所述第一组校准管路中的文丘里喷嘴喉道直径为7mm-9mm;第二组校准管路中的文丘里喷嘴喉道直径为7mm-9mm;第三组校准管路中的文丘里喷嘴喉道直径为22mm-24mm。
4.根据权利要求1所述的一种流量测量校准装置,其特征在于,所述测量组件包括温度测量仪和压力测量仪。
5.根据权利要求4所述的一种流量测量校准装置,其特征在于,所述温度测量仪设置两个,两个温度测量仪分别设置在文丘里喷嘴的两端。
6.根据权利要求1所述的一种流量测量校准装置,其特征在于,所述比对***包括滞止容器、背流管和对比管路,校准***连通至滞止容器,所述对比管路设置若干个,若干个对比管路的输入端连通滞止容器,若干个对比管路的输出端连通至背流管。
7.根据权利要求6所述的一种流量测量校准装置,其特征在于,每个对比管路从输入端至输出端依次设置文丘里喷嘴、压力测量仪和阀门。
8.根据权利要求7所述的一种流量测量校准装置,其特征在于,若干个对比管路分为四组,
第一组对比管路设置1支,第一组对比管路中文丘里喷嘴的喉道直径为11mm-12mm;
第二组对比管路设置1支,第二组对比管路中文丘里喷嘴的喉道直径为16mm-17mm;
第三组对比管路设置2支,第三组对比管路中文丘里喷嘴的喉道直径为22mm-23mm;
第四组对比管路设置21支,第四组对比管路中文丘里喷嘴的喉道直径为32mm-33mm。
9.根据权利要求1所述的一种流量测量校准装置,其特征在于,所述进气***中设置主管路调节阀组和旁通调节阀组,主管路调节阀组与校准***连通。
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