专利名称：一种阶梯式双孔板差压流体流量测量装置及其测量方法
技术领域：
本发明涉及一种阶梯式双孔板差压流体流量测量装置及其测量方法。
背景技术：
孔板流量装置被广泛应用于冶金、电力、煤炭、化工、石油、供热、航空等生产工艺过程流量的测量，如对液体，空气，蒸气等流体的流量的测量。如果孔板流量测量装置精度不高，造成无法精确监控流量，将影响正常 的生产，甚至严重影响产品的质量。目前，在测量液体，空气，蒸气等介质的流量的时候，都是采用传统的方法，将一标准孔板安装在流体管道上面，对孔板前的压力和温度以及前后的压差分别采用压力和温度传感器以及压差传感器进行测量并转化为电信号，输送给二次仪表，计算出流量。鉴于孔板的尺寸不变，测量范围也将不变，在流体流量大的情况下，这种测量流量的方法准确度高。但在实际生产中，管道内的流体并非全天候都是以大流量的方式运行，有时因为上游供应缺乏或者下游耗气量少的原因，也会以小流量的方式运行，但因为采用的是大流量孔板，在精度不变的情况下，这种测量流体流量的方法，其测得的流量和实际流量就会产生很大的偏差，影响计量的准确性，进而影响下游的生产，导致下游生产的产品品质下降，严重影响企业的声誉！
发明内容
本发明的目的是提供一种阶梯式双孔板差压流体流量测量装置，解决了单一孔板导致的测量小流量不准确的难题，能够精确测量大量程范围流体的流量。本发明的另一个目的是提供一种阶梯式双孔板差压流体流量测量方法。本发明的目的是通过以下技术措施实现的一种阶梯式双孔板差压流体流量测量装置，包括待测流体流过的主管道、第一压力传感器和用于计算待测流体流量的运算设备，所述主管道上安装有大孔径孔板和用于采集待测流体温度的温度传感器，所述第一压力传感器的引压口与所述大孔径孔板的进口连通，其特征在于所述的流量测量装置还设有管径小于所述主管道的支管道、第二压力传感器、用于采集孔板进出口压差数据的低压压差传感器和高压压差传感器；所述主管道在位于大孔径孔板下游的管段上设有分流孔和汇流孔，所述支管道与主管道的分流孔和汇流孔连通，所述支管道上安装有小孔径孔板，所述主管道在分流孔和汇流孔之间的管段上安装有受控于所述运算设备的关断阀，所述第二压力传感器的引压口与所述小孔径孔板的进口连通，所述低压压差传感器的高、低压引压口通过受控于所述运算设备的第一选通装置以择一连通的方式与所述大孔径孔板的进、出口或小孔径孔板的进、出口连通，所述高压压差传感器的高、低压引压口通过受控于所述运算设备的第二选通装置以择一连通的方式与所述大孔径孔板的进、出口或小孔径孔板的进、出口连通，所述温度传感器、第一压力传感器、第二压力传感器、低压压差传感器和高压压差传感器的信号输出端分别与所述运算设备的相应接口电连接。作为发明的一种实施方式，所述第一选通装置包括受控于所述运算设备的二位三通的第一换向阀和第二换向阀，所述第二选通装置包括受控于所述运算设备的二位三通的第三换向阀和第四换向阀，所述大孔径孔板的进口分别连通所述第一换向阀和第三换向阀的右进口，所述大孔径孔板的出口分别连通所述第二换向阀和第四换向阀的右进口，所述小孔径孔板的进口分别连通所述第一换向阀和第三换向阀的左进口，所述小孔径孔板的出口分别连通所述第二换向阀和第四换向阀的左进口，所述低压压差传感器的高压引压口连通所述第一换向阀的出口、低压引压口连通所述第二换向阀的出口，所述高压压差传感器的高压引压口连通所述第三换向阀的出口、低压引压口连通所述第四换向阀的出口。