一種具備校準功能的插入式氣體超聲波流量計制造技術

本發明專利技術公開了一種具備校準功能的插入式氣體超聲波流量計，通過連通閥連接校準管道和計量管道，校準管道及其上配件組成校準單元，計量管道及其上配件組成計量單元；校準管道兩端插入超聲波校準換能器，其管體上設置氣體進出閥、溫度及壓力傳感器定位閥；計量管道的管體兩側安裝位置可調的超聲波計量換能器，以及溫度、壓力傳感器；校準單元及計量單元上的電子器件通過屏蔽線纜連接至流量計主機，以對流量計內聲速進行實時分析、觀測。本發明專利技術采用上述氣體超聲波流量計，通過比對校準管道和計量管道聲速，可以修正計量管道超聲波換能器在進行安裝、維護、更換后帶來的誤差，實現流量計精確計量和長期穩定使用。確計量和長期穩定使用。確計量和長期穩定使用。

【技術實現步驟摘要】
一種具備校準功能的插入式氣體超聲波流量計


[0001]本專利技術涉及儀器儀表
，尤其是涉及一種具備校準功能的插入式氣體超聲波流量計。

技術介紹

[0002]隨著近年來人們對環境保護意識的提高，天然氣作為一種清潔優質能源得到越來越多的應用，天然氣行業的發展也越來越快。天然氣行業主要計量儀表以羅茨表與渦輪表為主，但是這些傳統儀表具有對計量氣質要求高、維護頻繁、維護費用高、智能化程度低等缺點，這些弱點都會制約天然氣行業的快速發展。
[0003]氣體超聲波流量計與差壓式儀表、容積式儀表以及傳統速度式儀表等相比，具有寬量程比、智能化、易安裝，低成本、高精度、使用壽命長、低維護成本等優點。目前被廣泛應用于以下領域：1)天然氣高壓長輸管線及省、市級分輸站計量管理；2)城市燃氣計量管理；3)天然氣煤層氣開采利用；4)液化天然氣及液化石油氣；5)大型工業用氣計量管理；6)高爐煤氣和焦爐煤氣計量；7)其它節能減排氣體排放計量等。
[0004]氣體超聲波流量計安裝形式可以分為短截式(帶管段的)、插入式、外夾式等。在工業應用領域對于氣體管徑大于600mm特別是大于1m的場景，出于短截式流量計管段過大不容易生產和安裝而外夾式流量計信號強度過低等原因，插入式氣體超聲波流量計在這些場景上被廣泛使用。插入式流量計安裝或者維護過程中對換能器的安裝角度、間距等精度要求比較高，如果換能器安裝角度或者間距安裝的誤差會引入流量計的計量誤差。對于減小換能器安裝角度誤差，可以通過設計專門的工裝夾具來實現。但是對于減小換能器安裝間距的誤差，現有的插入式氣體超聲波流量計沒有特別有效的方法進行解決。

