本發(fā)明涉及通用測量技術領域，具體涉及一種量程無縫切換流量測量裝置。

背景技術：

在石油化工、熱能動力領域，流量是保證系統(tǒng)運行及產(chǎn)品生產(chǎn)的重要參數(shù)。在不同工況下，系統(tǒng)介質流量差別可達30～50倍，甚至更高。因此不同工況下流量的準確測量是反應堆安全運行的必要前提。傳統(tǒng)流量計通過手動配置完成量程切換，但這種切換方式使得在量程存在一定的間斷，這種間斷使得在短時間內(nèi)測量參數(shù)不可靠，難以滿足實際需要。常用差壓流量計現(xiàn)場僅能顯示壓差值，具體流量需經(jīng)過采集終端整合計算才能顯示，不利于現(xiàn)場操作。本發(fā)明結合彎管流場特性，研制的翼型導流板結構件可以在不同流場將測量結果最大化，降低對于差壓測量部位的測量下限的精度要求。本發(fā)明采用三腔室測壓一點測溫的方法，實現(xiàn)多點同步測量，現(xiàn)場顯示流量結果，并傳輸?shù)讲杉K端，實現(xiàn)電信號干擾最小化。對于變量程流量測量，有很多不同技術。

例如中國發(fā)明專利200910020512.3提供了一種壓力補償復合流量變送器，該裝置設計包括正取壓室、負取壓室以及壓力補償變送器。該裝置可以同時測得壓差以及正、負取壓室的壓力。但存在兩個問題：1、測得壓力與測得壓差分別采用兩個變送器，這使得兩者數(shù)據(jù)同時采集的精度受限；2、該裝置測量壓力僅僅局限在正取壓室與負取壓室之間的一個，不能完成彎管流量計測量過程中的壓力補償作用。

又如中國發(fā)明專利2010010517786.6提供了一種三差壓汽液兩項流流量計量裝置，該裝置包括水平管、豎直管、彎管以及三個差壓傳感器。差壓傳感器分別安裝在三種不同的管道上，采用不同的測量方式，進行流量測量。但當流量很低的情況下，三種測量方式得到的結果不準確，這導致該裝置測量量程比很難滿足運行流量范圍很廣的系統(tǒng)的測量要求，同時彎管采用光滑彎管，在低流量測量時，壓差測量結果小，精度差。

又如《計量技術》1990.No 8《差壓式流量測量的高低量程自動切換系統(tǒng)》一文中提出的測量量程自動切換系統(tǒng)，該系統(tǒng)由不同量程的差壓變送器、乘除器、調(diào)節(jié)儀等組成。解決了高低量程的自動切換問題。但該方式是利用事先設定值來確定自動切換過程，若測量結果在設定值附近振動時，該裝置存在高頻反復切換的情況，不利于設備運行穩(wěn)定。同時不同差壓變送器在探測及傳輸頻率上，理論上不可能達到高頻同步的標準。這限制了測量結果的實時有效性及比對結果的可靠性。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的在于提供一種量程無縫切換流量測量裝置，既能夠在高溫下使用、保證系統(tǒng)密封性，而且量程無縫自動切換，并易于操作的裝置。

本發(fā)明通過下述技術方案實現(xiàn)：

一種量程無縫切換流量測量裝置，包括翼型導流板彎管、多腔室一體化多功能測量傳輸裝置兩個部分；所述翼型導流板彎管為在標準彎管內(nèi)設置翼型導流板、在彎管管壁上開有4個測壓孔的管道構件，所述4個測壓孔均連接在多腔室一體化多功能測量傳輸裝置的端口上；所述多腔室一體化多功能測量傳輸裝置包括兩個量程不同的差壓測量腔室以及一個絕壓測量腔室，還包括擁有信號接收、壓強/壓差信號測量、數(shù)據(jù)處理模塊、狀態(tài)顯示模塊及信號傳輸模塊的單片機。差壓測量腔室用于測量兩個端口之間的壓力差，并將壓力差轉化為電信號發(fā)送給單片機，絕壓測量腔室用于測量壓力系統(tǒng)的絕對壓力并將絕對壓力轉化為電信號發(fā)送給單片機，單片機接收兩個量程不同的差壓測量腔室的壓力差信號和絕壓測量腔室的絕對壓力信號，選擇量程適合的腔室測量值作為壓差，現(xiàn)場顯示并傳輸?shù)较鄳牟杉髦小?/p>

