[实用新型]一种基于阀门流量特性测试的过程控制多功能实验装置

说明书

技术领域

本实用新型属于用于过程控制领域的教学和科研用的实验台，具体涉及一种基于阀门理想流量特性测试的过程控制多功能实验装置。

背景技术

调节阀是过程控制系统最重要和最常用的执行元件，也是“过程控制及自动化仪表”等相关课程的重要内容。在过程控制系统的设计过程中，必须明确调节阀的类型、口径和流量特性，其中流量特性是影响过程控制系统质量的重要因素之一。阀门根据理想流量特性可分为：直线阀、对数阀、抛物线阀和快开阀，然而实际所使用的手动和自动调节阀具有何种理想流量特性却无法一目了然，需要借助相应的理想流量特性实验装置进行测试。

常见的过程控制实验平台主要针对温度、压力和液位等参数进行检测和控制的实验，如授权号201410619275.3公开的一种自动化过程控制的教学实验台和授权号201110286749.3公开的一种多功能过程控制实验平台等，尚缺少简单可靠、操作方便的实验装置即可测试阀门流量特性和节流件流量系数，又可进行流量、压力、液位和温度的简单控制和复杂控制。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决现有过程控制实验平台不能对阀门理想流量特性，尤其是手动直行程阀和手动角行程阀理想流量特性进行测试的技术问题，提供一种基于阀门理想流量特性测试的过程控制多功能实验装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种基于阀门流量特性测试的过程控制多功能实验装置，包括第一容器a，第一第二流量变送器a、b，第一第二压差变送器a、b，第一第二电动调节阀a、 b，第一L型三通阀a，第一第二变频泵a、b，第一第二被测元件a、b和控制系统，所述第一容器a的第一出液口通过第一变频泵a和第一电动调节阀a与第一L型三通阀a的进液口连接，第一L型三通阀a的第一出液口与第一被测元件a的进液口连接，第一被测元件a的出液口与第一容器a的第一进液口连接，第一流量变送器a设在第一被测元件a与第一容器a的连接管线上，第一容器a 的第二出液口通过第二变频泵b和第二电动调节阀b与第二被测元件b的进液口连接，第二被测元件b的出液口与第一容器a的第二进液口连接，第二流量变送器b设在第二被测元件b与第一容器a的连接管线上，第一L型三通阀a 的第二出液口连接到第二变频泵b与第二电动调节阀b的连接管线上，第一压差变送器a用于测量第一被测元件a两端的压差，第二压差变送器b用于测量第二被测元件b两端的压差，第一第二流量变送器a、b和第一第二压差变送器a、 b连接到控制系统的输入端，第一第二电动调节阀a、b连接到控制系统的输出端。

上述实验装置的布置是在充分考虑被测元件需要足够长的直管段以确保测试结果的稳定性，因此足够长的直管管路则需要底部容器具有足够长的长度保证稳定的支撑效果。为了解决长容器需要占据较大空间和实验室有限面积内安排较多台套实验装置的矛盾，本实验装置设计安排在较长的第一容器a顶部放置2套相对独立的第一第二被测元件a、b及其直管管路，其中被测元件可方便更换为不同类型的手动直行程阀、手动角行程阀或节流件，既能满足2组实验人员分别对第一第二被测元件a、b进行流量特性、流量系数和流阻系数的测试，又能分别对第一第二流量变送器a、b和第一第二差压变送器a、b进行简单控制。同时，还可供1组实验人员同时操纵第一第二电动调节阀a、b进行流量比值控制。此外，所述2套独立的直管管路间设置了第一L型三通阀a，当设置第一L 型三通阀a使2套独立的直管管路处于连通状态时，可供1组实验人员对第一第二电动调节阀a、b进行分程控制。

所述基于阀门流量特性测试的过程控制多功能实验装置还包括第二第三容器b、c，第二第三第四L型三通阀b、c、d，第一第二液位变送器a、b，加热管和温度变送器，第二第三容器b、c设在第一容器a的上方，所述第四L型三通阀d设在第一L型三通阀a与第一被测元件a的连接管线上，第四L型三通阀d的第三个端口与第三容器c的进液口连接，第三容器c的出液口与第三L 型三通阀c的进液口连接，第三L型三通阀c的第一出液口连接至第一被测元件a与第一流量变送器a的连接管线上，第二L型三通阀b设在第二电动调节阀b与第二被测元件b的连接管线上，第二L型三通阀b的第三个端口与第二容器b的进液口连接，第二容器b的出液口连接至第二被测元件b与第二流量变送器b的连接管线上，第三L型三通阀c第二出液口连接至第二容器b的出液管线上，温度变送器设在第二流量变送器b与第一容器a的连接管线上，加热管设在第二容器b的内腔中，第一第二液位变送器a、b分别用于检测第二第三容器b、c的液位，第一第二液位变送器a、b和温度变送器连接至控制系统的输入端。