二位一通換向閥式pVTt法氣體流量裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種二位一通換向閥式pVTt法氣體流量裝置，包括標(biāo)準(zhǔn)容器、緩沖容器、真空泵、智能采集系統(tǒng)、前匯管和后匯管；前匯管上設(shè)有試驗(yàn)管道；前匯管和后匯管之間設(shè)有噴嘴裝夾段，噴嘴裝夾段包括噴嘴、過渡管道和閥門；后匯管的出氣口分別與連接管和旁通管的一端連接，連接管的另一端與標(biāo)準(zhǔn)容器連接，旁通管的另一端與緩沖容器的進(jìn)氣口連通；智能采集系統(tǒng)采集充氣前后標(biāo)準(zhǔn)容器內(nèi)、被檢儀表安裝口Ⅰ處以及試驗(yàn)管道、前匯管和后匯管內(nèi)的壓力p和溫度T以及充氣時(shí)間t。該裝置實(shí)現(xiàn)既能靜態(tài)法檢測(cè)臨界流流量計(jì)，又能動(dòng)態(tài)法檢測(cè)各種氣體流量計(jì)，特別是高準(zhǔn)確度的標(biāo)準(zhǔn)表。
【專利說明】二位一通換向閥式PVTt法氣體流量裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種氣體流量檢測(cè)裝置，尤其涉及一種二位一通換向閥式PVTt法氣體流量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]PVTt法氣體流量檢測(cè)裝置是一種應(yīng)用廣泛的原始級(jí)氣體流量標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量裝置及設(shè)備，其準(zhǔn)確度等級(jí)高，測(cè)量不確定度U可達(dá)0.07%或更高，通常作為次級(jí)標(biāo)準(zhǔn)使用的文丘里噴嘴、音速噴嘴等臨界流流量計(jì)的量值溯源的原級(jí)標(biāo)準(zhǔn)裝置及設(shè)備。
[0003]目前，試驗(yàn)壓力無論是正壓還是負(fù)壓的pVTt法氣體流量裝置，檢測(cè)時(shí)要求充氣前后標(biāo)準(zhǔn)容器內(nèi)壓力與被測(cè)儀表處壓力之比不得大于臨界壓力比Y*，該Y*值與試驗(yàn)介質(zhì)、壓力、被檢臨界流氣體流量計(jì)的結(jié)構(gòu)等有關(guān)，通常Y*取0.528、.85之間，這也就限制了現(xiàn)行PVTt法氣體流量檢測(cè)裝置應(yīng)用和推廣。pVTt法氣體流量裝置尚存在以下問題:(I)只能用于檢測(cè)臨界流流量計(jì)的計(jì)量特性，不能檢測(cè)其它流量計(jì)如標(biāo)準(zhǔn)表等；(2)因pVTt法氣體流量裝置進(jìn)氣時(shí)試驗(yàn)管道的流量隨標(biāo)準(zhǔn)容器內(nèi)壓力變化而變化，不能控制或設(shè)定檢測(cè)流量；(3) pVTt法氣體流量裝置只能采用靜態(tài)法檢測(cè)流量儀表，即檢測(cè)開始時(shí)流量計(jì)流量從零增加到設(shè)定檢測(cè)流量值，停止時(shí)流量計(jì)流量從設(shè)定檢測(cè)流量值減小到零，在檢測(cè)除臨界流流量計(jì)以外的流量計(jì)會(huì)弓I起檢測(cè)誤差較大。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，本實(shí)用新型提供了一種實(shí)現(xiàn)既能靜態(tài)法檢測(cè)臨界流流量計(jì)，又能動(dòng)態(tài)法檢測(cè)各種氣體流量計(jì)，特別是高準(zhǔn)確度標(biāo)準(zhǔn)表的二位一通換向閥式pVTt法氣體流量裝置。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用了如下技術(shù)方案:
[0006]二位一通換向閥式pVTt法氣體流量裝置，包括標(biāo)準(zhǔn)容器、緩沖容器、真空泵、智能采集系統(tǒng)、前匯管和后匯管；所述標(biāo)準(zhǔn)容器上設(shè)有閥門K1和閥門I，所述閥門I通過管路與緩沖容器的進(jìn)氣口連接，所述緩沖容器的出氣口與真空泵連接，閥門K1的出口與標(biāo)準(zhǔn)容器內(nèi)連通，閥門K1的進(jìn)口作為被檢儀表安裝口 I ;