所述翼型導流板彎管在標準彎管兩頭還預留有直管段。預留直管段便于安裝在壓力系統(tǒng)中。

所述4個測壓孔中，一個設置在所述直管段上的測壓孔，一個設置在彎管彎曲部分內(nèi)側的測壓孔，兩個設置在彎管彎曲部分外側的測壓孔。直管段設置測壓孔便于確定系統(tǒng)的絕對壓力嗎，在管道彎曲部分內(nèi)側和外側分別設置測壓孔便于測量差壓。

所述翼型導流板安裝在管道內(nèi)壁上將管道分為兩部分，所述設置在彎管彎曲部分內(nèi)側的測壓孔與設置在彎管彎曲部分外側的測壓孔位于管道的不同部分，翼型導流板截面為弧形。翼型導流板結構件可以在不增加整體阻力系數(shù)的同時，增高局部壓差，其橫截面為弧形結構，由5條圓弧首尾相接組成。

所述直管段上的測壓孔連接的端口為D，彎管彎曲部分內(nèi)側的測壓孔連接的端口為A，兩個設置在彎管彎曲部分外側的測壓孔連接的端口為B、C；所述兩個差壓測量腔室分別測量A-B、A-C之間的壓差，所述絕壓測量腔室測量測壓孔D端絕對壓力。內(nèi)側取壓孔直接連接測量傳輸裝置A端，外側取壓孔分別連接測量傳輸裝置B端C端，直管處取壓孔連接測量傳輸裝置D端。并連接測量傳輸裝置E接線端。測量傳輸裝置由三個引壓管接口端、一個電信號接受端、一個數(shù)字量電信號輸出端、一個單片機及測壓部分組成。一體化測量傳輸裝置測壓部分由兩個量程不同的差壓測量腔室以及一個絕壓測量腔室組成，分別對A-B、A-C端進行壓差測量，以及測量D端絕對壓力，通過測量傳輸裝置自帶單片機進行采集判斷，選擇量程適合的腔室測量值作為壓差，通過系統(tǒng)絕對壓力與系統(tǒng)溫度計算出相應的流量，現(xiàn)場顯示并傳輸?shù)较鄳牟杉髦小?/p>

所述直管段上的測壓孔還通過測溫裝置連接在多腔室一體化多功能測量傳輸裝置的端口E上。通過測量溫度可以確定彎管內(nèi)流量，彎管流量計測量公式：

其中：V－流體的平均流速；a－綜合流量系數(shù)，a＝f(雷諾數(shù)、介質動力粘度、管道粗糙度等)，是彎管流量計標定過程中確定的數(shù)值，R/d—彎管的彎徑比；ΔP—流體通過彎管傳感器時產(chǎn)生的差壓值，是彎管內(nèi)外測壓強差值；ρ—介質的密度，是系統(tǒng)溫度、壓強有關的參數(shù)，通過測量的系統(tǒng)壓強與溫度在單片機中采用IWP97中關系式計算而來。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有如下的優(yōu)點和有益效果：

1、本發(fā)明一種量程無縫切換流量測量裝置實現(xiàn)裝置不同量程之間實時無縫轉化；

2、本發(fā)明一種量程無縫切換流量測量裝置為一體化差壓測量傳輸裝置，實現(xiàn)多點的壓力與壓差的實時測量，大幅減小設備安裝空間；

3、本發(fā)明一種量程無縫切換流量測量裝置通過一體化差壓測量傳輸裝置與系統(tǒng)溫度測量，可實現(xiàn)流量的現(xiàn)場實時顯示；

4、本發(fā)明一種量程無縫切換流量測量裝置，翼型導流板彎管可以在不過分提高整體壓降的條件下，達到提高局部壓差的作用。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明實施例的進一步理解，構成本申請的一部分，并不構成對本發(fā)明實施例的限定。在附圖中：

圖1為本發(fā)明結構示意圖；

圖2為本發(fā)明翼型導流板彎管的放大示意圖。

附圖中標記及對應的零部件名稱：

1-壓力系統(tǒng)管道，2-翼型導流板彎管，3-測壓孔，4-翼型導流板，5-引壓管，6-多腔室一體化多功能測量傳輸裝置，7-信號線，8-測溫裝置。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面結合實施例和附圖，對本發(fā)明作進一步的詳細說明，本發(fā)明的示意性實施方式及其說明僅用于解釋本發(fā)明，并不作為對本發(fā)明的限定。

