本發(fā)明涉及氣體流量計量技術領域，尤其涉及一種充氨計量裝置和慢速充氨以及快速充氨的充氨計量方法。

背景技術：

固體氨技術是近年新興的機外后處理技術，儲氨罐中有活性物質吸附氨氣，受熱后會釋放氨氣，再通過噴射系統(tǒng)噴射氨氣對尾氣中的nox進行選擇性催化還原處理，從而降低尾氣中的污染物對環(huán)境的污染和對人體的傷害。

固體氨系統(tǒng)的儲氨罐中的氨氣用盡時，需要重新向儲氨罐內充裝氨氣。向儲氨罐內充裝氨氣的質量多少，不僅是整個充氨過程是否完成的判斷依據(jù)，也決定了儲氨罐的續(xù)航能力。

目前，如果在充氨過程中想要確定儲氨罐內充裝氨氣的質量，最好的辦法就是對儲氨罐進行稱重，但是由于儲氨罐的體積、質量都比較大，給稱重帶來了很大的工作量。

因此，如何提供一種充氨計量裝置，以實現(xiàn)固體儲氨罐內充裝氨氣的質量的快速計量，是目前本領域技術人員亟待解決的技術問題。

技術實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種充氨計量裝置，以實現(xiàn)固體儲氨罐內充裝氨氣的質量的快速計量。本發(fā)明的另一目的在于提供一種基于上述充氨計量裝置的慢速充氨以及快速充氨的充氨計量方法。

為了達到上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：

一種充氨計量裝置，用于固體儲氨罐的充氨計量，包括依次連通的第一閥體、單元罐、流量采集裝置和第二閥體，還包括控制器，其中，所述第一閥體的進氣端與氨氣的氣源連通，所述第二閥體的出氣端與固體儲氨罐連通，所述單元罐上設置有溫度傳感器，所述流量采集裝置上設置有節(jié)流件、氣體溫度傳感器、前端壓力傳感器和后端壓力傳感器，所述氣體溫度傳感器和所述前端壓力傳感器設置在所述節(jié)流件的一側且靠近所述氣源，所述后端壓力傳感器設置在所述節(jié)流件的另一側且遠離所述氣源，所述控制器包括信號采集裝置、運算裝置和控制裝置，所述信號采集裝置同時與所述溫度傳感器、所述氣體溫度傳感器、所述前端壓力傳感器和所述后端壓力傳感器信號連接，所述控制裝置與所述第一閥體和所述第二閥體連接。

優(yōu)選的，上述第一閥體為電磁閥。

優(yōu)選的，上述第二閥體為電磁閥。

本發(fā)明還提供一種充氨計量裝置，用于固體儲氨罐的充氨計量，包括依次連通的第一閥體、單元罐和第二閥體，還包括控制器，其中，所述第一閥體的進氣端與氨氣的氣源連通，所述第二閥體的出氣端與固體儲氨罐連通，所述單元罐上設置有溫度傳感器和壓力傳感器，所述控制器包括信號采集裝置、運算裝置和控制裝置，所述信號采集裝置同時與所述溫度傳感器和所述壓力傳感器信號連接，所述控制裝置與所述第一閥體和所述第二閥體連接。

優(yōu)選的，上述第一閥體為電磁閥，所述第二閥體為電磁閥。

本發(fā)明還提供一種充氨計量裝置，用于固體儲氨罐的充氨計量，包括依次連通的第一閥體、流量采集裝置和第二閥體，還包括控制器，其中，

所述第一閥體的進氣端與氨氣的氣源連通，所述第二閥體的出氣端與固體儲氨罐連通，

所述流量采集裝置上設置有節(jié)流件、氣體溫度傳感器、前端壓力傳感器和后端壓力傳感器，所述氣體溫度傳感器和所述前端壓力傳感器設置在所述節(jié)流件的一側且靠近所述氣源，所述后端壓力傳感器設置在所述節(jié)流件的另一側且遠離所述氣源，

