专利名称：一体化质量型平衡流量计及其一体化实流标定方法
技术领域：
本发明涉及一种流量计及其实流标定方法，尤其涉及一种差压式质量流量测量系统及其一体化实流标定方法。
背景技术：
一个完整的测量计包括两个主要部件:传感器与变送器。现今大量使用的板型流量传感器是标准孔板节流装置。由于只有一个节流孔，孔两边的死区产生大量涡流，消耗流体动能，会导致很大的永久压力损失；随机和杂乱涡流所形成的噪声引起去压点的信号波动，使测量线性度与重复性降低；并需要很长的直管段。2007年10月15日提交的专利号为200710162844.6、发明名称为《平衡孔板》的中国专利公开了一种高精度的AK平衡流量传感器。针对常用的板型流量传感器的技术缺陷，本系统采用了高精度的AK平衡流量传感器，其性能远高于一般的板型流量传感器，使得系统总体精度与综合性能有很大提高。2006年8月10日提交的专利号为200620111092.1、实用新型名称为《多参量智能
变送器》的中国专利公开了一种多参量智能变送器，它将差压变送器、压力变送器、温度变送器和流量积算仪结合为一体，可以作为流量变送器使用。各种测量部件由于不同的安装造成各种测量误差，各种部件的分别误差综合起来之后的误差加大。另外，现有的多参量变送器绝大部分采用了电容式的差压变送器与硅压阻式的压力变送器，还有少数采用复合硅压阻式的压力变送器，将压力变送器安装在差压变送器的一侧压力腔内，电气引线从差压变送器外引至上端主电路板。如图1、图2和图3所示的三种现有的多参量变送器，电气引线是从差压变送器外通过管道引至主电路板。如图4所示的又一种现有的多参量变送器，是通过外加罩壳将电气引线封闭。这些方法均存在着设备总体可靠性差与外观复杂等缺陷。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对目前两项独立的产品一板型流量传感器和多参数流量变送器的缺陷，提出一种由平衡流量传感器和多参数智能质量流量变送器组成的一体化质量型平衡流量计及其一体化实流标定方法。为解决以上的技术问题，本发明采用如下技术方案:一种一体化质量型平衡流量计，包括通过连接部件相连的平衡流量传感器和多参数智能质量流量变送器。其中，平衡流量传感器能够安装到待测管道中间以测量与流体相关的变量，多参数智能质量流量变送器包括硬件部分和智能部分，用来检测平衡流量传感器测量到的变量并计算输出流量值。对于上述的一体化质量型平衡流量计，多参数智能质量流量变送器(I)的硬件部分包括压力变送器电气引线的短管结构。
对于上述的一体化质量型平衡流量计，压力变送器电气引线大部分长度位于多参量变送器(I)的侧板内，其余部分的长度通过外部的短管(11)。对于上述的一体化质量型平衡流量计，短管(11)的长度为I厘米。对于上述的一体化质量型平衡流量计，多参数智能质量流量变送器(I)的智能部分集成有一组流量演算模型。对于上述的一体化质量型平衡流量计，所述一组流量演算模型包括蒸汽流量计算模型、天然气流量计算模型和常用液体温度-密度数据库、气体温压补偿、膨胀系数补偿、动态密度的计算补偿、以及动态雷诺数动态曲线补偿。一种用于上述的一体化质量型平衡流量计的一体化实流标定方法，利用多参数智能质量流量变送器智能部分中集成的一组流量演算模型进行校准。本发明技术方案主要的优点在于:1.一体化质量型平衡流量计，用户使用简单，安装方便，用户无需标定，无需进行复杂的设置。2.压力变送器电气线路的短管结构简化了结构，提高了多参量变送器可靠性。3.一体化质量型平衡流量计，将由高精度的AK平衡流量传感器和A系列多参数智能质量流量变送器组成一体，并实施实流标定，可最大程度将各传感器误差、部件误差、安装误差、理论误差、制作误差等相抵与消除，大幅度提高了系统的测量精度，使流量测量范围扩大至1: 10。
图1-图4示出四种现有的多参量变送器；图5A和图5B分别从不同视角示出本发明一个实施例所述的一体化质量型平衡流量计；图6示出图5所示的流量计中的多参数智能质量流量变送器；图7示出本发明一体化质量型平衡流量计中参量智能变送器智能部分所包括的动态雷诺数动态曲线补偿。