[0007]所述前匯管上設(shè)有至少一支試驗(yàn)管道，所述試驗(yàn)管道上從靠近前匯管到遠(yuǎn)離前匯管依次設(shè)置閥HKm和被檢儀表安裝口 II ;所述前匯管和后匯管之間設(shè)有至少一支噴嘴裝夾段，所述噴嘴裝夾段包括噴嘴、過渡管道和閥門Kn# ;所述噴嘴的一端與前匯管內(nèi)連通，所述噴嘴的另一端與過渡管道的一端連接，所述過渡管道的另一端與閥門Kn#的一端連接，閥門Kn#的另一端與后匯管內(nèi)連通；
[0008]所述后匯管的出氣口分別與連接管和旁通管的一端連接，所述連接管的另一端與標(biāo)準(zhǔn)容器連接，所述連接管上安裝閥門K2;所述旁通管的另一端與緩沖容器的進(jìn)氣口連通，所述旁通管上安裝閥門K3;
[0009]所述智能采集系統(tǒng)包括設(shè)置在標(biāo)準(zhǔn)容器上、被檢儀表安裝口 I處、試驗(yàn)管道上、前匯管上和后匯管上的壓力傳感器和溫度傳感器，所述試驗(yàn)管道上的壓力傳感器和溫度傳感器設(shè)置在被檢儀表安裝口 II的進(jìn)氣前側(cè)。
[0010]作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選方案，所述緩沖容器和真空泵連接的管路上安裝閥門II。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0012]1、提出基于pVTt測(cè)量原理，在現(xiàn)有pVTt法氣體流量檢測(cè)裝置設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上:(I)增加音速噴嘴組作壓力場(chǎng)隔離和流量設(shè)定；(2)增加換向閥、旁通管及控制系統(tǒng)；(3)增加試驗(yàn)管道，檢測(cè)不同口徑的流量儀表。該裝置實(shí)現(xiàn)既能靜態(tài)法檢測(cè)臨界流流量計(jì)，又能動(dòng)態(tài)法檢測(cè)各種氣體流量計(jì)，特別是高準(zhǔn)確度的標(biāo)準(zhǔn)表。該流量裝置不僅是一套PVTt法，同時(shí)也可作為一套相應(yīng)流量范圍的音速噴嘴并聯(lián)法氣體流量裝置。
[0013]2、該裝置在檢測(cè)過程中，使用“換向閥”控制氣體流實(shí)現(xiàn)pVTt法裝置能動(dòng)態(tài)檢測(cè)氣體流量儀表特別是標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)。本裝置測(cè)量中:PVTt法裝置的測(cè)量不確定度可達(dá)U=0.065%4=2，可檢測(cè)0.2級(jí)及以下的臨界流流量計(jì)(含音速噴嘴)和其它各種氣體流量儀表；音速噴嘴氣體流量檢測(cè)裝置的測(cè)量不確定度可達(dá)U=0.25%泌=2，可以檢測(cè)I級(jí)及以下的各種氣體流量儀表。
[0014]3、該裝置即可作pVTt法流量檢測(cè)裝置，也可作為音速噴嘴并聯(lián)法流量裝置使用。成本低，占地面積較少，檢測(cè)效率高。
[0015]3、本實(shí)用新型也可對(duì)現(xiàn)有單個(gè)標(biāo)準(zhǔn)容積的pVTt氣體流量檢測(cè)裝置的改造和提升檢測(cè)能力將起到積極的指導(dǎo)作用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為二位一通換向閥式pVTt法氣體流量裝置(負(fù)壓)原理圖；
[0017]圖2為二位一通換向閥式20m3pVTt法氣體流量裝置(負(fù)壓)原理圖。
[0018]圖中:I一被檢流量計(jì)(如噴嘴)；2—標(biāo)準(zhǔn)容器(內(nèi)置m支溫度傳感器)；3—閥門I ； 4一真空泵；5 —閥門II ； 6一緩沖容器；7—智能米集系統(tǒng)；8—控制系統(tǒng)；9一連接管；10—旁通管；11 一后匯管；12—過渡管道；13—流量設(shè)定噴嘴；14 一前匯管；15一后直管段；16—被檢儀表(標(biāo)準(zhǔn)表)；17一試驗(yàn)管道。