實施例1

如圖1、圖2所示，本實施例一種量程無縫切換流量測量裝置，包括翼型導流板彎管2、多腔室一體化多功能測量傳輸裝置6兩個部分；所述翼型導流板彎管2接入壓力系統(tǒng)管道1中，所述翼型導流板彎管2為在標準彎管內(nèi)設置翼型導流板4、在彎管管壁上開有4個測壓孔3同時預留有直管段的管道構件，所述4個測壓孔3中，一個設置在所述直管段上的測壓孔3，一個設置在彎管彎曲部分內(nèi)側的測壓孔3，兩個設置在彎管彎曲部分外側的測壓孔3；所述翼型導流板4安裝在管道內(nèi)壁上將管道分為兩部分，所述設置在彎管彎曲部分內(nèi)側的測壓孔3與設置在彎管彎曲部分外側的測壓孔3位于管道的不同部分，翼型導流板4截面為弧形。翼型導流板4結構件可以在不增加整體阻力系數(shù)的同時，增高局部壓差，其橫截面為弧形結構，由5條圓弧首尾相接組成。直管段設置測壓孔3便于確定系統(tǒng)的絕對壓力嗎，在管道彎曲部分內(nèi)側和外側分別設置測壓孔3便于測量差壓，所述4個測壓孔3均通過引壓管5連接在多腔室一體化多功能測量傳輸裝置6的端口上，直管段上的測壓孔3連接的端口為D，彎管彎曲部分內(nèi)側的測壓孔3連接的端口為A，兩個設置在彎管彎曲部分外側的測壓孔3連接的端口為B、C；測量傳輸裝置由三個引壓管接口端、一個電信號接受端、一個數(shù)字量電信號輸出端、一個單片機及測壓部分組成。一體化測量傳輸裝置測壓部分由兩個量程不同的差壓測量腔室以及一個絕壓測量腔室組成，分別對A-B、A-C端進行壓差測量，以及測量D端絕對壓力，差壓測量腔室用于測量兩個端口之間的壓力差，并將壓力差轉化為電信號發(fā)送給單片機，絕壓測量腔室用于測量壓力系統(tǒng)的絕對壓力并將絕對壓力轉化為電信號發(fā)送給單片機，單片機接收兩個量程不同的差壓測量腔室的壓力差信號和絕壓測量腔室的絕對壓力信號，選擇量程適合的腔室測量值作為壓差，現(xiàn)場顯示并傳輸?shù)较鄳牟杉髦小Ｋ鲋惫芏紊系臏y壓孔3還通過測溫裝置8和信號線7連接在多腔室一體化多功能測量傳輸裝置6的端口E上。通過測量溫度可以確定彎管內(nèi)流量，彎管流量計測量公式：

其中：V－流體的平均流速；a－綜合流量系數(shù)，a＝f(雷諾數(shù)、介質動力粘度、管道粗糙度等)，是彎管流量計標定過程中確定的數(shù)值，R/d—彎管的彎徑比；ΔP—流體通過彎管傳感器時產(chǎn)生的差壓值，是彎管內(nèi)外測壓強差值；ρ—介質的密度，是系統(tǒng)溫度、壓強有關的參數(shù)，通過測量的系統(tǒng)壓強與溫度在單片機中采用IWP97中關系式計算而來。高壓系統(tǒng)量程無縫切換流量測量裝置介質為液態(tài)水，其結構包括翼型導流板彎管2、多腔室一體化多功能測量傳輸裝置6及相應管道。

流體從壓力系統(tǒng)管道1流入翼型導流板彎管2入口，流體應流道改變造成對應的測壓孔3之間壓差增大，不同流速下，最大壓差與結果穩(wěn)定性不同，所以采用兩腔室同時測量差壓，利用單片機對比電路進行實時對比，單片機判斷選用相應測量結果，然后單片機結合系統(tǒng)溫度測量與系統(tǒng)壓強測量結果，計算出相應的流量數(shù)值，并完成現(xiàn)場顯示功能以及向采集終端傳輸功能。

以上所述的具體實施方式，對本發(fā)明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施方式而已，并不用于限定本發(fā)明的保護范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。