一種低壓損差壓式流量計的制作方法
【專利摘要】一種低壓損差壓式流量計，包括截斷閥門、差壓式壓力傳感器、用于驅(qū)動截斷閥門啟閉件的控制電機、旋轉(zhuǎn)編碼器和控制系統(tǒng)，差壓式壓力傳感器的兩個接口分別與截斷閥門進氣口一側(cè)的取壓口和出氣口一側(cè)的取壓口相連通，旋轉(zhuǎn)編碼器與控制電機的電機軸相連接或與截斷閥門啟閉件相連接，差壓式壓力傳感器、控制電機和旋轉(zhuǎn)編碼器均與控制系統(tǒng)相連接，控制系統(tǒng)連接有顯示器。使用本實用新型，可使得測量過程中的壓力損失大為減小，起到節(jié)能的效果。
【專利說明】一種低壓損差壓式流量計

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種流量計，特別是一種低壓損差壓式流量計。

【背景技術(shù)】
[0002]差壓式流量計大量的在工業(yè)流量測量領(lǐng)域使用，是工業(yè)生產(chǎn)用來測量氣體、液體流量的最常用的一種流量儀表。
[0003]現(xiàn)在使用的差壓式流量計的“壓損”與量程比有一定的關(guān)系，量程比越大，當(dāng)流量接近該流量計的計量上限時，壓損就越大。
[0004]壓損是表示一個裝置消耗能量大小的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)，顯然，對計量儀器來說，盡量的減少壓損是非常必要的。
實用新型內(nèi)容
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型的目的是提供一種低壓損差壓式流量計。
[0006]本實用新型為了解決上述技術(shù)問題而采用的技術(shù)方案是:一種低壓損差壓式流量計，包括截斷閥門、差壓式壓力傳感器、用于驅(qū)動截斷閥門啟閉件的控制電機、旋轉(zhuǎn)編碼器和控制系統(tǒng)，差壓式壓力傳感器的兩個接口分別與截斷閥門進氣口一側(cè)的取壓口和出氣口一側(cè)的取壓口相連通，旋轉(zhuǎn)編碼器與控制電機的電機軸相連接或與截斷閥門啟閉件相連接，差壓式壓力傳感器、控制電機和旋轉(zhuǎn)編碼器均與控制系統(tǒng)相連接，控制系統(tǒng)連接有顯示器。
[0007]進一步地，還包括一個減速器，減速器的輸入端通過聯(lián)軸器II與電機軸連接，減速器的輸出端通過聯(lián)軸器III與截斷閥門啟閉件相連接。
[0008]進一步地，在控制電機驅(qū)動啟閉件運行的行程范圍內(nèi)，設(shè)置有兩個分別與啟閉件全開啟位置和全關(guān)閉位置對應(yīng)的行程開關(guān)。
[0009]有益效果:
[0010]本實用新型，可使得“壓力損失”大為減小，起到節(jié)能的效果。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本實用新型的第一種實施例示意圖。
[0012]圖2為本實用新型的第二種實施例示意圖。
[0013]圖中，1、旋轉(zhuǎn)編碼器，2、聯(lián)軸器I，3、控制電機，4、聯(lián)軸器11，5、減速器，6、聯(lián)軸器III，7、截斷閥門，8、進氣口，9、差壓式壓力傳感器，10、出氣口，11、控制系統(tǒng)。

【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型做進一步具體詳細(xì)的說明。
[0015]實施例一:
[0016]如圖1所示，一種低壓損差壓式流量計，包括截斷閥門7、差壓式壓力傳感器9、用于驅(qū)動截斷閥門啟閉件的控制電機3、旋轉(zhuǎn)編碼器I和控制系統(tǒng)11，差壓式壓力傳感器9的兩個接口分別與截斷閥門進氣口 8 —側(cè)的取壓口和出氣口 10 —側(cè)的取壓口相連通，旋轉(zhuǎn)編碼器I與控制電機3的電機軸通過聯(lián)軸器I 2相連接。
[0017]差壓式壓力傳感器9、控制電機3和旋轉(zhuǎn)編碼器I均與控制系統(tǒng)11相連接，控制系統(tǒng)11連接有顯示器(圖中未顯示)，在控制系統(tǒng)11內(nèi)儲存有啟閉件處于不同開度時所對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)編碼器位置值、最大壓差值和最小壓差值，控制系統(tǒng)11能夠通過控制電機調(diào)整啟閉件的開度，從而將差壓式壓力傳感器9測得的壓差調(diào)整至此開度對應(yīng)的最大壓差和最小壓差之間，并根據(jù)其內(nèi)部存儲的該狀態(tài)下差壓式壓力傳感器9測得的壓差與流量之間的關(guān)系計算出流量值。
