[发明专利]一种气体流量计

说明书

技术领域

本发明属于热工流量测量技术领域，具体涉及一种气体流量计。

背景技术

流量是现代工业生产中的一个重要参数。工业生产过程、科学实验以及生活用气等到处涉及流量计量。特别是进入20世纪以来，能源计量、环境保护、航天军事等技术领域对流量测量的需求不断扩大，这也使得流量计量技术得到快速发展。临界流喷嘴、差压式流量计均具有良好的流量计量稳定性，原理清晰，技术成熟，其作为气体计量器具或气体流量标准装置中的流量标准表而得到广泛应用。

目前临界流喷嘴主要存在问题是流量测量范围为“1”，即一个喷嘴对应一个流量。然而流量的测量往往需要一个有限的范围。要实现有限的流量测量范围必须使用多个喷嘴并联安装，否则无法满足测量需要。另外，目前的临界流喷嘴只能适应一个流向的流量测量，实际工业应用中有时需要测量管道双向流量，故推广应用受到极大的限制。为适应工业过程控制测量中的特殊需求，节约制造成本和简化管路系统，发明一种宽量程，并可测量管路正反向气流的流量计，将大大提高工业气体流量计量的成本和简化实验流体力学中管路系统，其发明意义重大。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种气体流量计，可直接测量气体质量流量或标准状态下的体积流量，具有宽量程和可双向测量的优点，有较高的计量准确度和稳定度。

为达上述目的，本发明的主要技术解决手段是提供一种气体流量计，包括喷嘴，其包括有顺次连通的入口部、喉部、出口部，所述喉部处通道的流通面积最小，所述喷嘴为轴对称结构，所述入口部设有第一温度传感器和第一压力传感器，所述出口部设有第二温度传感器和第二压力传感器，所述第一温度传感器电连接有流量积算仪，所述第一压力传感器、第二温度传感器和第二压力传感器均与流量积算仪电连接。

所述喷嘴为水平方向和竖直方向均为轴对称的圆柱体结构。

所述入口部、出口部的管道连接标准执行相应等级的法兰标准和螺纹标准。

所述喉部通道的截面积为所述入口部通道截面积的1/10-1/2。

所述第一压力传感器和第二压力传感器，分别用于测量所述入口部和出口部的压力。

所述第一温度传感器和第二温度传感器，分别用于测量所述入口部和出口部的温度。

所述入口部和出口部的通道口均连接有固定环，所述固定环上设有多个固定孔。

本发明流量测量工作原理是，当气体正向流经本发明时，本发明实质为一个先经过喉部渐缩后又扩张形状的喷嘴，如果保持喷嘴入口部即上游端的压力P₁和温度T₁不变，使其出口部即下游端的压力P₂逐渐减小，那么通过喷嘴的气体质量流量q_m将逐渐增加；当下游压力P₂下降到某一压力时，通过喷嘴的质量流量将达到最大值qmax。如果继续降低下游压力P₂，通过喷嘴喉部的气体流速将不再改变，维持音速，通过喷嘴的流量不再增加，此时的流量称为临界流量。如果上下游压力差达不到临界流条件，此时流量测量计算模型按差压式流量计，即此时流量与压差成平方根关系。如此扩大了流量测量范围，因对称设计，可实现反向测量。集成了温度和压力接口，专门设计的流量积算仪可满足宽量程流量测量。本发明内部气体流道符合临界流喷嘴设计国家标准，在此基础上经实验验证，获得了较高计量准确度和稳定度。

按GB/T 21188－2007《用临界流文丘里喷嘴测量气体流量》技术要求，喷嘴设计参照临界流圆柱喷嘴相关技术参数。喷嘴通过设计计算，确定流道几何尺寸，机加工符合要求后，经过气体流量标准试验装置标定流出系数和流量系数。温度、压力传感器按设计要求，经计量检定后安装使用。流量积算仪按设计计算说明书要求设置流出系数和流量系数。

本发明的有益效果是：可直接测量气体质量流量或标准状态下的体积流量，具有宽量程和可双向测量的优点，有较高的计量准确度和稳定度。

附图说明

图1是本发明一实施例的原理结构示意图，

图中：喷嘴1、入口部2、喉部3、出口部4、第一温度传感器5、第一压力传感器6、第二温度传感器7、第二压力传感器8、流量积算仪9、固定环10、固定孔11。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。