所述控制器包括信號采集裝置、運算裝置和控制裝置，所述信號采集裝置同時與所述溫度傳感器、所述氣體溫度傳感器、所述前端壓力傳感器和所述后端壓力傳感器信號連接，所述控制裝置與所述第一閥體和所述第二閥體連接。

優(yōu)選的，上述流量采集裝置為多個且并聯(lián)設置。

優(yōu)選的，多個所述流量采集裝置的流量量程不同。

本發(fā)明還提供一種快速充氨的充氨計量方法，基于上述的充氨計量裝置，包括：同時將所述第一閥體和所述第二閥體打開，所述氣源中的氨氣直接從氣源經(jīng)過所述充氨計量裝置進入所述固體儲氨罐，此時通過所述流量采集裝置計算氣體流量，氨氣流過所述流量采集裝置中的所述節(jié)流件時，流速將在所述節(jié)流件處形成局部收縮，因而流速增加，靜壓力降低，于是在所述節(jié)流件前后兩端便形成壓差，氣體流速越快、壓差越大，此時依據(jù)壓差來計算流量的大小，所述控制器會通過所述流量采集裝置上的所述氣體溫度傳感器、所述前端壓力傳感器和所述后端壓力傳感器采集溫度信息和壓差信息，然后計算出流量值，并將質量值累加起來得到充氨累計質量。

本發(fā)明還提供一種慢速充氨的充氨計量方法，基于上述的充氨計量裝置，包括：步驟1)所述單元罐充氣階段：所述控制器將所述第一閥體打開且將所述第二閥體關閉，所述氣源中的氨氣向所述單元罐充氣，所述單元罐的所述溫度傳感器測得所述單元罐內的氣體的溫度值，由于所述流量采集裝置與所述單元罐連通，所述流量采集裝置上的所述前端壓力傳感器測得所述單元罐內的壓強，當所述單元罐內的壓強與所述氣源的壓強相同時，所述單元罐內的壓強會趨于穩(wěn)定，所述前端壓力傳感器采集到罐內壓強數(shù)值穩(wěn)定后，所述控制器會判定單元罐充氣階段結束，記錄下此時單元罐內的氣體壓力值和溫度值，并控制充氨計量裝置進入下一階段；步驟2)所述單元罐放氣階段：在這個階段，所述控制器會將所述第一閥體關閉且將所述第二閥體開啟，所述單元罐中的氨氣向所述固體儲氨罐充氣，當所述單元罐中的壓強下降至設定值后，所述控制器會判定放氣階段結束；步驟3)流量計算階段：在這個階段，所述控制器會將所述第一閥體和所述第二閥體都關閉，所述控制器會通過所述單元罐放氣階段前后的壓強差和所述單元罐內氣體的溫度值的變化來計算所述單元罐中減少的氨氣質量，即本次慢速充氣循環(huán)充入所述固體儲氨罐內的氨氣質量，然后將計算的氨氣質量加到累計質量中。

本發(fā)明提供的充氨計量裝置，用于固體儲氨罐的充氨計量，包括依次連通的第一閥體、單元罐、流量采集裝置和第二閥體，還包括控制器，其中，所述第一閥體的進氣端與氨氣的氣源連通，所述第二閥體的出氣端與固體儲氨罐連通，所述單元罐上設置有溫度傳感器，所述流量采集裝置上設置有節(jié)流件、氣體溫度傳感器、前端壓力傳感器和后端壓力傳感器，所述氣體溫度傳感器和所述前端壓力傳感器設置在所述節(jié)流件的一側且靠近所述氣源，所述后端壓力傳感器設置在所述節(jié)流件的另一側且遠離所述氣源，所述控制器包括信號采集裝置、運算裝置和控制裝置，所述信號采集裝置同時與所述溫度傳感器、所述氣體溫度傳感器、所述前端壓力傳感器和所述后端壓力傳感器信號連接，所述控制裝置與所述第一閥體和所述第二閥體連接。通過在充氨階段進行計量，實現(xiàn)了固體儲氨罐內充裝氨氣的質量的快速計量。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例提供的充氨計量裝置的結構示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例提供的流量采集裝置的結構示意圖。

