一种智能流速仪的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种智能流速仪，该智能流速仪包括皮托管、烟气压力管、温度传感器、压力变送器、差压变送器、微控制单元、串口单元和显示单元；所述皮托管内设有全压管、静压管和测温管，所述温度传感器用于采集烟囱内烟气温度，所述压力变送器通过烟气压力管采集烟囱内烟气压力，所述差压变送器通过全压管和静压管采集烟囱内烟气差压；所述微控制单元用于根据采集的烟气差压确定烟囱内烟气流速。本发明基于电磁阀逻辑控制，实现正常测量、自动反吹、堵塞检查和校零功能，能够对烟气温度、烟气压力、烟气流速进行精确测量。
【专利说明】
一种智能流速仪
技术领域
[0001 ]本发明属于烟气排放测量领域，特别是一种智能流速仪。
【背景技术】
[0002]智能流速仪主要应用于烟气排放测量领域，对烟气流速、压力、温度等参数进行在线监测，以便及时对烟气排放进行调整。
[0003]实用新型专利201520616405.8公开了一种新型基于皮托管组件的测速装置，该装置通过空压机反向风的吹扫，将皮托管组件管道内灰尘从皮托管组件管道的最前端吹出。发明专利201510817759.3公开了一种采用皮托管法的流速压力一体式测量仪，该测量仪通过皮托管两端的压差来测量流速。以上两件专利都没有涉及到如何对皮托管内堆积的堵塞情况进行有效提示。
[0004]由上可知，现有基于皮托管的测量方法主要存在以下不足:
[0005](I)在高湿环境下，颗粒物易集聚在皮托管内，造成堵塞，常用的皮托管在反吹时，同时对全压管和静压管进行吹扫，由于粉尘堵塞，两路管路压力不均匀，导致堵塞的管路更容易堵，使得测量数据不准确。
[0006](2)由于差压变送器安装位置不同，零差压环境下膜片由于重力原因，输出不为零，易造成流速测量漂移，使得测试数据不准确，且降低了仪器使用寿命。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于提供一种智能流速仪，解决现有技术中皮托管易堵塞、差压测量不准确等问题，同时能够测量烟道内压力、流速和温度。
[0008]实现本发明目的的技术方案为:一种智能流速仪，包括皮托管、烟气压力管、温度传感器、压力变送器、差压变送器、微控制单元、串口单元和显示单元；
[0009]所述皮托管内设有全压管、静压管和测温管，皮托管尾端通过对装法兰固定在烟道外壁上；
[0010]所述温度传感器设置在测温管内，用于采集烟囱内烟气温度，所述压力变送器通过烟气压力管采集烟囱内烟气压力，所述差压变送器通过全压管和静压管采集烟囱内烟气差压；
[0011 ]所述微控制单元用于根据采集的烟气差压确定烟囱内烟气流速；
[0012]所述显示单元用于显示烟气内温度、压力以及差压；
[0013]所述串口单元用于微控制单元与外部通信，实现远程数据显示和实测数据的校准修改。
[0014]与现有技术相比，本发明的显著优点为:
[0015](I)本发明采用智能方式来判断全压管和静压管内的堵塞情况，采用脉冲控制的方式，实现全压管和静压管交替反吹，保证每个管内压力都保持均匀，皮托管管道内保持干净状态，有利于皮托管进气端内气流的流畅，使气流更稳定，测量数据更准确；(2)即使在不同的环境中，压力变送器也能进行自动校零，且保存偏差值，延长了仪器使用寿命；(3)本发明的智能流速仪具有测量数据准确，使用成本低等优点。
【附图说明】
[0016]图1为本发明的智能流速仪集成电路示意图。
[0017]图2为本发明的智能流速仪正常测量状态气路图。
[0018]图3为本发明的智能流速仪皮托管正反吹气路图。
[0019]图4为本发明的智能流速仪皮托管负反吹气路图。
[0020]图5为本发明的智能流速仪皮托管校零气路图。
[0021]图6为本发明的智能流速仪堵塞检查前气路平衡气路图。
[0022]图7为本发明的智能流速仪正堵塞检查前气路图。
[0023]图8为本发明的智能流速仪负堵塞检查前气路图。
【具体实施方式】