[0018]本低壓損差壓式流量計可以將控制電機3直接通過聯(lián)軸器與截斷閥門7的啟閉件直接相連接，也可以經(jīng)過一個減速器與啟閉件相連接，如圖所示減速器的輸入端通過聯(lián)軸器II 4與電機軸連接，減速器5的輸出端通過聯(lián)軸器III 6與截斷閥門7啟閉件相連接。
[0019]為了進一步保證對啟閉件的準(zhǔn)確限位，在控制電機3驅(qū)動啟閉件運行的行程范圍內(nèi)，設(shè)置有兩個分別與啟閉件全開啟位置和全關(guān)閉位置對應(yīng)的行程開關(guān)。
[0020]為了保證啟閉件任意時間處于某一位置時，都能滿足“開口的形狀和尺寸是一定的”這個條件，截斷閥門7優(yōu)選球形閥、旋塞閥、陶瓷閥芯等等“啟閉件”剛性好的閥門，所述的截斷閥門7還可以是截止閥。
[0021]實施例二:
[0022]本實施例中，如圖2所示，旋轉(zhuǎn)編碼器I通過與減速器5的輸出軸通過聯(lián)軸器I而固定連接，即在本實施例中，旋轉(zhuǎn)編碼器I通過直接檢測截斷閥門7的啟閉件的位置，并將該檢測信號傳遞給控制系統(tǒng)11，從而構(gòu)成閉環(huán)檢測。
[0023]本實施例的其余部分與實施例一大致相同。
[0024]對本低壓損差壓式流量計進行標(biāo)定的方法，包括以下步驟:
[0025]—、確定該低壓損差壓式流量計要計量的最大流量Qmax和最小流量Qmin,限定該流量計要計量的流體系統(tǒng)中，流體壓力P的最大值Pmax和最小值Pmin，并限定該流量計兩側(cè)的最大壓差值為C；
[0026]二、利用標(biāo)準(zhǔn)表法進行標(biāo)定，具體方法如下:
[0027]I)、將標(biāo)準(zhǔn)流量表與流量調(diào)節(jié)閥以及待標(biāo)定的流量計串聯(lián)，再接通介質(zhì)源；
[0028]2)、使待標(biāo)定的流量計啟閉件的開度處于全開啟的位置，此時旋轉(zhuǎn)編碼器也位于一個相應(yīng)的位置，然后調(diào)整流量調(diào)節(jié)閥，使得標(biāo)準(zhǔn)流量表測到的流量是最大流量Qmax。
[0029]因為實際應(yīng)用中，壓差是不可能為零的，又因為本低壓損差壓式流量計預(yù)先限定了壓差的最大值為C，因此本標(biāo)定方法，將壓差Λ P限制在閉區(qū)間[(0.05-0.1 )C，(0.95-1) C ]內(nèi)。
[0030]若此時差壓式壓力傳感器測得的壓差Λ P沒有在(0.95-1) C的范圍內(nèi)，則啟動控制電機，使得啟閉件向開度減小的方向運動，直至壓差Λ P增加到(0.95-1) C區(qū)間內(nèi)，控制電機停止，保持啟閉件這個開度，記為:開度I，該壓差Λ P值即為開度I時的最大壓差值，記為:Λ Pmaxl，此時，旋轉(zhuǎn)編碼器位于一個相應(yīng)的位置；
[0031]3)、控制系統(tǒng)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)流量表測得的最大流量Qmax的種類，將其值以及差壓式壓力傳感器檢測到的壓差Λ P的最大值Λ Pmaxl代入公式
[0032]A0 = Qm / (2 X P X Λ P)1/2- (I')
[0033]或Ac/ = Qv / (2Χ ΔΡ/ρ )1/2——(2')，
[0034]計算得到Atl或Ac/的值，記為Atll或Atll'，
[0035]公式中，&、Ac/為當(dāng)量通孔面積，P為流體密度，Qv為體積流量，Qm為質(zhì)量流量；K' =A0=Q X ε XA, α為流量系數(shù)，ε為可壓縮系數(shù)，A為截斷閥門位于某一開度時的通孔面積。
[0036]4)、在保持啟閉件開度I不變的條件下，調(diào)整流量調(diào)節(jié)閥，使流量Q逐漸減小，壓差Λ P也會逐漸減小，當(dāng)壓差Λ P減小到(0.05-0.1) C區(qū)間內(nèi)時，停止調(diào)整流量調(diào)節(jié)閥，此時差壓式壓力傳感器測得的壓差值即為啟閉件位于開度I時的最小壓差值，記為:Δ Pminl ；
[0037]5)、將步驟3得到的啟閉件位于開度I時的旋轉(zhuǎn)編碼器位置、最大壓差值Λ Pmaxl、當(dāng)量通孔面積值A(chǔ)cil或Aci/ ,以及步驟4得到的最小壓差值Λ P mini存儲到控制系統(tǒng)中，并相互關(guān)聯(lián)；
[0038]6)、保持流量調(diào)節(jié)閥不變，啟動控制電機，使得啟閉件向減小“開度”的方向運動，當(dāng)壓差Λ P增大到(0.95-1) C區(qū)間時，控制電機停止，保持啟閉件這個開度，記為:開度II，此時，旋轉(zhuǎn)編碼器對應(yīng)一個新的位置，該壓差Λ P即為開度II時的最大壓差，記為:Λ Pmax2?
