專利名稱：大風(fēng)道中的多風(fēng)道風(fēng)量測量方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種大風(fēng)道中的多風(fēng)道風(fēng)量測量方法及裝置。
背景技術(shù)：
長期以來，大截面風(fēng)道的風(fēng)量在線測量是個難題，大風(fēng)道內(nèi)的氣流流動常受到風(fēng)門、流道轉(zhuǎn)彎、分流和匯流、管道截面的擴(kuò)大和縮小等外部因素的影響，使大風(fēng)道管道流動發(fā)展為流速分布復(fù)雜的流動。
流量測量的影響因素是多種多樣的，這是因為存在著1、流體性質(zhì)的多樣性，如流體粘度的差別、單相與多相、可壓縮與不可壓縮、壓力和密度參數(shù)的高低、流體的清潔程度等等；2、管道系統(tǒng)的多樣性，如管道截面的圓與非圓、內(nèi)壁的光滑與粗糙、是否彎曲、分流與匯流、流量的大小等；3、流動狀態(tài)的多樣性，如層流與紊流、旋轉(zhuǎn)流與脈動流、流動是否達(dá)到充分發(fā)展等。同時還受測量裝置的工作原理和是否滿足它的技術(shù)規(guī)定的影響。
目前，大風(fēng)道風(fēng)量測量主要采用的測風(fēng)裝置有機(jī)翼、風(fēng)道型文丘利、笛型管及雙文丘利等，各具其待點。大風(fēng)道風(fēng)量測量裝置的測量原理均利用了平均流速的概念，若要使輸出信號能代表相應(yīng)的平均流速，就必須保證測量時的流速分布達(dá)到相對均勻的流速分布，這是保證測量準(zhǔn)確的必要條件。一般均按充分發(fā)展的流速分布考慮，要求測量裝置前有一定長度的直管段。
風(fēng)量的測量要求有流場穩(wěn)定或流動相似，但運行調(diào)節(jié)過程不可能使風(fēng)道內(nèi)流動穩(wěn)定，有時還使其流速分布也不相似。要測量準(zhǔn)確，就必須穩(wěn)流整流，滿足測量裝置的要求，但現(xiàn)場條件及空間位置有時無法滿足測量要求發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種大風(fēng)道中的多風(fēng)道風(fēng)量測量方法及裝置。
測量方法是將大風(fēng)道分隔成n部分，利用n個測風(fēng)裝置測量各風(fēng)道中的全壓及靜壓差值，通過壓力傳感器傳遞壓力差值至信號采集器，由系統(tǒng)主機(jī)完成風(fēng)道風(fēng)量計算并顯示。
測量裝置是在風(fēng)道內(nèi)依次設(shè)有整流裝置、測風(fēng)裝置、風(fēng)道分隔板。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點①測風(fēng)裝置前加裝了格柵對進(jìn)入測風(fēng)裝置的氣體進(jìn)行整流，消除了彎頭或風(fēng)門等造成的渦流，提高測量精度。
②分隔后各小風(fēng)道當(dāng)量直徑減小，機(jī)翼型或文丘利等風(fēng)量測量裝置尺寸相應(yīng)減小，降低了測風(fēng)裝置對空間位置的要求。
③使用該技術(shù)可以使分風(fēng)道的當(dāng)量直徑減少，測風(fēng)裝置前要求的直管段絕對長度減少(測風(fēng)裝置要求的最短直管段尺寸一般與風(fēng)道當(dāng)量直徑成正比關(guān)系，如機(jī)翼型風(fēng)量測量裝置要求裝置前至少有0.6倍當(dāng)量直徑的直管段)，在大風(fēng)道空間位置較為狹窄的情況下滿足了測風(fēng)裝置對直管段的要求。
④在勉強滿足測風(fēng)裝置尺寸及裝置前直管段長度要求時，將大風(fēng)道進(jìn)行分割，一方面測風(fēng)裝置尺寸減小，另一方面分風(fēng)道當(dāng)量直徑減小，則測風(fēng)裝置前的直管段長度相對增加，風(fēng)量測量裝置測量精度大大提高。
⑤各分風(fēng)道風(fēng)量偏差較大時，采用對各分風(fēng)道分別測量風(fēng)量然后求和，減小了風(fēng)量測量誤差。