作为发明的一种实施方式，所述第一换向阀和第二换向阀组成受控于所述运算设备的第一联动式换向阀组，所述第三换向阀和第四换向阀组成受控于所述运算设备的第二联动式换向阀组。作为发明的一种实施方式，所述主管道上开有位于大孔径孔板进口位置正前方的第一采压孔、出口位置正后方的第二采压孔，所述支管道上开有位于小孔径孔板进口位置正前方的第三采压孔、出口位置正后方的第四采压孔，所述第一压力传感器的引压口通过所述第一采压孔与所述大孔径孔板的进口连通，所述大孔径孔板的进口通过所述第一采压孔、出口通过所述第二采压孔分别与所述换向阀的右进口连通，所述第二压力传感器的引压口通过所述第三采压孔与所述小孔径孔板的进口连通，所述小孔径孔板的进口通过所述第三采压孔、出口通过所述第四采压孔分别与所述换向阀的左进口连通。作为发明的一种实施方式，所述第一采压孔开设于相距所述大孔径孔板为十倍主管道内径长度的位置上，所述第二采压孔开设于相距所述大孔径孔板为五倍主管道内径长度的位置上，所述第三采压孔开设于相距所述小孔径孔板为十倍支管道内径长度的位置上，所述第四采压孔开设于相距所述小孔径孔板为五倍支管道内径长度的位置上。为了保证流量测量装置的工作可靠性，所述关断阀、第一换向阀、第二换向阀、第三换向阀和第四换向阀均为气控阀，所述的流量测量装置还包括一端口连通低压气源的气源管道，所述气源管道上按气体流向依次安装有人工关断阀、过滤器、减压阀和压力表，所述气源管道的另一端口分别连通受控于所述运算设备的第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀的进气口，所述第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀的排气口分别连通消音器的进气口，所述第一电磁阀的出气口连通所述关断阀的控制口，所述第二电磁阀的出气口连通所述第一联动式换向阀组的控制口，所述第三电磁阀的出气口连通所述第二联动式换向阀组的控制口，所述第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀均为常闭型的二位三通阀。本发明的另一个目的是通过以下技术措施实现的所述的流量测量方法是在权利要求5所述的阶梯式双孔板差压流体流量测量装置上进行的，包括如下步骤(a)流量测量装置初始化，关断阀的阀门关闭，第一联动式换向阀组和第二联动式换向阀组的右进口关闭、左进口打开；(b)通过温度传感器测得主管道中待测流体的温度数据，通过第一压力传感器测得大孔径孔板进口的压力数据，通过第二压力传感器测得小孔径孔板进口的压力数据；(c)通过低压压差传感器测得步骤(a)时小孔径孔板进出口的压差数据，运算设备以该压差数据和步骤(b)获得的数据，根据已知的孔板流量计算公式计算待测流体的流量;
(d)若步骤(C)中低压压差传感器满量程，则运算设备控制第一联动式换向阀组切换工作位，第一联动式换向阀组的左进口关闭、右进口打开，通过高压压差传感器测得小孔径孔板进出口的压差数据，运算设备以该压差数据和步骤(b)获得的数据，根据已知的孔板流量计算公式计算待测流体的流量；