[0019]在圖2中:與被檢儀表(如噴嘴)1連接的管徑DN250 ;標(biāo)準(zhǔn)容器2的體積V=20 m3，內(nèi)置50支溫度傳感器；緩沖容器6采用5 m3 ;連接管9的管徑DN400 ;試驗(yàn)管道17采用了Φ200?Φ300、Φ80?Φ150、Φ15?Φ65三種組合規(guī)格。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)地描述。
[0021]圖1為二位一通換向閥式pVTt法氣體流量裝置(負(fù)壓)原理圖，包括標(biāo)準(zhǔn)容器、緩沖容器、真空泵、智能采集系統(tǒng)、前匯管和后匯管。標(biāo)準(zhǔn)容器上設(shè)有閥門K1和閥門I，閥門I通過管路與緩沖容器的進(jìn)氣口連接，緩沖容器的出氣口與真空泵連接，緩沖容器和真空泵連接的管路上安裝閥門II。閥門K1的出口與標(biāo)準(zhǔn)容器內(nèi)連通，閥門K1的進(jìn)口作為被檢儀表安裝口I。
[0022]前匯管上設(shè)有至少一支試驗(yàn)管道，試驗(yàn)管道上從靠近前匯管到遠(yuǎn)離前匯管依次設(shè)置閥門Km和被檢儀表安裝口 II。前匯管和后匯管之間設(shè)有至少一支噴嘴裝夾段，噴嘴裝夾段包括噴嘴、過渡管道和閥門κη#。噴嘴的一端與前匯管內(nèi)連通，噴嘴的另一端與過渡管道的一端連接，過渡管道的另一端與閥門Kn#的一端連接，閥門Kn#的另一端與后匯管內(nèi)連通。后匯管的出氣口分別與連接管和旁通管的一端連接，連接管的另一端與標(biāo)準(zhǔn)容器連接，連接管上安裝閥門κ2。旁通管的另一端與緩沖容器的進(jìn)氣口連通，旁通管上安裝閥門κ3。
[0023]智能采集系統(tǒng)包括設(shè)置在標(biāo)準(zhǔn)容器上、被檢儀表安裝口 I處、試驗(yàn)管道上、前匯管上和后匯管上的壓力傳感器和溫度傳感器，試驗(yàn)管道上的壓力傳感器和溫度傳感器設(shè)置在被檢儀表安裝口 II的進(jìn)氣前側(cè)。智能采集系統(tǒng)用于實(shí)時(shí)采集充氣前后標(biāo)準(zhǔn)容器內(nèi)、被檢儀表安裝口 I處以及試驗(yàn)管道、前匯管和后匯管內(nèi)的壓力P和溫度T以及充氣時(shí)間t?？刂葡到y(tǒng)用于控制閥門K1、閥門K2、閥門K3、閥門1、閥門Km和閥門Kn#的開關(guān)、真空泵的啟停以及噴嘴的選擇。
[0024]對(duì)圖1的說明:
[0025]1、圖中虛線右邊部分為本實(shí)用新型增加的部分:增加音速噴嘴作壓力場(chǎng)隔離和設(shè)定，增加閥門κ2、閥門K3組成換向閥，增加各種口徑試驗(yàn)管道檢測(cè)各種口徑、型號(hào)規(guī)格的流量計(jì)。在標(biāo)準(zhǔn)容器上增加一條進(jìn)氣管道(即連接管)及閥門K2并與后匯管和旁通管相連，旁通管安裝閥門K3并與緩沖容器相連；由控制系統(tǒng)自動(dòng)控制進(jìn)氣管道上的閥門K2和旁通管上的閥門K3實(shí)現(xiàn)“二位一通換向閥”功能。
[0026]2、K1~Km 為被檢流量計(jì)選擇閥門。K1打開K2關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)目前以靜態(tài)檢測(cè)方式檢測(cè)臨界流流量計(jì)(如噴嘴)。K2打開K1關(guān)閉，以噴嘴作壓力場(chǎng)隔離和流量控制和設(shè)定，采用靜態(tài)和動(dòng)態(tài)檢測(cè)方式檢測(cè)各種型號(hào)規(guī)格的被檢流量計(jì)。
