[发明专利]高压惰性气体灭火剂质量流量计

说明书

技术领域

本发明涉及流量测量仪器，特别涉及一种高压惰性气体灭火剂质量流量计。

背景技术

    惰性气体灭火系统是现有哈龙灭火系统的替代产品中最环保的灭火系统（哈龙是Halon的音译，就是我们平常说的1211与1301的商品名称），主要包括IG-01、IG-55、IG-100、IG-541等产品，惰性气体灭火系统主要依靠灭火剂的窒息作用灭火，灭火剂来源于大气，不对臭氧层造成破坏，温室效应值很低。目前在国际上气体灭火系统的使用在逐年增加。对于惰性气体灭火系统属于高压系统，在喷放过程中产生的高压，高速，低温的灭火剂的质量流量的测量是一个难点。目前市场上还没有针对惰性气体灭火系统管道中灭火剂实时质量流量的专用流量计的产品。

发明内容

本发明的目的就是为克服现有技术的不足，针对高速，低温的灭火剂的质量流量的测量难题，为了提高惰性气体灭火系统的测量手段，提供一种高压惰性气体质量流量计。该流量计能够实时准确的测量管道中的高压惰性气体灭火剂质量流量，不受温度、流速和高压介质的影响。

    本发明是通过这样的技术方案实现的：高压惰性气体灭火剂质量流量计，包括主测量管路系统和测量控制系统，其特征在于，所述主测量管路系统包括安装在灭火剂流通管道上的主测量管路，主测量管路上分别连接静压取压管、全压取压管和温度传感器接头；

所述静压取压管和全压取压管的端头分别焊接一个压力传感器接头，通过压力传感器接头，静压取压管和全压取压管分别连接第一压力传感器和第二压力传感器；

所述温度传感器接头上安装一个温度传感器；

所述静压取压管和全压取压管的管路形状均为L形，两个管路总长度相同，置放的位置不同；

静压取压管的竖直管A的长度和全压取压管的水平管B长度相同，静压取压管的水平管A的长度和全压取压管的竖直管B长度相同；

竖直管A的管口、水平管B的管口分别为进入静压取压管和全压取压管的气流进口； 

竖直管A的中心线与温度传感器的探管)中心线在主测量管路的同一截面上径向重合；

水平管B的中心线与主测量管路的中心线重合，水平管B的进口端的径线与竖直管A的中心线重合；

竖直管A的中心线、探管中心线和水平管B的进口端的径线交汇于主测量管路内同一截面上，此截面为测量截面；

全压取压管的水平管B管路进口位置位于主测量管路的中心线，正对着气流流动的方向Q； 

由第一压力传感器通过静压取压管采集主测量管路内测量截面处的静压压力                                                ；

由第二压力传感器通过全压取压管采集主测量管路内测量截面处的全压压力；

由温度传感器采集主测量管路内测量截面处的灭火剂的温度；

所述测量截面的前端管路和后端管路的通径与这个截面的通径相同，测量截面前端管路长度不小于20倍的管道实际内径，测量截面后端管路长度不小于5倍的管道实际内径；

所述测量控制系统，包括PLC控制柜、计算机和打印机；PLC控制柜主要由可编程控制器S7-200和电气元件构成 ，可编程控制器S7-200包括 CPU模块CPU221、模拟量扩展模块EM231；

第一压力传感器、第二压力传感器和温度传感器(8)采集到4-20mA模拟信号数据传送到可编程控制器S7-200的模拟量扩展模块EM231，由CPU模块CPU221内的预制程序对数据进行处理；

通过CPU模块CPU221上的通讯接口，用通讯电缆连接上位计算机，并与上位计算机通信；

上位计算机硬盘中安装MCGS组态软件，编辑和运行MCGS组态软件，由MCGS组态软件实现屏幕窗口监测、控制，由MCGS 组态软件对采集数据进行处理，按照计算公式得到计算结果，绘制灭火剂质量流量曲线，输出显示和存储。

    所述高压惰性气体灭火剂质量流量计，其测量方法，包括如下步骤：

（a）通过第一压力传感器、第二压力传感器和温度传感器分别采集主测量管路内测量截面处的压力、温度信号数据；

（b）经由S7-300 CPU模块内的预制程序对数据进行处理，获得主测量管路内测量截面处的静压压力、全压压力和灭火剂的温度； 

（c）根据气体一维定常流体的理论，将静压压力、全压压力带入公式

，得到马赫数；再将带入公式，得到无量纲比流量

（d）将灭火剂的温度代入公式和，获得驻点温度；