(e)若步骤(d)中待测流体的流量超出小孔径孔板的上限流量，则运算设备控制关断阀切换工作位，关断阀的阀门打开，运算设备控制第二联动式换向阀组切换工作位，第二联动式换向阀组的左进口关闭、右进口打开，通过低压压差传感器测得此时大孔径孔板进出口的压差数据，运算设备以该压差数据和步骤(b)获得的数据，根据已知的孔板流量计算公式计算待测流体的流量；(f)若步骤(e)中低压压差传感器满量程，则运算设备控制第一联动式换向阀组切换工作位，第一联动式换向阀组的右进口关闭、左进口打开，通过高压压差传感器测得大孔径孔板进出口的压差数据，运算设备以该压差数据和步骤(b)获得的数据，根据已知的孔板流量计算公式计算待测流体的流量。与现有技术相比，本发明的阶梯式双孔板差压流体流量测量装置采用两块不同规格的标准孔板和两个不同量程的压差传感器，通过阶梯分段的方式，即通过两套独立的二位三通换向阀组，对流体主管道内不同范围的流量进行分开测量，达到大流量采用大孔板测量，小流量采用小孔板测量，并将孔板的进口压力和温度以及压差信号一起输送到运算设备计算空气的流量，对管道里的流体流量进行精确的测量，提高计量的精度，从而保证产品的生产品质，满足相关标准的要求，解决了单一孔板导致的测量小流量不准确的难题。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明图I为本发明实施例一的结构原理图；图2为本发明实施例二中气源供给装置的结构原理图；图中T1-温度传感器；Ρ1-第一压力传感器；Β1-大孔径孔板；V1-关断阀；A1_孔板控制气源；P2-第二压力传感器；B2-小孔径孔板；V2-第一换向阀；V3-第二换向阀；GVl-第一联动式换向阀组；V4-第三换向阀；V5-第四换向阀；GV2-第二联动式换向阀组；DPl-低压压差传感器；DP2-高压压差传感器；A2-低压压差控制气源；A3-高压压差控制气源；A0-低压气源；V6-人工关断阀；V11-过滤器；V7-减压阀；P3-压力表；V8_第一电磁阀；V9-第二电磁阀；V10-第三电磁阀。
具体实施例方式实施例一如图I所示，本发明的阶梯式双孔板差压流体流量测量装置，包括待测流体流过的主管道、第一压力传感器Pl和用于计算待测流体流量的运算设备，所述主管道上安装有大孔径孔板BI和用于采集待测流体温度的温度传感器Tl，所述第一压力传感器Pl的引压口与所述大孔径孔板BI的进口连通，与现有技术中的流量测量装置不同点在于，该流量测量装置还设有管径小于所述主管道的支管道、第二压力传感器P2、用于采集孔板进出口压差数据的低压压差传感器DPl和高压压差传感器DP2 ;所述主管道在位于大孔径孔板BI下游的管段上设有分流孔5和汇流孔6，所述支管道与主管道的分流孔5和汇流孔6连通，所述支管道上安装有小孔径孔板B2，所述主管道在分流孔5和汇流孔6之间的管段上安装有受控于所述运算设备的关断阀VI，该关断阀Vl在小孔径孔板B2的流量满量程时打开，所述第二压力传感器P2的引压口与所述小孔径孔板B2的进口连通，所述低压压差传感器DPl的高、低压引压口通过受控于所述运算设备的第一选通装置以择一连通的方式与所述大孔径孔板BI的进、出口或小孔径孔板B2的进、出口连通，该第一选通装置在低压压差传感器DPl满量程时将大孔径孔板BI的进、出口与低压压差传感 器DPl的高、低压引压口连通，所述高压压差传感器DP2的高、低压引压口通过受控于所述运算设备的第二选通装置以择一连通的方式与所述大孔径孔板BI的进、出口或小孔径孔板B2的进、出口连通，该第二选通装置在高压压差传感器DP2满量程时将大孔径孔板BI的进、出口与高压压差传感器DP2的高、低压引压口连通，所述温度传感器Tl、第一压力传感器P1、第二压力传感器P2、低压压差传感器DPl和高压压差传感器DP2的信号输出端分别与所述运算设备的相应接口电连接。