[0027]3,Z1~Zn為不同開孔直徑d及流量的音速噴嘴，這些噴嘴將標(biāo)準(zhǔn)容器內(nèi)壓力場(chǎng)與被檢儀表處壓力場(chǎng)隔離屯#~K n為高真空閥門，控制這些閥門的開關(guān)可控制和設(shè)定流量。音速噴嘴能在臨界壓力比以內(nèi)能有效地將標(biāo)準(zhǔn)容器內(nèi)壓力場(chǎng)與被檢儀表處壓力場(chǎng)進(jìn)行隔離，使被檢儀表處壓力不會(huì)突變，保護(hù)被檢儀表不會(huì)因壓力突變和流量突變被破壞。在標(biāo)準(zhǔn)容器上游使用音速噴嘴組和相應(yīng)口徑閥門組進(jìn)行流量控制、調(diào)節(jié)、設(shè)定。音速噴嘴標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下體積流量為0.5 m3/h、l m3/h、2 m3/h……20^1) m3/h (m為噴嘴個(gè)數(shù))，保證在最大流量為2m m3/h范圍以內(nèi)檢測(cè)流量均可調(diào)節(jié)，流量調(diào)節(jié)的靈敏度為最小噴嘴的狀態(tài)流量。音速噴嘴組前后均設(shè)置大匯管，以便測(cè)量噴嘴使用時(shí)滯止壓力和溫度。在前匯管處根據(jù)流量大小、檢測(cè)儀表口徑等增設(shè)相應(yīng)試驗(yàn)管段。
[0028]4、K2、K3組成換向閥。K1常關(guān)時(shí):氣體流經(jīng)被檢表、選擇噴嘴Zp后匯管后，當(dāng)K2關(guān)閉，K3打開，氣體經(jīng)旁通管進(jìn)入緩沖容器，緩沖容器內(nèi)的氣體并被真空泵抽走；當(dāng)K3關(guān)閉，K2打開時(shí)，向標(biāo)準(zhǔn)容器內(nèi)充氣。
[0029]5、p、T、t分別為壓力、溫度和時(shí)間測(cè)量；丨、丨、一為氣體流向。
[0030]6、緩沖容器可根據(jù)裝置流量大小由一個(gè)或多個(gè)壓力容器組成。
[0031]7、控制系統(tǒng)用于控制閥門開關(guān)、噴嘴選擇、真空泵啟停等。
[0032]8、智能采集系統(tǒng)用于實(shí)時(shí)采集充氣前后標(biāo)準(zhǔn)容器內(nèi)和被檢儀表的安裝口處的壓力和溫度以及充氣時(shí)間、濕度等并運(yùn)算處理得到檢測(cè)結(jié)果。
[0033]圖1中虛線左邊為現(xiàn)有pVTt法流量檢測(cè)裝置的標(biāo)準(zhǔn)容器，工作氣源、采集系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。工作氣源可有真空泵、空壓機(jī)等產(chǎn)生，也可接至外來的真空氣源或高壓氣源。虛線右邊為增加結(jié)構(gòu):1、根據(jù)需要，設(shè)計(jì)不同口徑的試驗(yàn)管道并安裝在前匯管前；每根試驗(yàn)管道由前后直管段、閥門、壓力溫度取壓接口等組成，被檢流量儀表安裝在前后直管段之間。2、前匯管與后匯管之間，根據(jù)裝置流量范圍和流量設(shè)定靈敏度決定噴嘴安裝數(shù)量η并安裝η個(gè)噴嘴裝夾段；每個(gè)噴嘴裝夾段由噴嘴、過渡段、閥門等組成；前匯管與后匯管均安裝壓力溫度取壓接口 ；控制噴嘴裝夾段中閥門可控制和設(shè)定流量。3、后匯管與連接管和旁通管相連。4、連接管與標(biāo)準(zhǔn)容器之間安裝閥門，旁通管與緩沖容器之間安裝閥門；這兩個(gè)閥門由控制系統(tǒng)自動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)“二位一通”換向閥功能。
[0034]圖2為換向閥式20m3pVTt法氣體流量裝置(負(fù)壓)原理圖，該裝置可檢測(cè)最大流量達(dá)2000 m3/h的0.2級(jí)臨界流流量計(jì)(含音速噴嘴)和其它各種氣體流量儀表特別是標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)。
[0035]該裝置標(biāo)準(zhǔn)容器上游使用音速噴嘴組進(jìn)行流量穩(wěn)定及調(diào)節(jié)，噴嘴組上下游均設(shè)計(jì)有DN400匯管，每個(gè)噴嘴后均安裝有高真空擋板閥，13個(gè)音速噴嘴標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下體積流量分別為 0.5 m3/h、l m3/h、2 ια/h......1024 m3/h，可調(diào)節(jié)流量范圍(0.5 ?2048) m3/h。