技術實現思路

[0005]針對現有插入式氣體超聲波流量計在安裝和維護過程中容易產生換能器安裝間距誤差的問題，本方案提出了一種具備校準功能的插入式氣體超聲波流量計，確保換能器間距能夠進行實時在線校準，實現流量計的精確計量和長期穩定使用。
[0006]為實現上述目的，本專利技術提供了如下技術方案，
[0007]一種具備校準功能的插入式氣體超聲波流量計，由流量計主機、校準單元和計量單元組成，流量計主機接收校準單元和計量單元上電子器件數據并分析；
[0008]校準單元，包括校準管道；校準管道的兩端通過法蘭封裝并插入超聲波校驗換能器，校準管道的管體上設置氣體進出閥、溫度傳感器以及壓力傳感器；
[0009]計量單元，包括計量管道；計量管道通過連通閥連接校準管道；計量管道的兩端通過法蘭連接待測管道，計量管道的管體上安裝換能器定位座、溫度傳感器以及壓力傳感器；換能器定位座用于將超聲波計量換能器引入計量管道內，并鎖緊超聲波計量換能器。
[0010]優選的，換能器定位座包括管件，管件上安裝球閥；管件一端通過法蘭連接至計量管道的管體上，另一端設置滾花螺帽；超聲波計量換能器插入管件內并穿過球閥，末端通過
滾花螺帽鎖緊。
[0011]本專利技術采用上述插入式氣體超聲波流量計，可以自動修正超聲波換能器在進行安裝、維護、更換后帶來的誤差，實現流量計精確計量和長期穩定使用，比起現有無自校準功能的流量計具有很大的計量精度優勢。
附圖說明
[0012]圖1為本專利技術實施例的組成示意圖；
[0013]圖2為本專利技術實施例中校準單元與劑量單元的組成平視示意圖。
[0014]附圖標記
[0015]1、流量計主機；2、校準單元；3、計量單元；4、連通閥；21、法蘭；22、進氣閥；23、壓傳閥；24、校準管道；25、溫傳閥；26、出氣閥；27、超聲波校準換能器；31、壓力傳感器；32、滾花螺帽；33、球閥；34、超聲波計量換能器；35、溫度傳感器；36、計量管道。
具體實施方式
[0016]以下結合附圖和實施例對本專利技術的技術方案作進一步說明。
[0017]如圖所示的具備校準功能的插入式氣體超聲波流量計，流量計由三個功能單元組成：流量計主機1、校準單元2、計量單元3。
[0018]流量計主機1，一般具有人機界面交互、信號接入、在線校準、氣體流量計算、信號輸出等功能。信號接入功能包括電源接入、溫度信號接入、壓力信號接入、計量用超聲波信號接入、校準用超聲波信號接入等。信號輸出功能包括RS
?
485、4
?
20mA電流輸出、脈沖信號輸出等。產品具體的主機外觀、尺寸、安裝形式根據不同的應用需求而不同。
[0019]校準單元2，包括校準管道24，校準管道24兩端通過法蘭21封裝并插入超聲波校驗換能器，校準管道的管體上設置氣體進出閥、溫傳閥25和壓傳閥23，溫傳閥25和壓傳閥23用于通過可拆卸方式引入溫度傳感器35以及壓力傳感器31。具體地，超聲波校準換能器27通過法蘭21與校準管道24連接在一起，并通過滾花螺帽32鎖緊；溫傳閥23、壓傳閥25、進氣閥22、出氣閥26等閥門焊接在校準管道24上。
[0020]計量單元3，包括計量管道36，計量管道36通過連通閥4連接校準管道24。計量管道36的兩端通過法蘭21連接待測管道，計量管道36的管體上安裝換能器定位座、溫度傳感器35以及壓力傳感器31。換能器定位座用于將超聲波計量換能器34引入計量管道36內，并鎖緊超聲波計量換能器34。換能器定位座包括管件，管件上安裝球閥33；管件一端通過法蘭21連接至計量管道36的管體上，另一端設置滾花螺帽32；超聲波計量換能器34插入管件內并穿過球閥33，末端通過滾花螺帽32鎖緊。打開球閥33后，超聲波計量換能器34可插入氣體管道中，然后通過擰緊滾花螺帽32固定。
[0021]本裝置內的超聲波校準換能器27和超聲波計量換能器34都屬于超聲波換能器，均包括發射換能器和接收換能器。超聲波換能器、溫度傳感器35、壓力傳感器31等電子器件均通過屏蔽線纜與流量計主機1相連。
[0022]工作原理
[0023]自校準原理分兩步實現：校準單元設定，計量單元修正。
[0024]1、校準單元設定：原理是使用了超聲波流量計的聲速核查原理進行校驗(見國標
GB/T30500
?
2014《氣體超聲流量計使用中檢驗聲速核查校驗法》)。建議使用氮氣作為標準檢測氣源。單質氣體的理論聲速可通過查表法查出。具體做法如下：
[0025]S11、關閉連通閥，將溫度傳感器和壓力傳感器通過溫傳閥、壓傳閥進行安裝。
[0026]S12、打開進氣閥和出氣閥，輸入氮氣對校準管道內的天然氣進行置換。
[0027]S13、測量出氮氣中的聲速，并測出溫度和壓力值，將測量出來的校準單元聲速和在此壓力、溫度下的氮氣理論聲速進行對比。
[0028]S14、將校準單元測量聲速和理論聲速調整成一致，校準單元設定完成。
[0029]2、計量單元修正：原理是同一種氣體相同溫度和壓力下，聲速是一樣的，因此可以通過比較校準單元聲速與計量單元聲速來修正換能器安裝間距的誤差。具體做法如下：
[0030]S21、關閉校準單元上的所有閥門，打開連通閥。因為氣體本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種具備校準功能的插入式氣體超聲波流量計，其特征在于，由流量計主機、校準單元和計量單元組成，流量計主機接收校準單元和計量單元上電子器件數據并分析；校準單元，包括校準管道；校準管道的兩端通過法蘭封裝并插入超聲波校驗換能器，校準管道的管體上設置氣體進出閥、溫度傳感器以及壓力傳感器；計量單元，包括計量管道；計量管道通過連通閥連接校準管道；計量管道的兩端通過法蘭連接待...

【專利技術屬性】
技術研發人員：楊建峰，
申請(專利權)人：杭州晶銳儀器儀表有限公司，
類型：發明
國別省市：