在实际应用中，低压压差传感器DPl的量程较小，以满足待测流体最小流量时的测量精度为量程的选取条件，高压压差传感器DP2的量程较大，以满足待测流体最大流量时的测量范围为量程的选取条件。其中，上述第一选通装置包括受控于所述运算设备的二位三通的第一换向阀V2和第二换向阀V3，所述第二选通装置包括受控于所述运算设备的二位三通的第三换向阀V4和第四换向阀V5，所述大孔径孔板BI的进口分别连通所述第一换向阀V2和第三换向阀V4的右进口，所述大孔径孔板BI的出口分别连通所述第二换向阀V3和第四换向阀V5的右进口，所述小孔径孔板B2的进口分别连通所述第一换向阀V2和第三换向阀V4的左进口，所述小孔径孔板B2的出口分别连通所述第二换向阀V3和第四换向阀V5的左进口，所述低压压差传感器DPl的高压引压口连通所述第一换向阀V2的出口、低压引压口连通所述第二换向阀V3的出口，所述高压压差传感器DP2的高压引压口连通所述第三换向阀V4的出口、低压引压口连通所述第四换向阀V5的出口。该四个换向阀的左进口在常态下处于开通状态，右进口在常态下处于关闭状态，它们可以因应装置的使用条件选用气控阀、液控阀、电磁阀，或现有技术中其他控制形式的阀门。并且，因应装置测量不同性质的流体，如气体、液体或蒸汽也可选用现有技术中相应的阀门。上述第一换向阀V2和第二换向阀V3可以组成受控于所述运算设备的第一联动式换向阀组GVl，所述第三换向阀V4和第四换向阀V5可以组成受控于所述运算设备的第二联动式换向阀组GV2。上述主管道上开有位于大孔径孔板BI进口位置正前方的第一采压孔I、出口位置正后方的第二采压孔2，所述支管道上开有位于小孔径孔板B2进口位置正前方的第三采压孔3、出口位置正后方的第四采压孔4，所述第一压力传感器Pl的引压口通过所述第一采压孔I与所述大孔径孔板BI的进口连通，所述大孔径孔板BI的进口通过所述第一采压孔I、出口通过所述第二采压孔2分别与所述换向阀的右进口连通，所述第二压力传感器P2的引压口通过所述第三采压孔3与所述小孔径孔板B2的进口连通，所述小孔径孔板B2的进口通过所述第三采压孔3、出口通过所述第四采压孔4分别与所述换向阀的左进口连通。优选地，上述第一采压孔I开设于相距所述大孔径孔板BI为十倍主管道内径长度的位置上，所述第二采压孔2开设于相距所述大孔径孔板BI为五倍主管道内径长度的位置上，所述第三采压孔3开设于相距所述小孔径孔板B2为十倍支管道内径长度的位置上，所述第四采压孔4开设于相距所述小孔径孔板B2为五倍支管道内径长度的位置上，而采样孔的采压方式为标准的角接采压。另外，上述四个采压孔1、2、3、4优先选用英制(-4)管与两个联动式换向阀组GV1、GV2连通，并通过三通实现分路。
本发明的阶梯式双孔板差压流体流量测量方法是在上述阶梯式双孔板差压流体流量测量装置上进行的，包括如下步骤(a)流量测量装置初始化，关断阀Vl的阀门关闭，第一联动式换向阀组GVl和第二联动式换向阀组GV2的右进口关闭、左进口打开；流动在主管道中的待测流体流过大孔径孔板BI后分流为两路，一路流动在主管道中并被关断阀Vl所截断，另一路流动在支管道中，流过小孔径孔板B2后从汇流孔汇流入主管道中，主管道中通过第一采压孔I和第二采压孔2流出的待测流体一路为第一联动式换向阀组GVl所截断，另一路为第二联动式换向阀组GV2所截断，支管道中通过第三采压孔3和第四采压孔4流出的待测流体一路通过第一联动式换向阀组GVl流入低压压差传感器DPl的高、低压引压口，另一路通过第二联动式换向阀组GV2流入高压压差传感器DP2的高、低压引压口 ；(b)通过温度传感器Tl测得主管道中待测流体的温度数据，通过第一压力传感器Pl测得大孔径孔板BI进口的压力数据，通过第二压力传感器P2测得小孔径孔板B2进口的压力数据；(c)通过低压压差传感器DPl测得步骤(a)时小孔径孔板B2进出口的压差数据，运算设备以该压差数据和步骤(b)获得的数据，根据已知的孔板流量计算公式计算待测流体的流量，该计算公式为现有技术，在此不再赘述；(d)若步骤(C)中低压压差传感器DPl满量程，则运算设备控制第一联动式换向阀组GVl切换工作位，第一联动式换向阀组GVl的左进口关闭、右进口打开，支管道中通过第三采压孔3和第四采压孔4流出的待测流体为第一联动式换向阀组GVl所截断，主管道中通过第一采压孔I和第二采压孔2流出的待测流体通过第一联动式换向阀组GVl流入低压压差传感器DPl的高、低压引压口，通过高压压差传感器DP2测得小孔径孔板B2进出口的压差数据，运算设备以该压差数据和步骤(b)获得的数据，根据已知的孔板流量计算公式计算待测流体的流量；(e)若步骤(d)中待测流体的流量超出小孔径孔板B2的流量量程，则运算设备控制关断阀Vl切换工作位，关断阀Vl的阀门打开，主管道中的待测流体流过关断阀VI，运算设备控制第二联动式换向阀组GV2切换工作位，第二联动式换向阀组GV2的左进口关闭、右进口打开，支管道中通过第三采压孔3和第四采压孔4流出的待测流体为第二联动式换向阀组GV2所截断，主管道中通过第一采压孔I和第二采压孔2流出的待测流体通过第二联动式换向阀组GV2流入高压压差传感器DP2的高、低压引压口，通过低压压差传感器DPl测得此时大孔径孔板BI进出口的压差数据，运算设备以该压差数据和步骤(b)获得的数据，根据已知的孔板流量计算公式计算待测流体的流量；(f)若步骤(e)中低压压差传感器DPl满量程，则运算设备控制第一联动式换向阀组GVl切换工作位，第一联动式换向阀组GVl的右进口关闭、左进口打开，主管道中通过第一采压孔I和第二采压孔2流出的待测流体为第一联动式换向阀组GVl所截断，支管道中通过第三采压孔3和第四采压孔4流出的待测流体通过第一联动式换向阀组GVl流入低压压差传感器DPl的高、低压引压口，通过高压压差传感器DP2测得大孔径孔板BI进出口的压差数据，运算设备以该压差数据和步骤(b)获得的数据，根据已知的孔板流量计算公式计算待测流体的流量。实施例二如图2所示，流量测量装置往往应用于工业生产中，用于测量流体的流量，这样的生产环境一般是包含有潮湿、高温、高压、有腐蚀气体等恶劣状况的环境，若装置采用电磁阀，将会出现换向可靠性差、换向频率低等问题，为了保证流量测量装置的工作可靠性，实施例二的流量测量装置基本与上述实施例一相同，其区别在于关断阀VI、第一换向阀V2、第二换向阀V3、第三换向阀V4和第四换向阀V5均采用气控阀，并且实施例二的流量测量装置还包括提供用于驱动控制关断阀Vl的孔板控制气源Al、用于驱动控制第一联动式换向阀组GVl的低压压差控制气源A2、用于驱动控制第二联动式换向阀组GV2的高压压差控制气源A3的气源供给装置，该气源供给装置包括一端口连通低压气源AO的气源管道，所述气源管道上按气体流 向依次安装有人工关断阀V6、过滤器VII、减压阀V7和压力表P3，所述气源管道的另一端口分别连通受控于所述运算设备的第一电磁阀V8、第二电磁阀V9和第三电磁阀VlO的进气口，第一电磁阀V8、第二电磁阀V9和第三电磁阀VlO的排气口分别连通消音器Vl2的进气口，第一电磁阀V8的出气口产生孔板控制气源Al，其连通所述关断阀Vl的控制口 ；第二电磁阀V9的出气口产生低压压差控制气源A2，其连通所述第一联动式换向阀组GVl的控制口 ；第三电磁阀VlO的出气口产生高压压差控制气源A3，其连通所述第二联动式换向阀组GV2的控制口，所述第一电磁阀V8、第二电磁阀V9和第三电磁阀VlO均为常闭型的二位三通阀。