[0036]裝置中:20m3標(biāo)準(zhǔn)容器每個(gè)出入口及噴嘴切換閥均選用高真空擋板閥，確保閥門無內(nèi)漏和外漏。
[0037]在圖2中:關(guān)閉K2、K3，打開K1，可作為傳統(tǒng)的pVTt法流量檢測(cè)裝置使用，檢測(cè)臨界流流量計(jì)(含音速噴嘴)。關(guān)閉K1，控制1(2、1(3及噴嘴后閥門組，可利用pVTt法流量檢測(cè)裝置檢測(cè)高準(zhǔn)確度的標(biāo)準(zhǔn)表。關(guān)閉H2，打開K3，控制噴嘴后閥門組，可作為音速噴嘴氣體流量檢測(cè)裝置使用，檢測(cè)常規(guī)的各種氣體流量儀表。
[0038]裝置共使用3支0.04級(jí)的羅斯蒙特絕對(duì)壓力變送器分別測(cè)量20m3容器內(nèi)、后匯管、儀表處壓力，使用3個(gè)20位高精度A/D模塊將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)；使用50只PtlOO溫度傳感器測(cè)量20m3容器內(nèi)的平均溫度，I只ptlOO溫度傳感器測(cè)量儀表處溫度，使用24個(gè)3通道的8017溫度模塊將電阻值轉(zhuǎn)換成溫度數(shù)字信號(hào)，使用2個(gè)8520通訊模塊將數(shù)字信號(hào)與計(jì)算機(jī)串口通信反饋給控制程序。裝置使用PCX8354卡作為控制板卡，采集/控制儀表脈沖信號(hào)、閥門啟停信號(hào)、時(shí)間。
[0039]最后說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.二位一通換向閥式PVTt法氣體流量裝置，包括標(biāo)準(zhǔn)容器、緩沖容器、真空泵和智能采集系統(tǒng)；所述標(biāo)準(zhǔn)容器上設(shè)有閥門K1和閥門I，所述閥門I通過管路與緩沖容器的進(jìn)氣口連接，所述緩沖容器的出氣口與真空泵連接，閥門K1的出口與標(biāo)準(zhǔn)容器內(nèi)連通，閥門K1的進(jìn)口作為被檢儀表安裝口 I ;其特征在于:還包括前匯管和后匯管； 所述前匯管上設(shè)有至少一支試驗(yàn)管道，所述試驗(yàn)管道上從靠近前匯管到遠(yuǎn)離前匯管依次設(shè)置閥門Km和被檢儀表安裝口II ;所述前匯管和后匯管之間設(shè)有至少一支噴嘴裝夾段，所述噴嘴裝夾段包括噴嘴、過渡管道和閥門Kn# ;所述噴嘴的一端與前匯管內(nèi)連通，所述噴嘴的另一端與過渡管道的一端連接，所述過渡管道的另一端與閥門Kn#的一端連接，閥門Kn#的另一端與后匯管內(nèi)連通； 所述后匯管的出氣口分別與連接管和旁通管的一端連接，所述連接管的另一端與標(biāo)準(zhǔn)容器連接，所述連接管上安裝閥門K2;所述旁通管的另一端與緩沖容器的進(jìn)氣口連通，所述旁通管上安裝閥門K3; 所述智能采集系統(tǒng)包括設(shè)置在標(biāo)準(zhǔn)容器上、被檢儀表安裝口 I處、試驗(yàn)管道上、前匯管上和后匯管上的壓力傳感器和溫度傳感器，所述試驗(yàn)管道上的壓力傳感器和溫度傳感器設(shè)置在被檢儀表安裝口 II的進(jìn)氣前側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二位一通換向閥式PVTt法氣體流量裝置，其特征在于:所述緩沖容器和真空泵連接的管路上安裝閥門II。
【文檔編號(hào)】G01F25/00GK203745051SQ201420136783
【公開日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2014年3月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月25日
【發(fā)明者】龔中字, 龔磊, 吳明清, 陳風(fēng)華, 李霞, 江寧 申請(qǐng)人:重慶市計(jì)量質(zhì)量檢測(cè)研究院