智能能源介质综合测量装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及能源介质的温度、压力、流量等物理量智能化测量领域，按国家产业领域划分，属于IT产业领域，属国家重点扶持行业，特别涉及一种节能型流量测量节流
目.0
【背景技术】
[0002]冶金、选矿、建材、市政等企业耗用大量煤气、天然气、水、氧气、氮气、水蒸汽等能源。能源管理系统是耗能企业节能降耗的重要手段，能源介质流量、温度、压力等物理量的精准在线测量是能源管理系统的基础。目前对能源介质的测量大多采用温度传感器、压力变送器、流量计等分别进行，其中气体流量测量一般采用孔板或插入式节流装置。上述测量装置及方法具有以下局限性:(1)安装分散，施工难度大、对现场条件要求高；(2)准确度较低；(3)装置本身损力损失大、耗能高；(4)智能化程度低。
【实用新型内容】
[0003]针对上述现有技术中存在的问题和需求，本实用新型提供了一种能够集测量介质的温度、压力和流量于一体的智能能源介质综合测量装置。
[0004]本新型采用的技术方案是:
[0005]一种智能能源介质综合测量装置，包括智能变送测量主机和节流件，智能变送测量主机置于管道外部，节流件用连接件安装在管道内部；
[0006]所述智能变送测量主机包括箱体和安装在箱体内的智能仪表，箱体底部设置有接线端子，箱体内还安装有差压变送单元和压力变送单元；所述的智能仪表包括处理器模块、模数转换模块、存储模块、人机交互模块、电源处理模块、通讯模块、开关量输出模块；
[0007]所述节流件为一体化多孔结构，它包括取压室、节流板和连接法兰，节流板设置在连接法兰的轴线中央位置，节流板上沿其圆周均布节流孔；取压室分设在节流板两侧的连接法管壁上；节流板中嵌装有温度传感器；
[0008]所述取压室的导压孔通过导压管与智能变送测量主机的导压孔连接；所述温度传感器通过测温电缆与智能变送测量主机的接线端子连接。
[0009]连接法兰中央为中空管体，管体前后端面为法兰盘，节流板为圆形板体，设置在连接法兰的中空管体的轴线中央位置，其外圆周与连接法兰内壁固接。
[0010]节流板中央设置一大节流孔，其外圆周上均布有若干小节流孔，节流孔的数量、位置和孔径根据不同管道口径通过计算与测试确定。
[0011]本实用新型的有益效果是:
[0012](I)可实现对能源介质的温度、压力、流量进行一体化测量，安装方便；
[0013](2)变送、计算、显示、通讯等功能集成于一个主机中，智能化程度高，应用范围广；
[0014](3)与其它节流式仪表相比，显著地降低介质的阻力损失，能源消耗低；
[0015](4)可显著地消弱节流件两侧的涡流现象，使介质流动状态更稳定，测量准确度和稳定性尚。
[0016]本实用新型采用了集成化变送测量结构、智能化计算主机、一体化多孔节流件，具有标准通讯接口，可实现温度、压力、流量等物理量的高精度测量。在此基础上，还具有结构紧凑、外观美观、安装方便、高效节能等特点。可广泛地应用于冶金、建材、化工、市政等行业的流体监测与控制过程，特别适用于能源管理系统的能源介质终端计量，填补了国内该技术领域的空白，具有较好的市场应用前景。
【附图说明】
[0017]图1是本实用新型的结构组成图。
[0018]图2是本实用新型的一体化多孔节流件结构图。
[0019]图3是本实用新型中的节流件侧视图。
[0020]图4是节流件沿取压孔轴线和管道轴线所在平面的剖面图.
[0021]图5是节流件沿温度测量孔轴线和管道轴线所在平面的剖面图。
[0022]图中，1.管道；2.节流件，21.节流板，22.取压室，23.连接法兰，24.测温电阻；3.智能变送测量主机，30.智能仪表，31.差压变送单元，32.压力变送单元；300.处理器模块，301?303.模数转换模块，304.存储模块，305.人机交互模块，306.电源处理模块，307.通讯模块，308.开关量输出模块。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图和实施例对本新型做进一步说明。
[0024]参见附图1-5，本新型所公开的这种智能能源介质综合测量装置，包括智能变送测量主机和节流件，智能变送测量主机固定在管道外部的墙壁或支架上，主机通过电缆接入220VAC电源，并通过通讯网络接入能源管理系统，节流件用连接件安装在能源介质管道I的内部。智能变送测量主机将压力和差压信号变送成标准电流信号，对压力、差压等电流信号和温度电阻信号进行数据采集和数据处理，通过温压补偿的方式进行流量计算，同时实现信息显示、人机交互、联网通讯等功能。一体化多孔节流件:用于产生并传导介质节流前后的压力差，以及介质的压力、温度等信号。智能变送测量主机和节流件构成一套能源介质温度压力流量综合测量装置，将各物理量数据通过网络传输给能源管理系统，作为能源介质的在线监测、能耗分析、平衡调度等计算的基础数据。
[0025]智能变送测量主机3包括箱体和安装在箱体内的智能仪表30，箱体底部设置有接线端子，箱体内还安装有差压变送单元31和压力变送单元32;所述的智能仪表包括处理器模块300，模数转换模块301?303，存储模块304，人机交互模块305，电源处理模块306，通讯模块307，开关量输出模块308。
