[实用新型]热式V锥差压流量复合测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种气体流量测量装置，尤其是一种具备超宽量程和低功耗特性的带旁通桥路的热式V锥差压流量复合测量装置。

背景技术

现有的气体流量测量技术中，差压式测量原理存在小流量不能准确测量的问题，容积式测量原理存在可动部件和大流量测量有局限的问题。所以，工业用气体流量计更多采用差压式或无可动部件的速度式测量方法，居民用气体流量计更多采用容积式测量方法。

近年来，提出采用热式气体质量流量测量技术，它有接近零始动的小流量测量特征，而且测量输出可以直接数字化，易于电子化。但是，热式气流测量有一个技术难点：管道内的杂质对于测量元件的影响。具体表现为：气体中悬浮颗粒和油性物质随时间或事件的累积，其表现为吸附或黏着敏感元件表面，从而影响其热对流、扩散和分布等热效应，导致测量误差。

可以看出，热式测量敏感元件受运行环境和气体介质污染后，原先设定的测量参数出现误差，即我们所说的数据偏移，也就是测量系统偏离了计量精度要求，虽然其它基本功能，诸如显示通讯等数据处理功能是正常的。

差压式流量测量中，V锥流量计在测量管安装了正压取压嘴、负压取压嘴、在测量管内固定有与其同轴的V型锥体组件，V型锥体组件包括与V型锥体连接的支撑架，在V型锥体的最大直径处为锐角边。由体积流量经运算得出质量流量。V锥流量计是孔板差压流量计原理的延伸，节流部件采用V型锥体代替孔板，是差压流量测量中比较先进的一种流量计，具有大流量测量精度高、选用范围宽、工作稳定、介质通用性好不怕气体悬浮颗粒和油污分子等，特别具有抗管道震动干扰能力强的优异特点。

中国专利局于2006年9月27日公告了一份CN2821534Y号专利，名称为V锥流量计，包括正压取压嘴、负压取压嘴、测量管、在测量管内固定有与其同轴的V型锥体组件，V型锥体组件包括与V型锥体连接的支撑架，在V型锥体的最大直径处为锐角边，V型锥体的前锥面之间的夹角a取45°±1°，后锥面之间的夹角β取135°±1°；V型锥体的锐角锐利度t不小于0.002dv，不大于0.003dv；V型锥体的前锥面粗糙度和dv尺寸圆柱面粗糙度相同设为R1，R1值随测量管内径DN变化，后锥面粗糙度设为R2，R2值比R1值小一级。但V锥流量计对接近流量下限的流体流量测量仍然反应不敏感，不能满足流量变动范围大的气体流量测量。 

因此，就需要有一种宽量程微功耗的流量计，同时具备V锥流量计技术成熟和完全抗管道震动干扰的优点。从而可以方便地对流体流量进行全量程的精确测量方法，同时能采用电池供电，而且能够适应安装现场有管道震动干扰，又气体介质通用性好。那么，该类技术不仅能够显著提升差压式流量计性能，也能够更好地用于广泛存在的商业用和工业用气表，特别是天然气表等领域，具有重大的社会和经济效益。

发明内容

本实用新型解决了现有的V锥流量计对接近流量下限的流体流量测量反应不敏感，不能满足流量变动范围大的气体流量测量的缺陷，提供一种热式V锥差压流量复合测量装置，将热式测量技术和差压式车辆技术相结合，能够从微小流量开始测量，且能有效消除杂质影响，超宽量程实现微功耗。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种热式V锥差压流量复合测量装置，包括测量管，测量管上安装有连通测量管内部的压力传感器和温度传感器，测量管内部固定有V锥流量计组，测量管外部设置有至少一个旁通桥路，每个旁通桥路的两端连通到测量管内，旁通桥路的入口端连接在V锥流量计组的上游，旁通桥路的出口端连接在V锥流量计组的下游，旁通桥路上连接有热式测量敏感元件；热式测量敏感元件和V锥流量计组的测量范围相互冗余重叠；压力传感器、温度传感器、V锥流量计组和热式测量敏感元件均与数据处理电路相连。

测量管内固定的V形锥体形成上下游压力差，通过差压原理测量气体大流速区段，这种结构为标准的V锥差压流量计测量装置，可以测量的范围为约为5.0m/s-30.0m/s。在测量管道上安装的压力传感器和温度传感器，能进行温度压力补偿计算，将气体介质的工况流量转换为标准流量的测量。在测量管道的管壁上设置带热式测量敏感元件的旁通桥路，热式测量敏感元件可以达到的测量范围为0.01m/s-10m/s，这样可以测量微小流量，V锥原理流量测量通道和热式测量通道相互独立，对被测流体介质流量的测量结果存在相互独立且测量范围相互冗余重叠区域。