本实施例二的工作原理如下首先，大流量流体在主管道内，首先经过一个温度传感器Tl，流入阶梯式双孔板差压空气流量测量装置的大孔径孔板BI，关断阀Vl常闭，流体流入小孔径孔板B2，两个孔板都对孔板的进口压力和前后压差进行了测量，但由于大孔板的前后压差信号均送往第一联动式换向阀组GVl和第二联动式换向阀组GV2的常闭口，大孔径孔板BI失去作用；小孔径孔板B2的前后压差信号均送往第一联动式换向阀组GVl和第二联动式换向阀组GV2的常开口和两个压差传感器DPl和DP2对接，装置首先根据低压压差传感器DPl压差信号和进口压力进行计算流体流量；其次，若低压压差传感器DPl达到满量程，为保护低压压差传感器DPl，第二电磁阀V9通电，低压差控制气源A2作动第一联动式换向阀组GVl，将大孔径孔板BI的压差信号和低压压差传感器DPl接通，同时装置采用高压压差传感器DP2的信号计算流体流量；再次，当空气流量超出小孔径孔板B2的流量量程时，第一电磁阀V8通电，孔板控制气源Al作动，打开关断阀VI，同时，第三电磁阀VlO通电，高压差控制气源A3也作动第二联动式换向阀组GV2，第二联动式换向阀组GV2将大孔径孔板BI的压差信号和高压压差传感器DP2接通，小孔径孔板B2失去作用，大孔径孔板BI的压差信号被提供给装置，装置首先根据低压压差传感器DPl压差信号和进口压力进行计算流体流量；最后，若低压压差传感器DPl达到满量程，为保护低压压差传感器DP1，第二电磁阀V9断电，低压差控制气源A2作动，第一联动式换向阀组GVl将大孔径孔板BI和低压压差传感器DPI的连接断开，装置采用来自高压压差传感器DP2的信号计算流体流量。
本发明的实施方式不限于此，根据上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，本发明还可以做出其它多种形式的等效修改、替换或变更，均可实现本发明目的。
权利要求
1.一种阶梯式双孔板差压流体流量測量装置，包括待测流体流过的主管道、第一压カ传感器(PD和用于计算待测流体流量的运算设备，所述主管道上安装有大孔径孔板(BI)和用于采集待测流体温度的温度传感器(Tl)，所述第一压カ传感器(PI)的引压ロ与所述大孔径孔板(BI)的进ロ连通，其特征在干所述的流量測量装置还设有管径小于所述主管道的支管道、第二压カ传感器(P2)、用于采集孔板进出ロ压差数据的低压压差传感器(DPI)和高压压差传感器(DP2);所述主管道在位于大孔径孔板(BI)下游的管段上设有分流孔(5)和汇流孔(6)，所述支管道与主管道的分流孔(5)和汇流孔(6)连通，所述支管道上安装有小孔径孔板(B2)，所述主管道在分流孔(5)和汇流孔(6)之间的管段上安装有受控于所述运算设备的关断阀(VI)，所述第二压カ传感器(P2)的引压ロ与所述小孔径孔板(B2)的进ロ连通，所述低压压差传感器(DPI)的高、低压引压ロ通过受控于所述运算设备的第一选通装置以择ー连通的方式与所述大孔径孔板(BI)的进、出口或小孔径孔板(B2)的进、出口连通，所述高压压差传感器(DP2)的高、低压引压ロ通过受控于所述运算设备的第二选通装置以择ー连通的方式与所述大孔径孔板(BI)的进、出口或小孔径孔板(B2)的进、出口连通，所述温度传感器(Tl)、第一压カ传感器(P1)、第二压カ传感器(P2)、低压压 差传感器(DPI)和高压压差传感器(DP2)的信号输出端分别与所述运算设备的相应接ロ电连接。