具体实施例方式如图5A和图5B所示，本发明的一体化质量型平衡流量计包括通过连接部件3相连的平衡流量传感器2和多参数智能质量流量变送器I。其中，平衡流量传感器2能够安装到待测管道中间以测量与流体相关的变量，多参数智能质量流量变送器I包括硬件部分和智能部分，用来检测流量传感器2测量到的流体变量并计算输出流量值。因为本发明的流量计采用高精度的AK平衡流量传感器2，其性能远高于一般的板型流量传感器，所以流量计总体精度与综合性能有很大提高。对于流量计中多参数智能质量流量变送器I硬件部分的改进，如图6所示，多参数智能质量流量变送器I的硬件部分包括压力变送器电气引线的短管结构。多参量变送器I包括差压变送器与压力变送器，将压力变送器安装在差压变送器一侧的压力腔内，压力变送器至上端主电路板的电气线路大部分长度位于多参量变送器的侧板内，仅有一部分长度比如I厘米通过外部的短管11。这种短管结构与上述各种现有技术方案相比，提高了可靠性，外观未受影响，有明显的技术优势。对于流量计中多参数智能质量流量变送器I智能部分的改进，多参数智能质量流量变送器部件I的智能部分集成多种补偿即一组流量演算模型和流量仿真技术进行校准，其中包括蒸汽流量计算模型(1967IFC)、天然气流量计算模型(AGANX19)和常用液体温度-密度数据库，以及气体温压补偿、膨胀系数补偿、动态密度的计算补偿，还包括动态雷诺数动态曲线补偿，如图7所示。由于本发明的流量计实现了动态的雷诺数补偿，因此在以水或空气作介质进行标定之后，可以方便地转换成用于其他任一种用户介质。本发明的流量计将流量测量的两大主要部件传感器与变送器组成一体化的流量计，大大减少了由于引压管的不同安装位置以及传感器的加工误差造成的测量差压的误差，并减少了计算后的流量误差。针对各种部件的分别误差综合起来之后的误差的加大，本发明的流量计采用了一体化标定和数据补偿，最大限度地消除和抵消了各部件和各传感器的分别的误差。本发明一体化质量型平衡流量计的最具有优势的特征是利用上述集成的流量演算模型进行一体化实流标定，可将各传感器误差、部件误差、安装误差、理论误差、制作误差等一并相抵与消除，将以最完善的方式达到最好的系统测量精度。本发明的流量计由高精度的AK平衡流量传感器和A系列多参数智能质量流量变送器通过连接部件连接构成，集成多种补偿即流量演算模型，通过实流标定和流量仿真技术进行校准。本发明一体化质量型平衡流量计有优良的性能并极大地方便用户使用。实现统一标定，使流量测量范围扩展到1: 10，测试精度有很大的提高。
权利要求
1.一种一体化质量型平衡流量计，其特征在于包括通过连接部件(3)相连的平衡流量传感器(2)和多参数智能质量流量变送器(1)，其中，平衡流量传感器(2)能够安装到待测管道中间以测量与流体相关的变量，多参数智能质量流量变送器(I)包括硬件部分和智能部分，用来检测平衡流量传感器(2)测量到的变量并计算输出流量值。
2.如权利要求1所述的一体化质量型平衡流量计，其特征在于多参数智能质量流量变送器(I)的硬件部分包括压力变送器电气引线的短管结构。
3.如权利要求2所述的一体化质量型平衡流量计，其特征在于压力变送器电气引线大部分长度位于多参量变送器(I)的侧板内，其余部分的长度通过外部的短管(11)。
4.如权利要求3所述的一体化质量型平衡流量计，其特征在于短管(11)的长度为I厘米。
5.如权利要求1所述的一体化质量型平衡流量计，其特征在于多参数智能质量流量变送器(I)的智能部分集成有一组流量演算模型。
6.如权利要求5所述的一体化质量型平衡流量计，其特征在于所述一组流量演算模型包括蒸汽流量计算模型、天然气流量计算模型和常用液体温度-密度数据库、气体温压补偿、膨胀系数补偿、动态密度的计算补偿、以及动态雷诺数动态曲线补偿。
7.一种用于如上述任一项权利要求所述的一体化质量型平衡流量计的一体化实流标定方法，其特征在于利用多参数智能质量流量变送器(I)智能部分中集成的一组流量演算模型进行校准。
全文摘要
本发明公开了一种一体化质量型平衡流量计及其一体化实流标定方法。该流量计包括通过连接部件(3)相连的平衡流量传感器(2)和多参数智能质量流量变送器(1)。其中，平衡流量传感器(2)能安装到待测管道中间以测量与流体相关的变量，多参数智能质量流量变送器(1)包括硬件部分和智能部分，用来检测平衡流量传感器(2)测量到的变量并计算输出流量值。该流量计的一体化实流标定方法利用多参数智能质量流量变送器(1)智能部分中集成的一组流量演算模型进行校准。该流量计使用简单，安装方便，用户无需标定，无需复杂设置；由平衡流量传感器和多参数智能质量流量变送器组成并实施实流标定，可抵消各种误差，提高测量精度。
文档编号G01F1/76GK103090918SQ20111033236
公开日2013年5月8日 申请日期2011年10月27日 优先权日2011年10月27日
发明者周人, 陈家祥 申请人:上海科洋科技发展有限公司