[0039]將此時標(biāo)準(zhǔn)流量表測得的流量值Q和差壓式壓力傳感器檢測到的啟閉件在開度II時的壓差ΛΡ的最大值A(chǔ)Pmax2代入公式(I')或(2')，計算得到開度II時當(dāng)量通孔面積A0或A0'的值,記為Atl2或Atl2'；
[0040]7)、在保持啟閉件在開度II不變的條件下，調(diào)整流量調(diào)節(jié)閥，使流量Q逐漸減小，壓差Λ P也會逐漸減小，當(dāng)壓差Λ P值減小到(0.05-0.DC區(qū)間內(nèi)時，停止調(diào)整流量調(diào)節(jié)閥，此時差壓式壓力傳感器檢測到的壓差Λ P即為啟閉件位于開度II時的最小壓差記為:Δ Pmin2 ；
[0041]8)、將步驟6)得到的啟閉件位于開度II時的旋轉(zhuǎn)編碼器位置、最大壓差值Λ Pmax2、當(dāng)量通孔面積值A(chǔ)tl2或Atl2'，以及步驟7得到的最小壓差值Λ P min2存儲到控制系統(tǒng)中，并相互關(guān)聯(lián)；
[0042]9)、按照上述步驟6) — 8)的方法重復(fù)操作并記錄數(shù)據(jù)，直至標(biāo)準(zhǔn)流量表測得的流量Q為該低壓損差壓式流量計的最小流量Qmin。
[0043]為了使本低壓損差壓式流量計的測量結(jié)果更加準(zhǔn)確，優(yōu)選步驟一中，C /Pmin ^ 0.04。
[0044]tk如:當(dāng)需要要計量的流體系統(tǒng)中，最大流量Qmax =2.5 m3/h、最小流量Qmin=0.025 m3/h，流體壓力P的最大值Pmax=1500帕，和最小值Pmin=800帕，使用優(yōu)選方案使該流量計兩側(cè)的最大壓差值C滿足C / Pmin彡0.04，得到C值為32帕，從而區(qū)間[(0.05-0.1 )(:，(0.95-1)(:]即為[(1.6—3.2)帕，(30.4-32)帕]，然后使用本發(fā)明上述的標(biāo)定方法可得到最大壓損為32帕的流量計，與現(xiàn)有技術(shù)中同類規(guī)格的流量計(最大壓差為200帕左右)相比，最大壓差小了很多，大大地減小了 “壓損”，節(jié)約了能源。
[0045]利用上述的一種低壓損差壓式流量計進行流量計量的方法，包括以下步驟:
[0046]—、將所述低壓損差壓式流量計安裝在所要測量的流體系統(tǒng)的管道中，并接通電源；
[0047]二、控制系統(tǒng)調(diào)出該低壓損差壓式流量計的最小流量Qmin所對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)編碼器位置，并由控制電機驅(qū)動啟閉件運行至該位置；
[0048]三、當(dāng)管道中產(chǎn)生流量，該流量計開始進行計量:如果壓差式壓力傳感器檢測到的壓差Λ P不在此開度時對應(yīng)的最小壓差和最大壓差之間，控制系統(tǒng)則通過控制電機調(diào)整啟閉件的開度，當(dāng)調(diào)整至一個已經(jīng)儲存的旋轉(zhuǎn)編碼器位置點時，檢測啟閉件在對應(yīng)開度時的壓差Λ P，如果壓差Λ P仍不在相應(yīng)開度所對應(yīng)的最小壓差和最大壓差之間，則繼續(xù)調(diào)整啟閉件的開度；直至壓差Λ P處于相應(yīng)開度所對應(yīng)的最小壓差和最大壓差之間后，由控制系統(tǒng)將此時的旋轉(zhuǎn)編碼器位置所關(guān)聯(lián)的當(dāng)量通孔面積值A(chǔ)0或^'，以及檢測到的壓差Λ P值，代入公式Qm = AtlX (2Χ P X ΛΡ)ν2或Qv = Ac/ X (2X ΛP/P )1/2，從而得到此時的流量Qm或Qv，并通過顯示器進行顯示，其中P為流體密度。顯示器可以既顯示此刻的流量(L/S)又顯示流量總量(L)。
