[实用新型]宽量程智能气体流量计

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种测量流体流量的流量计，尤其是一种双流量测量头的多功能、宽量程一体化智能气体流量计。

背景技术

在煤炭行业，瓦斯气体流量测量是一项技术难度较大的工作，特别是在矿井下，由于瓦斯气体的压力较低，大多数时候是处于负压状态，而且气体的流量变化范围较大，因此对于流量计不仅要求具有较高的灵敏度和稳定的低流速特性，还要求具有很宽的量程范围和较低的压力损失；而且由于在瓦斯气体中还含有一定比例的水份和粉尘，因此还要求流量计具有较高的可靠性和较好的对现场的适应能力。

目前各个行业中用于对天然气、氧气、氮气、压缩空气等进行测量所使用的气体流量计，通常只能测量某一段固定的范围，如0.3m/s~7m/s的低流速测量计或者8m/s~30m/s的高流速测量计，然而在煤矿中测量瓦斯流量时，这些流量计由于测量量程较窄，不能达到对瓦斯气体的测量要求，因此难以取得满意的效果。

实用新型内容

针对现有技术中的上述不足，本实用新型的主要目的在于解决目前瓦斯流量计检测范围较窄的问题，而提供一种具有较宽检测范围的智能气体流量计。

    本实用新型的技术方案：宽量程智能气体流量计，包括测量管，在测量管两端分别设有用于连接被测管道的法兰，其特征在于，在测量管内设有超声涡街流量测量头和V形锥流量测量头，在测量管的外侧还设有流量控制显示单元，所述流量控制显示单元是由连接形成闭环回路的测量切换单元和流量测控单元构成，超声涡街流量测量头和V形锥流量测量头的检测信号均经由测量切换单元切换控制后输入到流量测控单元，流量测控单元根据所述检测信号向测量切换单元发送切换控制信号；

所述V形锥流量测量头通过与测量管连通的负压取压管连接在差压传感器的负压感应端，差压传感器的正压感应端通过正压取压管与测量管连通，差压传感器的输出端连接测量切换单元的输入；

所述超声涡街流量测量头与V形锥流量测量头的间距为测量管管径长度的0.8至1.2倍。

进一步的技术方案，在测量管的内壁上还设有压力传感器，在正压取压管上还设有温度传感器，所述压力传感器和温度传感器的输出均连接到测量切换单元的输入。

本实用新型的流量计将传统的超声涡街流量测量头和V形锥流量测量头有机地组合在一起，同时还综合了温度和压力信号，将温度传感器、压力传感器、差压传感器和超声波传感器与测量切换单元和流量测控单元组合为一体，构成了具有双流量测量头且可测量多种气体参数的一体化智能流量计，从而实现了宽量程气体流量（0.3m/s~30m/s）的检测。

进一步的技术方案，所述超声涡街流量测量头设于测量管的前端，V形锥流量测量头设于测量管的后端，超声涡街流量测量头与V形锥流量测量头的间距与测量管的管径长度相等。这里先进行超声波检测，再进行差压检测的目的在于避免两种测量头之间的流体产生干扰，而且由于超声波检测灵敏度更高，而差压信号检测的稳定性更好，因此先进行低流速的检测，再进行高流速的检测有利于提高检测精度。

再进一步的技术方案，所述温度传感器位于负压取压管的后端，且与负压取压管的间距为测量管管径长度的0.5至1倍。

本实用新型的流量计在测量气体流量时，是按照如下方法进行计算的：                                                        （1）

                                                  （2）

    以上两式中：

Q₁ —超声涡街流量测量头检测的体积流量，m³/h；

Q₂ —V形锥流量测量头检测的体积流量，m³/h；

    f — 涡街流量信号的频率，Hz；

K — 涡街流量测量头的仪表系数，L^-1

C — V形锥流量测量头的流出系数；

βv— V形锥流量测量头的等效面积比；

d_V — V形锥流量测量头的等效开孔尺寸，mm；

ε — 气体的可膨胀性系数；

ΔP — V形锥流量测量头输出的差压值，Pa；

    ρ — 气体工作状态下的密度，kg/m³。

相对于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：