[发明专利]一种超出参考流量计许用温度的质量流量标定装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于自动化装置与设备的技术领域，具体地涉及一种超出参考流量计许用温度的质量流量标定装置，以及采用该装置的方法。

背景技术

在航空航天和石油化工领域中，经常需要对高温条件下的质量流量进行测量，而传统的M-t法，其测量精度严重依赖于t的精确测量，而在进行高温大流量质量流量计标定时，由于标准流量源工作时间有限以及高温阀门关闭时间测量精度有限，给标定带来严重困难。

而在进行传递标定时，特别是超过现有的标准质量流量计的工作温度范围时，需要在两个流量计间对工质进行加热或者冷却，在大流量时需要较大的换热功率和较大的换热器内容积，前者会增加标定成本，后者会提高对流量源的稳定性要求和对标定总时间(即总流量)的要求。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种超出参考流量计许用温度的质量流量标定装置,其操作简单、效率高和成本低。

本发明的技术解决方案是：这种超出参考流量计许用温度的质量流量标定装置，该装置包括高温工质供应单元、冷却工质供应测量单元、混合器、中温工质测量单元，由高温工质供应单元提供的高温工质与由冷却工质供应测量单元提供的冷却工质在混合器中互溶后达到中温工质测量单元，高温工质供应单元包括第一压力表、第一温度表、待标定质量流量计，冷却工质供应测量单元包括第二压力表、第二温度表、第一标准质量流量计，中温工质测量单元包括第三压力表、第三温度表、第二标准质量流量计。

还提供了采用以上超出参考流量计许用温度的质量流量标定装置的方法，包括以下步骤：

(1)关闭高温工质供应测量单元，打开冷却工质供应测量单元和中温工质测量单元，对第一、二标准质量流量计进行调零；

(2)根据预期的高温工质流量，选择合适的冷却工质流量，保证标定的高温工质流量具有最小相对误差，同时确保第二压力表数值和第三压力表数值均低于第一压力表数值；

(3)打开高温工质供应测量单元，监视第三温度表数值以保证第二标准质量流量计不被损坏，若第三温度表数值超过指定限值则切断高温工质供应测量单元；若未超过则待达到稳态，记录下第一压力表数值、第一温度表数值和第一、二标准质量流量计的读数；

(4)关闭高温工质供应测量单元，间隔指定时间后，关闭冷却工质供应测量单元和中温工质测量单元；

(5)通过第二标准质量流量计的读数减去第一标准质量流量计的读数，得到待标定质量流量计的数值。

根据能量守恒原理，利用低温可互溶的流体与待标定高温流体掺混得到可直接测量质量流量的中温流体，其中T₁＞T_limit＞T₃＞T₂，其中T₁为高温工质的温度，T_limit为待标定质量流量计的额定温度，T₃为中温工质的温度，T₂为冷却工质的温度。所以本发明的中温工质的温度不会超过待标定质量流量计的额定温度，这样就保证本发明能够实现。通过本发明将冷却工质与高温工质相混合，得到中温工质，再采用标准质量流量计测量冷却工质、中温工质的流量，相减后就得到待测的高温工质的流量，相对于现有装置和方法操作更简单、效率更高和成本更低。

附图说明

图1示出了根据本发明的超出参考流量计许用温度的质量流量标定装置的结构示意图；

图2是冷却工质流量的最小相对误差线；

图3示出了根据本发明的超出参考流量计许用温度的质量流量标定方法的原理图；

图4示出了根据本发明的超出参考流量计许用温度的质量流量标定装置一个优选实施例的结构示意图。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的超出参考流量计许用温度的质量流量标定装置的结构示意图。从图1中可以看出，这种超出参考流量计许用温度的质量流量标定装置，该装置包括高温工质供应单元、冷却工质供应测量单元、混合器、中温工质测量单元，由高温工质供应单元提供的高温工质与由冷却工质供应测量单元提供的冷却工质在混合器中互溶后达到中温工质测量单元，高温工质供应单元包括第一压力表P1、第一温度表T1、待标定质量流量计，冷却工质供应测量单元包括第二压力表P2、第二温度表T2、第一标准质量流量计，中温工质测量单元包括第三压力表P3、第三温度表T3、第二标准质量流量计。

另外，为了使冷却工质能够更好地与高温工质在标定比例下互溶，高温工质和冷却工质是同一物质。