[0049]根據(jù)上述流量計的計量過程，對啟閉件的某一個“開度”，若流量變化較大，導(dǎo)致壓差Λ P的值相應(yīng)變化，當(dāng)超出所關(guān)聯(lián)對應(yīng)的最大壓差值和最小壓差時，需要花費一段時間“尋找”已經(jīng)儲存的對應(yīng)的啟閉件開度(即對應(yīng)的已儲存的旋轉(zhuǎn)編碼器“位置”)，一直到檢測到的壓差Λ P的值，處于對應(yīng)啟閉件開度下的最大壓差值和最小壓差之間，這樣就延緩了計量與顯示的時間，從而會產(chǎn)生計量誤差。
[0050]為減少由此產(chǎn)生的計量誤差，可在機械方面和數(shù)據(jù)處理方面進行彌補。
[0051]機械方面:實施例二中，采用旋轉(zhuǎn)編碼器直接與啟閉件的驅(qū)動件連接的方式可以達到減少計量誤差的目的。
[0052]另外，在使用減速器的應(yīng)用中，也可通過采用無間隙減速器的方式來進一步減少計量誤差。使用無間隙減速器可以截斷閥門的啟閉件在當(dāng)前位置直接順時針或逆時針的轉(zhuǎn)動以調(diào)整截斷閥門啟閉件的開度，而不需要為了消除減速器的回程間隙而重新返回至啟閉件的起始位(可稱為零位)，從而進一步加快了“尋找并確定”所測得的壓差Λ P位于某一開度(對應(yīng)于旋轉(zhuǎn)編碼器的一個位置)所對應(yīng)的最大壓差值和最小壓差之間的速度。
[0053]數(shù)據(jù)處理方面:當(dāng)流量Q變化后，直到“找到”滿足壓差Λ P在某個開度對應(yīng)的最大壓差值和最小壓差之間時的這段時間的流量總量(一段時間內(nèi)流經(jīng)管道某一截面的流體的數(shù)量)。，可按照啟閉件在這個開度(或者說旋轉(zhuǎn)編碼器在這個“位置”)計算得到的流量值和找到這個“位置”所用的這段時間的“乘積”或“乘積的二分之一”進行計算，累加到“總計流量總量”之中。
[0054]可根據(jù)下游流體用具所用的啟閉方式，確定流量變化是“陡然升起或下降”的形式還是“逐漸升起或下降”的形式，以選擇進行該數(shù)據(jù)的處理方法。
[0055]如果下游流體用具所用的開關(guān)閥門是電磁閥，就可以認(rèn)為流量變化是“陡然升起或下降”形式，流量總量可取現(xiàn)在的“流量”與“尋找的時間”的“乘積”。
[0056]如果下游流體用具所用的開關(guān)閥門是手動閥，就認(rèn)為是“逐漸升起或下降”的形式，流量總量就取現(xiàn)在的“流量”與“尋找的時間”的“乘積的二分之一”。
[0057]其它方面，如:溫度變化(可以用溫度傳感器進行檢測)，引起密度的變化以及介質(zhì)變換(引起的密度變化)的數(shù)據(jù)處理等，均同一般的差壓式流量計的處理方法。
【權(quán)利要求】
1.一種低壓損差壓式流量計，其特征在于:包括截斷閥門(7)、差壓式壓力傳感器(9)、用于驅(qū)動截斷閥門啟閉件的控制電機、旋轉(zhuǎn)編碼器(I)和控制系統(tǒng)(11)，差壓式壓力傳感器(9 )的兩個接口分別與截斷閥門進氣口( 8 ) —側(cè)的取壓口和出氣口( 10 ) —側(cè)的取壓口相連通，旋轉(zhuǎn)編碼器(I)與控制電機(3)的電機軸相連接或與截斷閥門啟閉件相連接，差壓式壓力傳感器(9)、控制電機(3)和旋轉(zhuǎn)編碼器(I)均與控制系統(tǒng)(11)相連接，控制系統(tǒng)(11)連接有顯示器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低壓損差壓式流量計，其特征在于:還包括一個減速器，減速器的輸入端通過聯(lián)軸器II與電機軸連接，減速器的輸出端通過聯(lián)軸器III與截斷閥門啟閉件相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低壓損差壓式流量計，其特征在于:在控制電機驅(qū)動啟閉件運行的行程范圍內(nèi)，設(shè)置有兩個分別與啟閉件全開啟位置和全關(guān)閉位置對應(yīng)的行程開關(guān)。
【文檔編號】G01F1/34GK204085581SQ201420490144
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月28日
【發(fā)明者】胡嘉林, 錢立, 彭珊珊, 胡科 申請人:洛陽市明偉機械科技有限公司