校验音速喷嘴的装置及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及流量测量技术领域，具体涉及一种校验音速喷嘴的装置及方法。
【背景技术】
[0002] 用音速喷嘴装置测量气体流量时，虽然音速喷嘴具有国家检定证书，但气体在进 入音速喷嘴前会经过滞止容器以及一套压力调节管路，因此，整套装置的精度仍需进行校 验。
[0003] 现有技术中的质量法作为零级标准，可对音速喷嘴装置进行校验。在用质量法对 音速喷嘴装置进行校验前，要先称重质量法气瓶并记录称重数据。但由于音速喷嘴装置包 含滞止容器以及大量管路，所以需要先用吹扫瓶对整个管路进行吹扫。传统的做法是先将 吹扫瓶阀门打开，吹扫完毕之后手动关闭吹扫瓶阀门，再手动将质量法气瓶阀门打开，并认 为此时是质量法开始点，结束时手动关闭质量法气瓶阀门，并认为此时是质量法结束点。
[0004] 但这种方法需要至少两人协作才可以完成。由于操作方法限制，操作员必须完全 关闭吹扫瓶后再开启质量法气瓶，否则两个气瓶之间会串气并直接导致试验失败。而且关 闭吹扫瓶与打开质量法气瓶的时间过长并且无法精确的掌握，这样试验数据不仅存在较为 严重的试验误差，还缺少重复性。尤其是当测试气体是密度较小的氢气时，人为操作的误差 会更为明显而且难以通过后期修正。加上关闭吹扫瓶和打开质量法气瓶中间会有比较明显 的时间间隔，这会造成管路中的供气不足，管路中压力会有明显下降，这样就增大了试验结 束后管路压力补偿的难度。而对于数据记录员来说，通常只能通过操作员的口头信号来判 断质量法开始与结束的时间，这样的操作很难精确的找出试验的真实开始点与停止点，同 样会影响到整个试验的精度及重复性，特别在校验小流量音速喷嘴的时候。通常只能增加 试验时间来减小上述的试验误差，但是这样做并不能从根本上解决问题，而且对于氢气来 说，则需要更长的试验时间，导致资源浪费。
【发明内容】
[0005] (一）解决的技术问题
[0006] 针对现有技术的不足，本发明提供一种校验音速喷嘴的装置及方法，当该装置与 钢瓶、质量法气瓶和音速喷嘴装置相连时，能够避免对两个气瓶频繁的开闭动作，简化校验 的操作步骤，降低操作难度，提高了校验精度。
[0007] (二）技术方案
[0008] 为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
[0009] 本发明提供了一种校验音速喷嘴的装置，包括三相球阀K1、压力传感器P、高压气 体软管T1、高压气体软管T2、不锈钢管T3、减压阀K2和开关阀K3 ;
[0010] 其中，
[0011] 三相球阀Kl通过双卡套接头安装于不锈钢管T3的一端，压力传感器P、减压阀K2 和开关阀K3分别通过双卡套接头从三相球阀Kl端依次安装于不锈钢管T3中间，高压气体 软管Tl和T2与三相球阀Kl通过双卡套接头连接。
[0012] 优选的，还包括接钢瓶Α、质量法气瓶B和音速喷嘴装置C，所述接钢瓶A和质量法 气瓶B分别与高压气体软管Tl和Τ2相连接；不锈钢管Τ3的另一端与音速喷嘴装置C通过 双卡套接头固定连接。
[0013] 优选的，所述不锈钢管T3为316系列不锈钢；所述三相球阀K1、压力传感器P和 开关阀K3为抗"氢脆现象"的316系列不锈钢部件。
[0014] 优选的，所述不锈钢管T3与压力传感器P和三相球阀K1之间的双卡套接头为耐 压达到35MPa以上的316系列双卡套接头。
[0015] 优选的，所述三相球阀K1与高压气体软管Tl和高压气体软管T2之间的双卡套接 头为耐压达到35MPa以上的316系列双卡套接头。
[0016] 优选的，所述压力传感器P为电流型或电压型传感器。
[0017] 本发明还提供了一种校验音速喷嘴的方法，包括以下步骤：
[0018] Sl、对质量法气瓶B进行称量，记录此时质量法气瓶B的质量，记为Ml ;
[0019] S2、将钢瓶A、质量法气瓶B分别通过高压气体软管Tl和T2与三相球阀Kl通过双 卡套接头连接，不锈钢管T3的另一端与音速喷嘴装置C通过双卡套接头固定连接；
[0020] S3、将三相球阀Kl在钢瓶A端与质量法气瓶B端反复切换，对高压气体软管T2进 行吹扫；
[0021] S4、将三相球阀Kl切换到钢瓶A端，打开钢瓶A阀门，调节减压阀K2使其出口压 力为音速喷嘴装置C的工作压力，打开开关阀K3,对整个管路进行吹扫；
[0022] S5、待音速喷嘴装置C流量处于稳定状态时，开始连续记录压力传感器P和音速喷 嘴装置C的累积质量的读数，打开质量法气瓶B的阀门，并迅速将三相球阀Kl切换到质量 法气瓶端，此时开始质量法校验音速喷嘴装置；
[0023] S6、校验结束，直接关闭质量法气瓶B阀门，待该阀门完全关闭后，停止对压力传 感器P和音速喷嘴装置C的累积质量读数的连续记录；