上圖1-2中：

單元罐1、流量采集裝置2、控制器3、氣源4、第一閥體5、溫度傳感器6、氣體溫度傳感器7、前端壓力傳感器8、后端壓力傳感器9、第二閥體10、固體儲氨罐11、節(jié)流件12。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

請參考圖1和圖2，圖1為本發(fā)明實施例提供的充氨計量裝置的結構示意圖；圖2為本發(fā)明實施例提供的流量采集裝置的結構示意圖。

本發(fā)明實施例提供的充氨計量裝置，用于固體儲氨罐的充氨計量，包括依次連通的第一閥體5、單元罐1、流量采集裝置2和第二閥體10，還包括控制器3，其中，第一閥體5的進氣端與氨氣的氣源4連通，第二閥體10的出氣端與固體儲氨罐11連通，單元罐1上設置有溫度傳感器6，流量采集裝置2上設置有節(jié)流件12、氣體溫度傳感器7、前端壓力傳感器8和后端壓力傳感器9，氣體溫度傳感器7和前端壓力傳感器8設置在節(jié)流件12的一側且靠近氣源4，后端壓力傳感器9設置在節(jié)流件12的另一側且遠離氣源4，控制器3包括信號采集裝置、運算裝置和控制裝置，信號采集裝置同時與溫度傳感器6、氣體溫度傳感器7、前端壓力傳感器8和后端壓力傳感器9信號連接，控制裝置與第一閥體5和第二閥體10連接。通過在充氨階段進行計量，實現(xiàn)了固體儲氨罐內充裝氨氣的質量的快速計量。

充氨計量裝置中所有的傳感器都分別與控制器3的信號采集裝置相連，通過a/d轉換電路將模擬信號轉化成數(shù)字信號。運算裝置會對數(shù)字信號進行分析、計算，并根據(jù)運算的結果控制整個裝置的運行。第一閥體5和第二閥體10與控制器3的控制裝置相連，控制器3通過對兩個閥體的控制實現(xiàn)對整個裝置運行的控制。

具體的，在使用時，有兩種狀態(tài)的計量方法，一種是快速充氨時的充氨計量方法，另外一種是慢速充氨時的充氨計量方法，快速充氨和慢速充氨時的測量參數(shù)是不同的，其計量過程也是不同的。

快速充氨時的充氨計量方法，基于上述的充氨計量裝置，包括：同時將第一閥體5和第二閥體10打開，氣源4中的氨氣直接從氣源4經(jīng)過充氨計量裝置進入固體儲氨罐11，此時通過流量采集裝置2計算氣體流量，氨氣流過流量采集裝置2中的節(jié)流件12時，流速將在節(jié)流件12處形成局部收縮，因而流速增加，靜壓力降低，于是在節(jié)流件12前后兩端便形成壓差，氣體流速越快、壓差越大，此時依據(jù)壓差來計算流量的大小，控制器3會通過流量采集裝置2上的氣體溫度傳感器7、前端壓力傳感器8和后端壓力傳感器9采集溫度信息和壓差信息，然后計算出流量值，并將質量值累加起來得到充氨累計質量。