[0026]节流件2为一体化多孔结构，它包括节流板21，取压室22，连接法兰23，测温电阻24。节流板设置在连接法兰的轴线中央位置，节流板上沿其圆周均布节流孔；取压室分设在节流板两侧的连接法管壁上；节流板中嵌装有温度传感器。连接法兰中央为中空管体，管体前后端面为法兰盘，节流板为圆形板体，设置在连接法兰的中空管体的轴线中央位置，其外圆周与连接法兰内壁焊接固定。节流板中央设置一大节流孔，其外圆周上均布有若干小节流孔，本实施例汇总，小节流孔个数为八个。节流孔的数量、位置和孔径根据不同管道口径通过计算与测试确定。
[0027]取压室的导压孔通过导压管与智能变送测量主机的导压孔连接；所述温度传感器通过测温电缆与智能变送测量主机的接线端子连接。
[0028]在使用过程中，一体化多孔节流件以法兰联接的形式接入能源介质的管道中，从节流件输出一路测量温度的电阻信号、一路测量压力的气体信号、二路测量差压的气体信号。气体信号接入智能变送测量主机的压力变送单元和差压变送单元，变送成电流信号。电流信号和电阻信号接入主机的计算显示单元，通过软件计算出能源介质温度、压力、流量的瞬时值及流量的累积值，实时轮巡显示于面板上，并通过网络上传至能源管理系统。
[0029]智能测量主机中的差压变送单元和压力变送单元可分别输出标准4_20mA电流信号。智能变送测量主机具有数据存储功能，并具有Modbus和Ethernet通讯接口。智能测量主机的箱体为钢质，具有透明显示窗口，防护等级不低于IP43。
[0030]流体在管道内的节流板处形成局部收缩后，流体的流速增加，在节流板的前后产生压差，管道中的流量与差压的平方根成正比。节流板的上述特殊结构，有效地降低流体在节流孔前后的紊流现象，削弱涡流的形成，从而使测量信号稳定、线性度高、测量范围广。同时，显著地降低节流孔处的动能损失，从而减少了流体运行所需的能量消耗，节省运行费用。
[0031]电源处理模块用于电源的转换和处理。220VAC的外来电源，经过变压器输出32VAC/9VAC的电压，再将输出的电压经过直流整流与滤波处理，最终通过稳压模块获得24VDC/5VDC的电压，用于整个装置的供电。
[0032]模数转换模块即(A/D)模块用于电流信号和电阻信号的模数转换。所述模数转换(A/D)单元采用8位低速高精度芯片ADC0809模数转换器。模数转换(A/D)模块接收来自变送单元的信号，经过放大、限幅、带通滤波、峰值检波、整形、比较等处理后成为脉冲采样方波信号，并反馈给处理器单元。
[0033]处理器模块用于数据的计算。处理器模块采用STC89S52单片机作为控制核心元件，并配以复位电路、震荡电路、上拉电阻等外围电路组成一套计算单元。处理器单元根据中断请求，对经模数转换的数据进行运算和处理。
[0034]人机交互模块采用LED数码管自动轮巡显示测量数据，采用LED指示灯显示上电、通讯、物理量等状态，采用触摸键盘输入组态参数数据。该设计充分适应于户外条件下对低温和防护等级的要求。
[0035]通讯模块提供标准的Ethernet和Modbus网络接口，二者可选其一，以方便接入能源管理系统主干网。网络参数的组态通人机交互按键或Modbus远程通讯(默认参数下)两种方式实现。
[0036]以上实施例仅仅起到解释本实用新型技术方案的作用，本实用新型所要求的保护范围并不局限于上述实施例所述的实现方法和具体实施步骤。因此，仅对上述实施例中具体部件及算法进行简单替换，但其实质内容仍与本文所述方法相一致的技术方案，均应属于本申请的保护范围。
【主权项】
1.一种智能能源介质综合测量装置，包括智能变送测量主机和节流件，其特征在于，智能变送测量主机置于管道外部，节流件用连接件安装在管道内部； 所述智能变送测量主机包括箱体和安装在箱体内的智能仪表，箱体底部设置有接线端子，箱体内还安装有差压变送单元和压力变送单元；所述的智能仪表包括处理器模块、模数转换模块、存储模块、人机交互模块、电源处理模块、通讯模块、开关量输出模块； 所述节流件为一体化多孔结构，它包括取压室、节流板和连接法兰，节流板设置在连接法兰的轴线中央位置，节流板上沿其圆周均布节流孔；取压室分设在节流板两侧的连接法管壁上；节流板中嵌装有温度传感器； 所述取压室的导压孔通过导压管与智能变送测量主机的导压孔连接；所述温度传感器通过测温电缆与智能变送测量主机的接线端子连接。2.根据权利要求1所述的智能能源介质综合测量装置，其特征在于，所述连接法兰中央为中空管体，管体前后端面为法兰盘，节流板为圆形板体，设置在连接法兰的中空管体的轴线中央位置，其外圆周与连接法兰内壁固接。
【专利摘要】一种智能能源介质综合测量装置，包括智能变送测量主机和节流件，智能变送测量主机置于管道外部，节流件安装在管道内部；智能变送测量主机包括箱体和智能仪表，箱体底部有接线端子；节流件包括取压室、节流板和连接法兰，节流板设置在连接法兰的轴线中央位置；取压室分设在节流板两侧的连接法管壁上；节流板中嵌装有温度传感器；取压室的导压孔通过导压管与智能变送测量主机的导压孔连接；温度传感器通过测温电缆与智能变送测量主机的接线端子连接。本新型采用了集成化变送测量结构、智能化计算主机、一体化多孔节流件，具有标准通讯接口，可实现温度、压力、流量等物理量的高精度测量，结构紧凑、外观美观、安装方便、高效节能。
【IPC分类】G01D21/02
【公开号】CN204705379
【申请号】CN201520448053
【发明人】杜学强, 宋占贤, 唐立全, 张秀敏
【申请人】唐山阿诺达自动化有限公司
【公开日】2015年10月14日
【申请日】2015年6月26日