[0024]结合图1，本发明的一种智能流速仪，包括皮托管、烟气压力管、温度传感器、压力变送器、差压变送器、微控制单元MCU、串口单元和显示单元；
[0025]所述皮托管内设有全压管、静压管和测温管，皮托管尾端通过对装法兰固定在烟道外壁上；
[0026]所述温度传感器设置在测温管内，用于采集烟囱内烟气温度，所述压力变送器通过烟气压力管采集烟囱内烟气压力，所述差压变送器通过全压管和静压管采集烟囱内烟气差压；
[0027]所述微控制单元用于根据采集的烟气差压确定烟囱内烟气流速；
[0028]所述显示单元用于显示烟气内温度、压力以及差压；
[0029]所述串口单元用于微控制单元与外部通信，实现远程数据显示和实测数据的校准修改。
[0030]进一步的，智能流速仪还包括第一电磁阀YV1、第二电磁阀YV2、第三电磁阀YV3、第四电磁阀YV4、第五电磁阀YV5、第一三通管3-WAY1、第二三通管3-WAY2、四通管4-WAY和驱动输出单元，所述驱动输出单元包括三极管和继电器，三极管对微控制单元提供的脉冲信号进行放大，通过继电器输出端控制第三电磁阀YV3吸合、断开；
[0031]差压变送器Δ P的正压端通过第一三通管3-WAY1与第一电磁阀YVl的第一接口连接，第一电磁阀YVl的第二接口与皮托管的全压管连接;差压变送器△ P的负压端通过第二三通管3-WAY2与第二电磁阀YV2的第一接口连接，第二电磁阀YV2的第二接口与皮托管的静压管连接；
[0032]所述第一三通管3-WAY1与第二三通管3-WAY2之间通过第四电磁阀YV4连接，第三电磁阀YV3的一端接继电器输出端，另一端通过四通管4-WAY分别与第一电磁阀YVl的第三接口、第二电磁阀YV2的第三接口和第五电磁阀YV5的第三接口连接，压力变送器通过第五电磁阀YV5与烟气压力管连接。
[0033]进一步的，所述皮托管为S型皮托管，即全压管和静压管为“S”型。
[0034]进一步的，智能流速仪还包括输入单元，输入单元用于实测数据校准、在线读取、手动反吹、自动校零、串口地址和波特率修改。
[0035]进一步的，本发明的皮托管尾端焊接对接法兰，通过螺栓固定在烟道外壁对装法兰上;对接法兰设置有2个通孔，分别为皮托管通孔和烟气压力管通孔。
[0036]本发明通过温度传感器、压力变送器、差压变送器，将采集到的信号经过ADC转换后发送给微控制单元，微控制单元通过显示单元输出显示压力、温度和流速信息；同时通过输入单元实现实测数据校准、在线读取、手动/自动反吹、自动校零、串口地址和波特率修改功能。
[0037]本发明的电磁阀采用智能方式，实现全压管和静压管交替反吹、皮托管校零、皮托管管路内堵塞检查功能。
[0038]下面结合具体实施例对本发明中电磁阀的控制方式做进一步说明。
[0039]实施例
[0040]结合图2，本发明的智能流速仪正常测量状态气路图。差压变送器△P的正压端通过第一三通管3-WAY1与第一电磁阀YVl的第一接口连接，第一电磁阀YVl的第二接口与皮托管的全压管连接，同时，差压变送器Δ P的负压端通过第二三通管3-WAY2与第二电磁阀YV2的第一接口连接，第二电磁阀YV2的第二接口与皮托管的静压管连接，实现差压测量。第五电磁阀YV5—端与烟气压力管连接，另一端与压力变送器P连接，实现压力测量。
[0041]结合图3，本发明的智能流速仪皮托管正反吹气路图。气路经第三电磁阀YV3、四通管4-WAY、第一电磁阀YVl至皮托管的全压管;皮托管正脉冲反吹，气路流向如图中箭头指向所示。
[0042]结合图4，本发明的智能流速仪皮托管负反吹气路图。气路经第三电磁阀YV3、四通管4-WAY、第二电磁阀YV2至皮托管的静压管;皮托管负脉冲反吹，气路流向如图中箭头指向所示。
[0043]结合图5，本发明的智能流速仪皮托管校零气路图。差压变送器△P的正压端通过第一三通管3-WAY1与第一电磁阀YVl的第一接口连接，第一电磁阀YVl的第二接口与皮托管的全压管连接;差压变送器Δ P的负压端通过第二三通管3-WAY2与第二支电磁阀YV2的第一接口连接，第二电磁阀YV2的第二接口与皮托管的静压管连接，同时在差压变送器△ P的正压端与负压端通过第一三通管3-WAY1、第二三通管3-WAY2并联第四电磁阀YV4在回路中。皮托管校零，差压变送器A P正压端和负压端导通。