而在慢速充氨時的充氨計量方法，基于上述的充氨計量裝置，包括：步驟1)單元罐充氣階段：控制器3將第一閥體5打開且將第二閥體10關閉，氣源4中的氨氣向單元罐1充氣，單元罐1的溫度傳感器6測得單元罐1內的氣體的溫度值，由于流量采集裝置2與單元罐1連通，流量采集裝置2上的前端壓力傳感器7測得單元罐1內的壓強，當單元罐1內的壓強與氣源4的壓強相同時，單元罐1內的壓強會趨于穩(wěn)定，前端壓力傳感器7采集到罐內壓強數(shù)值穩(wěn)定后，控制器3會判定單元罐1充氣階段結束，記錄下此時單元罐內的氣體壓力值和溫度值，并控制充氨計量裝置進入下一階段；步驟2)單元罐放氣階段：在這個階段，控制器3會將第一閥體5關閉且將第二閥體10開啟，單元罐1中的氨氣向固體儲氨罐11充氣，當單元罐1中的壓強下降至設定值后，控制器3會判定放氣階段結束；步驟3)流量計算階段：在這個階段，控制器3會將第一閥體5和第二閥體10都關閉，控制器3會通過單元罐1放氣階段前后的壓強差和單元罐1內氣體的溫度值的變化來計算單元罐1中減少的氨氣質量，即本次慢速充氣循環(huán)充入固體儲氨罐11內的氨氣質量，然后將計算的氨氣質量加到累計質量中。

一般整個充氨過程會前后分為兩個階段：快速充氣階段和慢速充氣階段?？焖俪錃怆A段通過流量采集裝置來實現(xiàn)流量的計量，慢速充氣階段裝置通過計算單元罐放氣階段的前后質量差來計量。

其中，控制器3還具有異常診斷功能。當傳感器采集的數(shù)據(jù)有異常時，控制器3會停止裝置并發(fā)出警報，以提醒操作者對故障進行處理，同時還會根據(jù)數(shù)據(jù)的異常對故障原因作出初步診斷，為操作者的進一步診斷提供參考。

本發(fā)明實施例還提供一種充氨計量裝置，用于固體儲氨罐11的充氨計量，包括依次連通的第一閥體5、單元罐1和第二閥體10，還包括控制器3，其中，第一閥體5的進氣端與氨氣的氣源4連通，第二閥體10的出氣端與固體儲氨罐11連通，單元罐1上設置有溫度傳感器6和壓力傳感器，控制器3包括信號采集裝置、運算裝置和控制裝置，信號采集裝置同時與溫度傳感器6和壓力傳感器信號連接，控制裝置與第一閥體5和第二閥體10連接。在此實施例中，不加裝流量采集裝置2，只需要在單元罐1上加裝壓力傳感器后，只通過計量單元罐1放氣階段前后的壓差和溫度信息計算充裝質量。

其中，第一閥體5為電磁閥。第二閥體10為電磁閥。

本發(fā)明實施例還提供一種充氨計量裝置，用于固體儲氨罐的充氨計量，包括依次連通的第一閥體5、流量采集裝置2和第二閥體6，還包括控制器3，其中，第一閥體5的進氣端與氨氣的氣源4連通，第二閥體10的出氣端與固體儲氨罐11連通，流量采集裝置2上設置有節(jié)流件12、氣體溫度傳感器7、前端壓力傳感器8和后端壓力傳感器9，氣體溫度傳感器7和前端壓力傳感器8設置在節(jié)流件12的一側且靠近氣源4，后端壓力傳感器9設置在節(jié)流件12的另一側且遠離氣源4，控制器3包括信號采集裝置、運算裝置和控制裝置，信號采集裝置同時與氣體溫度傳感器7、前端壓力傳感器8和后端壓力傳感器9信號連接，控制裝置與第一閥體5和第二閥體10連接。通過在充氨階段進行計量，實現(xiàn)了固體儲氨罐內充裝氨氣的質量的快速計量。

其中，流量采集裝置2為多個且并聯(lián)設置，并且，多個流量采集裝置2的流量量程不同。整個充氨計量裝置中并聯(lián)多個不同流量量程的流量采集裝置2。整個充氨過程都是通過流量采集裝置2來計量充氨質量，控制器3會通過流量采集裝置2上的傳感器采集的信息，計算當前流量，并根據(jù)流量的變化通過控制電磁閥的開關來選擇適合當前流量的流量采集裝置2。當然并聯(lián)多個流量采集裝置2的方式也在本發(fā)明的保護之列。

對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業(yè)技術人員能夠實現(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業(yè)技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。