2.根据权利要求I所述的阶梯式双孔板差压流体流量測量装置，其特征在于所述第ー选通装置包括受控于所述运算设备的二位三通的第一换向阀(V2)和第二换向阀(V3)，所述第二选通装置包括受控于所述运算设备的二位三通的第三换向阀(V4)和第四换向阀(V5)，所述大孔径孔板(BI)的进ロ分别连通所述第一换向阀(V2)和第三换向阀(V4)的右进ロ，所述大孔径孔板(BI)的出口分别连通所述第二换向阀(V3)和第四换向阀(V5)的右进ロ，所述小孔径孔板(B2)的进ロ分别连通所述第一换向阀(V2)和第三换向阀(V4)的左进ロ，所述小孔径孔板(B2)的出口分别连通所述第二换向阀(V3)和第四换向阀(V5)的左进ロ，所述低压压差传感器(DPI)的高压引压ロ连通所述第一换向阀(V2)的出口、低压引压ロ连通所述第二换向阀(V3)的出口，所述高压压差传感器(DP2)的高压引压ロ连通所述第三换向阀(V4)的出口、低压引压ロ连通所述第四换向阀(V5)的出口。
3.根据权利要求2所述的阶梯式双孔板差压流体流量測量装置，其特征在于所述第一换向阀(V2)和第二换向阀(V3)组成受控于所述运算设备的第一联动式换向阀组(GVl)，所述第三换向阀(V4)和第四换向阀(V5)组成受控于所述运算设备的第二联动式换向阀组(GV2)。
4.根据权利要求3所述的阶梯式双孔板差压流体流量測量装置，其特征在于所述主管道上开有位于大孔径孔板(BI)进ロ位置正前方的第一采压孔(I)、出口位置正后方的第ニ采压孔(2)，所述支管道上开有位于小孔径孔板(B2)进ロ位置正前方的第三采压孔(3)、出口位置正后方的第四采压孔(4)，所述第一压カ传感器(Pl)的引压ロ通过所述第一采压孔(I)与所述大孔径孔板(BI)的进ロ连通，所述大孔径孔板(BI)的进ロ通过所述第一采压孔(I)、出口通过所述第二采压孔(2)分别与所述换向阀的右进ロ连通，所述第二压カ传感器(P2)的引压ロ通过所述第三采压孔(3)与所述小孔径孔板(B2)的进ロ连通，所述小孔径孔板(B2)的进ロ通过所述第三采压孔(3)、出口通过所述第四采压孔(4)分别与所述换向阀的左进ロ连通。
5.根据权利要求4所述的阶梯式双孔板差压流体流量測量装置，其特征在于所述第一采压孔(I)开设于相距所述大孔径孔板(BI)为十倍主管道内径长度的位置上，所述第二采压孔(2)开设于相距所述大孔径孔板(BI)为五倍主管道内径长度的位置上，所述第三采压孔(3)开设于相距所述小孔径孔板(B2)为十倍支管道内径长度的位置上，所述第四采压孔(4)开设于相距所述小孔径孔板(B2)为五倍支管道内径长度的位置上。