[0024] S7、在校验连续记录的压力传感器P读数中，找到质量法校验开始点Pl和停止点 P2,并找到其对应的音速喷嘴装置C的累积质量，记为M2和M3 ;
[0025] S8、将质量法气瓶B拆下进行称量,记录此时质量法气瓶B的质量,记为M4 ;
[0026] S9、对比质量法消耗的质量M4-M1与音速喷嘴装置消耗的质量M3-M2,得出音速喷 嘴装置的精度为
【主权项】
1. 一种校验音速喷嘴的装置，其特征在于，包括三相球阀（K1)、压力传感器（P)、高压 气体软管（T1)、高压气体软管（T2)、不锈钢管（T3)、减压阀（K2)和开关阀（K3); 其中， 三相球阀（Kl)通过双卡套接头安装于不锈钢管（T3)的一端，压力传感器（P)、减压阀 (K2)和开关阀（K3)分别通过双卡套接头从三相球阀（Kl)端依次安装于不锈钢管T3中间， 高压气体软管（Tl)和（T2)与三相球阀（Kl)通过双卡套接头连接。
2. 如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括钢瓶(A)、质量法气瓶（B)和音速喷嘴 装置（C)，所述接钢瓶(A)和质量法气瓶（B)分别与高压气体软管（Tl)和（T2)相连接；不锈 钢管（T3)的另一端与音速喷嘴装置（C)通过双卡套接头固定连接。
3. 如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述不锈钢管（T3)为316系列不锈钢； 所述三相球阀（Kl )、压力传感器（P)和开关阀（K3)为抗氢脆现象的316系列不锈钢部件。
4. 如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述不锈钢管（T3)与压力传感器（P) 和三相球阀（Kl)之间的双卡套接头为耐压达到35MPa以上的316系列双卡套接头。
5. 如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述三相球阀（Kl)与高压气体软管 (Tl)和高压气体软管（T2)之间的双卡套接头为耐压达到35MPa以上的316系列双卡套接 头。
6. 如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述压力传感器（P)为电流型或电压型传感 器。
7. -种校验音速喷嘴的方法，其特征在于，包括以下步骤： 51、 对质量法气瓶（B)进行称量，记录此时质量法气瓶（B)的质量，记为Ml ; 52、 将钢瓶（A)、质量法气瓶（B)分别通过高压气体软管（Tl)和（T2)与三相球阀（Kl) 通过双卡套接头连接，不锈钢管（T3)的另一端与音速喷嘴装置（C)通过双卡套接头固定连 接； 53、 将三相球阀（Kl)在钢瓶（A)端与质量法气瓶（B)端反复切换，对高压气体软管（T2) 进行吹扫； 54、 将三相球阀（Kl)切换到钢瓶（A)端，打开钢瓶（A)阀门，调节减压阀（K2)使其出口 压力为音速喷嘴装置（C)的工作压力，打开开关阀（K3)，对整个管路进行吹扫； 55、 待音速喷嘴装置（C)流量处于稳定状态时，开始连续记录压力传感器（P)和音速喷 嘴装置（C)的累积质量的读数，打开质量法气瓶（B)的阀门，并迅速将三相球阀（Kl)切换 到质量法气瓶端，此时开始质量法校验音速喷嘴装置； 56、 校验结束，直接关闭质量法气瓶（B)阀门，待该阀门完全关闭后，停止对压力传感 器（P)和音速喷嘴装置（C)的累积质量读数的连续记录； 57、 在校验连续记录的压力传感器（P)读数中，找到质量法校验开始点Pl和停止点P2， 并找到其对应的音速喷嘴装置（C)的累积质量，记为M2和M3 ; 58、 将质量法气瓶（B)拆下进行称量,记录此时质量法气瓶（B)的质量,记为M4 ; 59、 对比质量法消耗的质量M4-M1与音速喷嘴装置消耗的质量M3-M2,得出音速喷嘴装 置的精度>
完成校验。
【专利摘要】本发明提供一种校验音速喷嘴的装置及方法，涉及流量测量技术领域。包括三相球阀（K1）、压力传感器（P）、高压气体软管（T1）、高压气体软管（T2）、不锈钢管（T3）、减压阀（K2）和开关阀（K3）；其中，三相球阀（K1）通过双卡套接头安装于不锈钢管（T3）的一端，压力传感器（P）、减压阀（K2）和开关阀（K3）分别通过双卡套接头从三相球阀（K1）端依次安装于不锈钢管T3中间任一点，高压气体软管（T1）和（T2）与三相球阀（K1）通过双卡套接头连接。本发明避免了对两个气瓶频繁的开闭动作，简化校验的操作步骤，降低操作难度，提高了试验精度。
【IPC分类】G01F25-00
【公开号】CN104677468
【申请号】CN201310632123
【发明人】金振华, 卢丹, 卢青春, 聂圣芳, 聂华威, 田颖, 陈明洁
【申请人】清华大学
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2013年11月29日