[0044]结合图6，本发明的智能流速仪堵塞检查前气路平衡气路图。差压变送器△P的正压端通过第一三通管3-WAY1与第一电磁阀YVl的第一接口连接，第一电磁阀YVl的第二接口与皮托管的全压管连接;差压变送器A P的负压端通过第二三通管3-WAY2与第二支电磁阀YV2的第一接口连接，第二电磁阀YV2的第二接口与皮托管的静压管连接，差压变送器Δ P的正压端与负压端通过第一三通管3-WAY1、第二三通管3-WAY2并联第四电磁阀YV4在回路中；同时第二电磁阀YV2通过四通管4-WAY与第五电磁阀YV5的第一接口连接，其第二接口与烟气压力管连接。在皮托管堵塞检查前，先将差压变送器A P与烟气压力测量管导通，使气路达到平衡状态，该点位为参考点。
[0045]结合图7，本发明的智能流速仪全压管堵塞检查气路图。在皮托管校零后，皮托管的全压管通过第一电磁阀YVl、第一三通管3-WAY1与差压变送器Δ P的正端连接，同时，烟气压力管通过第五电磁阀YV5、四通管4-WAY、第二电磁阀YV2、第二三通管3-WAY2与差压变送器的负端连接，实现差压测量，此时的差压值越接近零，管路堵塞越严重。
[0046]结合图8，本发明的智能流速仪静压管堵塞检查气路图。在皮托管校零后，皮托管的静压管通过第二电磁阀YV2、第二三通管3-WAY2与差压变送器Δ P的负端连接，同时，烟气压力管通过第五电磁阀YV5、四通管4-WAY、第一电磁阀YV1、第一三通管3-WAY1与差压变送器Δ P的正端连接，实现差压测量，此时的差压值越接近零，管路堵塞越严重。
【主权项】
1.一种智能流速仪，其特征在于，包括皮托管、烟气压力管、温度传感器、压力变送器、差压变送器、微控制单元、串口单元和显示单元； 所述皮托管内设有全压管、静压管和测温管，皮托管尾端通过对装法兰固定在烟道外壁上； 所述温度传感器设置在测温管内，用于采集烟囱内烟气温度，所述压力变送器通过烟气压力管采集烟囱内烟气压力，所述差压变送器通过全压管和静压管采集烟囱内烟气差压； 所述微控制单元用于根据采集的烟气差压确定烟囱内烟气流速； 所述显示单元用于显示烟气内温度、压力以及差压； 所述串口单元用于微控制单元与外部通信，实现远程数据显示和实测数据的校准修改。2.根据权利要求1所述的智能流速仪，其特征在于，智能流速仪还包括第一电磁阀(YV1)、第二电磁阀(YV2)、第三电磁阀(YV3)、第四电磁阀(YV4)、第五电磁阀(YV5)、第一三通管(3-WAY1)、第二三通管(3-WAY2)、四通管(4-WAY)和驱动输出单元，所述驱动输出单元包括三极管和继电器，三极管对微控制单元提供的脉冲信号进行放大，通过继电器输出端控制第三电磁阀(YV3)吸合、断开； 差压变送器(AP)的正压端通过第一三通管(3-WAY1)与第一电磁阀(YVl)的第一接口连接，第一电磁阀(YVl)的第二接口与皮托管的全压管连接;差压变送器(△ P)的负压端通过第二三通管(3-WAY2)与第二电磁阀(YV2)的第一接口连接，第二电磁阀(YV2)的第二接口与皮托管的静压管连接； 所述第一三通管(3-WAYI)与第二三通管(3-WAY2)之间通过第四电磁阀(YV4)连接，第三电磁阀(YV3)的一端接继电器输出端，另一端通过四通管(4-WAY)分别与第一电磁阀(YVl)的第三接口、第二电磁阀(YV2)的第三接口和第五电磁阀(YV5)的第三接口连接，压力变送器通过第五电磁阀(YV5)与烟气压力管连接。3.根据权利要求1所述的智能流速仪，其特征在于，所述皮托管为S型皮托管。
【文档编号】G01D21/02GK106018876SQ201610619830
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月31日
【发明人】刘世胜, 尹宏清, 尹宏彦
【申请人】江阴市嘉臣光电科技有限公司