⑥由于在各風(fēng)道中的風(fēng)量測量裝置的阻力系數(shù)一致，當(dāng)各風(fēng)道中風(fēng)速分布不均時，風(fēng)速高的分風(fēng)道阻力大，風(fēng)速低分風(fēng)道阻力小，阻力大的風(fēng)道將迫使部分氣流轉(zhuǎn)至阻力小的風(fēng)道通過，自動達(dá)到一種平衡狀態(tài)，因此經(jīng)過分風(fēng)道后風(fēng)速分布更為均勻。


圖1是大風(fēng)道中的多風(fēng)量測量裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是差壓信號輸出接線示意圖。
具體實施例方式
大截面風(fēng)道分隔風(fēng)量測量方法是通過壓力傳感器傳遞壓力差值至信號采集器采用各測風(fēng)裝置壓力差值并聯(lián)出一個壓力差值傳送，或采用各測風(fēng)裝置壓力差值分別傳送。
上述系統(tǒng)主機(jī)完成風(fēng)道風(fēng)量計算中的分風(fēng)道中測風(fēng)裝置流量系數(shù)根據(jù)單獨標(biāo)定值計算。
大截面風(fēng)道分隔風(fēng)量測量裝置是在風(fēng)道內(nèi)依次設(shè)有整流裝置1、測風(fēng)裝置2、風(fēng)道分隔板3。整流裝置為均勻或非均勻格柵。測風(fēng)裝置2為機(jī)翼型測風(fēng)裝置、文丘里測風(fēng)裝置、笛形管、雙文丘里測風(fēng)裝置、畢托管、靠背管、阿牛巴管、熱電測風(fēng)裝置。分隔板為將大風(fēng)道分隔成小風(fēng)道的隔板。
本發(fā)明根據(jù)所測大風(fēng)道流動的具體情況將一個不穩(wěn)定、不相似的流場劃分為多個相對穩(wěn)定或相似的沉場，分別進(jìn)行風(fēng)量測量，這就是多風(fēng)道風(fēng)量測量提出的依據(jù)和實質(zhì)。雖然在風(fēng)道的某一截面上，由于各種因素的影響，其速度的分布不穩(wěn)定，但經(jīng)加隔板劃分為數(shù)個區(qū)域后，各區(qū)城內(nèi)可得到相對穩(wěn)定或相似的速度分布。
而且，風(fēng)道分割后，使風(fēng)道的當(dāng)量直徑縮短，相對延長了測風(fēng)裝置所在位置的直管段長度，從而可達(dá)到穩(wěn)定流場的目的。同時風(fēng)量測量裝置的長度可大大縮短，對直風(fēng)道的空間要求大大降低。如一正方形風(fēng)道，均分為兩部份后當(dāng)二直徑縮短到75％；四均分后可縮短到50％。這在現(xiàn)場布置空間狹小時，顯得非常有益。
本發(fā)明將大風(fēng)道分隔成n部分(n根據(jù)現(xiàn)場條件及風(fēng)道尺寸而定)，利用n個測風(fēng)裝置測量各風(fēng)道中的全壓及靜壓差值，通過壓力傳感器傳遞至信號采集器，由系統(tǒng)主機(jī)完成風(fēng)道風(fēng)量的計算并顯示。為消除風(fēng)道入口可能存在的旋渦，在分隔裝置前加裝了整流裝置。
整流裝置1安裝在分隔板2之前，一般采用整流格柵，其目的是消除進(jìn)入分隔風(fēng)道時的渦流。分隔風(fēng)道的數(shù)量及分隔板的長度是該測量技術(shù)的關(guān)鍵參數(shù)，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場條件、管道尺寸及測風(fēng)裝置3形式等而定。測風(fēng)裝置3安裝在各分隔風(fēng)道內(nèi)，測風(fēng)裝置3可采用機(jī)翼型、文丘利、笛形管或其它形式的探頭，具體形式根據(jù)現(xiàn)場位置、測量精度、阻力大小要求等而確定。測風(fēng)裝置3前的直管段長度應(yīng)滿足該形式傳感裝置對直管段的要求。
