[实用新型]流体流量测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种流体流量测量装置，属于流体流量测量技术领域。

背景技术

由于清洁能源的开发和广泛应用、清洁能源的贸易结算需求和清洁能源管网传输过程中的安全监控催生了对大量程流量计的迫切需求。它要求流量计能够长期、安全、稳定、无故障地运行。目前市场上用于流量测量的的仪表及工作原理如下：

1.   气体涡轮流量计

当流体进入管道时推动涡轮叶片，叶片与流体移动方向成一定角度，叶片克服摩擦力和流体阻力后开始旋转，在一定的流量范围内涡轮旋转的角速度与流体体积流量成正比。

2.   旋进漩涡流量计

在管道内中心位置安装一个锥形旋转体。当流体通过时会产生漩涡，漩涡气流撞击压力传感器产生脉冲信号，流体的流速与脉冲频率成正比。

3.   涡街流量计

在气流管道内插入梯形阻挡模块、当气流流经梯形阻挡模块时，模块两侧交替产生随气流向下游移动的气流漩涡，各个气流漩涡经过压力传感器时撞击压力传感器所产生脉冲信号的频率与流速成正比。

4.   罗茨流量计

也称腰轮流量计。在流量计壳体内有一个固定体积的计量室，室内有一对可相对旋转，且相互啮合的腰轮、齿轮。当流体通过计量室时，流体的动压力使进出口形成压力差而推动腰轮旋转，腰轮带动齿轮每转动一个周期，通过计量室的流体流量是固定的。罗茨流量计利用机械测量元件将连续不断的流体分割成多个已知体积部分。根据计量室逐次重复充满和排放过程来测量流量体积的总量。

5.   差压流量计

差压流量计一般采用孔板、喷嘴或文丘里管结构。其原理均为流体在经过结构阻挡后上下游间会产生静差压。如计量装置与国标GB/T 2624所规定的装置具有几何相似性，且使用条件相同，则根据静差压的实测值、流体特性环境数据以及计量装置的几何数据代入公式确定流量值。差压流量计由于测量原理的缺陷，对流量的流动状态有一个限制范围，特别是低雷诺数（<5000）情况下所测精度很难保证，特别是小流量时甚至无法感应到信号，这是差压流量计发展上的主要弱点。

6.   超声流量计

超声流量计在管壁上有一对相对的且与管道中心线呈一定夹角的超声换能器，其中任意一个超声换能器发射的超声波能被另一个所接收。根据超声波发出后由于流体流动所造成两个方向上超声波传递t1、t2时间差可计算得到流体速度及流量。超声流量计由于测量原理的原因，极易受到干扰而使流量信号检测出错，特别是在介质流速高时（约大于30米/秒），流体自身所产生的噪声会破坏或干扰正常的超声信号，导致无法测量。

现存各种流量测量技术所能够检测的流量范围较小。除罗茨流量计所能检测的最大流量与最小流量量程比可达到50~100倍外，一般均小于10倍，无法满足城市管网监控及许多贸易结算方面的需求。

为了提高流量计的检测范围，现有流量计通常采用两个流量计组合的方式实现较宽量程的测量，例如中国专利文献CN102183274B公开一种宽量程双涡街流量计，它包括设于测量管上游的超声涡街流量传感器和设于测量管下游的应力涡街流量传感器，该申请采用了两种不同的涡街流量传感器，并通过流量转换器进行切换控制，实现了宽范围的气体流量检测，而这种流量计的量程比最大只能达到150:1。对于要求更大量程比的城市管网监控及许多贸易结算方面的需求，这种涡街式流量计则无法实现。

实用新型内容

为此，本实用新型所要解决的技术问题在于现有流量计的量程比较低、精度不够高，进而提供一种精度较高，且量程比更高的流量计量装置。

为解决上述技术问题，本实用新型的一种流体流量测量装置，包括文丘里管流量计节流件，以及设置于所述文丘里管流量计节流件的圆筒形喉部上的超声波流量计传感器。

上述流体流量测量装置中，所述文丘里管流量计节流件的入口圆筒段的长度与其直径相等，圆锥收缩段的锥角为20-22°，圆锥扩散段的锥角7-15°，所述圆筒形喉部的长度为其直径的1.3-1.7倍。

上述流体流量测量装置中，所述圆筒形喉部的管壁上开设用于安装所述超声波流量计传感器的发射端及接收端的安装孔，所述超声波流量计传感器的发射端及接收端插入所述安装孔并伸入至所述圆筒形喉部的内腔。

上述流体流量测量装置中，所述超声波流量计传感器与所述圆筒形喉部之间的夹角为30-60°。本实用新型的上述夹角是指超声波流量计传感器发射端与接收端的轴心连线与所述圆筒形喉部的轴线之间的夹角。