6.根据权利要求5所述的阶梯式双孔板差压流体流量測量装置，其特征在于所述关断阀(VI)、第一换向阀(V2)、第二换向阀(V3)、第三换向阀(V4)和第四换向阀(V5)均为气控阀，所述的流量測量装置还包括一端ロ连通低压气源(AO)的气源管道，所述气源管道上按气体流向依次安装有人工关断阀(V6)、过滤器(Vll)、减压阀(V7)和压カ表(P3)，所述气源管道的另一端ロ分别连通受控于所述运算设备的第一电磁阀(V8)、第二电磁阀(V9)和第三电磁阀(VlO)的进气ロ，所述第一电磁阀(V8)、第二电磁阀(V9)和第三电磁阀(VlO)的排气ロ分别连通消音器(V12)的进气ロ，所述第一电磁阀(V8)的出气ロ连通所述关断阀(Vl)的控制ロ，所述第二电磁阀(V9)的出气ロ连通所述第一联动式换向阀组(GVl)的控制ロ，所述第三电磁阀(VlO)的出气ロ连通所述第二联动式换向阀组(GV2)的控制ロ，所述第一电磁阀(V8)、第二电磁阀(V9)和第三电磁阀(VlO)均为常闭型的二位三通阀。
7.一种阶梯式双孔板差压流体流量測量方法，其特征在于，所述的流量測量方法是在权利要求5所述的阶梯式双孔板差压流体流量測量装置上进行的，包括如下步骤 (a)流量測量装置初始化，关断阀(Vl)的阀门关闭，第一联动式换向阀组(GVl)和第二联动式换向阀组(GV2)的右进ロ关闭、左进ロ打开； (b)通过温度传感器(Tl)测得主管道中待测流体的温度数据，通过第一压カ传感器(PD测得大孔径孔板(BI)进ロ的压カ数据，通过第二压カ传感器(P2)测得小孔径孔板(B2)进ロ的压カ数据； (c)通过低压压差传感器(DPI)测得步骤(a)时小孔径孔板(B2)进出口的压差数据，运算设备以该压差数据和步骤(b)获得的数据，根据已知的孔板流量计算公式计算待测流体的流量； (d)若步骤(c)中低压压差传感器(DPI)满量程，则运算设备控制第一联动式换向阀组(GVl)切換工作位，第一联动式换向阀组(GVl)的左进ロ关闭、右进ロ打开，通过高压压差传感器(DP2)测得小孔径孔板(B2)进出口的压差数据，运算设备以该压差数据和步骤(b)获得的数据，根据已知的孔板流量计算公式计算待测流体的流量； (e)若步骤(d)中待测流体的流量超出小孔径孔板(B2)的上限流量，则运算设备控制关断阀(Vl)切換工作位，关断阀(Vl)的阀门打开，运算设备控制第二联动式换向阀组(GV2)切换工作位，第二联动式换向阀组(GV2)的左进ロ关闭、右进ロ打开，通过低压压差传感器(DPI)测得此时大孔径孔板(BI)进出口的压差数据，运算设备以该压差数据和步骤(b)获得的数据，根据已知的孔板流量计算公式计算待测流体的流量； (f)若步骤(e)中低压压差传感器(DPI)满量程，则运算设备控制第一联动式换向阀组(GVl)切換工作位，第一联动式换向阀组(GVl)的右进ロ关闭、左进ロ打开，通过高压压差传感器(DP2)测得大孔径孔板(BI)进出口的压差数据，运算设备以该压差数据和步骤(b)获得的数据，根据已知的孔板流量计算公式计算待测流体的流量。
全文摘要
本发明公开了一种阶梯式双孔板差压流体流量测量装置及其测量方法，其采用两块不同规格的标准孔板和两个不同量程的压差传感器，通过阶梯分段的方式，即通过两套独立的二位三通换向阀组，对流体主管道内不同范围的流量进行分开测量，达到大流量采用大孔板测量，小流量采用小孔板测量，并将孔板的进口压力和温度以及压差信号一起输送到运算设备计算空气的流量，对管道里的流体流量进行精确的测量，提高计量的精度，从而保证产品的生产品质，满足相关标准的要求，解决了单一孔板导致的测量小流量不准确的难题。
文档编号G01F1/88GK102620786SQ20121006726
公开日2012年8月1日 申请日期2012年3月14日 优先权日2012年3月14日
发明者刘明德, 朱明 , 李欣, 李辉宪, 符永颂, 蒋文, 郎建军, 陆子毅 申请人:广州飞机维修工程有限公司