各測風(fēng)裝置3出來的壓力信號根據(jù)風(fēng)道結(jié)構(gòu)位置確定并聯(lián)輸出或分別輸出，若各小風(fēng)道流場相似，流量相差不大，可把全壓和靜壓并聯(lián)至一個差壓變壓器輸出，否則應(yīng)單獨輸出，分別計算流量然后求和。輸出信號連接如圖2所示。風(fēng)量計算如下所示。并聯(lián)輸出時，Q=k·A·2Δpρ]]>式中，Q--風(fēng)道總風(fēng)量；k--測風(fēng)裝置流量系數(shù)；A--分隔后小風(fēng)道面積；Δp--并聯(lián)后總差壓；ρ--氣體密度；分別輸出時，Q=Σi=1,n(ki·Ai·2Δpiρi)]]>式中，Q--風(fēng)道總風(fēng)量；n--小風(fēng)道個數(shù)；ki--各個測風(fēng)裝置流量系數(shù)；Ai--分隔后各小風(fēng)道面積；Δpi--各小風(fēng)道測風(fēng)裝置輸出差壓；整流裝置ρi--各小風(fēng)道內(nèi)氣體密度；
權(quán)利要求
1.一種大截面風(fēng)道分隔風(fēng)量測量方法，其特征在于將大風(fēng)道分隔成n部分，利用n個測風(fēng)裝置測量各風(fēng)道中的全壓及靜壓差值，通過壓力傳感器傳遞壓力差值至信號采集器，由系統(tǒng)主機(jī)完成風(fēng)道風(fēng)量計算并顯示。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大截面風(fēng)道分隔風(fēng)量測量方法，其特征在于所說的通過壓力傳感器傳遞壓力差值至信號采集器采用各測風(fēng)裝置壓力差值并聯(lián)出一個壓力差值傳送，或采用各測風(fēng)裝置壓力差值分別傳送。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大截面風(fēng)道分隔風(fēng)量測量方法，其特征在于所說的系統(tǒng)主機(jī)完成風(fēng)道風(fēng)量計算中的分風(fēng)道中測風(fēng)裝置流量系數(shù)根據(jù)單獨標(biāo)定值計算。
4.一種大截面風(fēng)道分隔風(fēng)量測量裝置，其特征在于在風(fēng)道內(nèi)依次設(shè)有整流裝置(1)、測風(fēng)裝置(2)、風(fēng)道分隔板(3)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的大截面風(fēng)道分隔風(fēng)量測量裝置，其特征在于所說的整流裝置為均勻或非均勻格柵。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的大截面風(fēng)道分隔風(fēng)量測量裝置，其特征在于所說的測風(fēng)裝置(2)為機(jī)翼型測風(fēng)裝置、文丘里測風(fēng)裝置、笛形管、雙文丘里測風(fēng)裝置、畢托管、靠背管、阿牛巴管、熱電測風(fēng)裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的大截面風(fēng)道分隔風(fēng)量測量裝置，其特征在于所說的分隔板為將大風(fēng)道分隔成小風(fēng)道的隔板。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種大風(fēng)道中的多風(fēng)道風(fēng)量測量方法及裝置。測量方法是將大風(fēng)道分隔成n部分，利用n個測風(fēng)裝置測量各風(fēng)道中的全壓及靜壓差值，通過壓力傳感器傳遞壓力差值至信號采集器，由系統(tǒng)主機(jī)完成風(fēng)道風(fēng)量計算并顯示。本發(fā)明具有以下優(yōu)點①測風(fēng)裝置前加裝了格柵對進(jìn)入測風(fēng)裝置的氣體進(jìn)行整流，消除了彎頭或風(fēng)門等造成的渦流，提高測量精度。②分隔后各小風(fēng)道當(dāng)量直徑減小，機(jī)翼型或文丘利等風(fēng)量測量裝置尺寸相應(yīng)減小，降低了測風(fēng)裝置對空間位置的要求。③使用該技術(shù)可以使分風(fēng)道的當(dāng)量直徑減少，測風(fēng)裝置前要求的直管段絕對長度減少，在大風(fēng)道空間位置較為狹窄的情況下滿足了測風(fēng)裝置對直管段的要求。
文檔編號G01F1/44GK1392391SQ02136270
公開日2003年1月22日 申請日期2002年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月25日
發(fā)明者岑可法, 蔣嘯, 池作和, 周昊 申請人:浙江大學(xué)