充氨计量装置和慢速充氨以及快速充氨的充氨计量方法与流程

本发明涉及气体流量计量技术领域，尤其涉及一种充氨计量装置和慢速充氨以及快速充氨的充氨计量方法。

背景技术：

固体氨技术是近年新兴的机外后处理技术，储氨罐中有活性物质吸附氨气，受热后会释放氨气，再通过喷射系统喷射氨气对尾气中的nox进行选择性催化还原处理，从而降低尾气中的污染物对环境的污染和对人体的伤害。

固体氨系统的储氨罐中的氨气用尽时，需要重新向储氨罐内充装氨气。向储氨罐内充装氨气的质量多少，不仅是整个充氨过程是否完成的判断依据，也决定了储氨罐的续航能力。

目前，如果在充氨过程中想要确定储氨罐内充装氨气的质量，最好的办法就是对储氨罐进行称重，但是由于储氨罐的体积、质量都比较大，给称重带来了很大的工作量。

因此，如何提供一种充氨计量装置，以实现固体储氨罐内充装氨气的质量的快速计量，是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种充氨计量装置，以实现固体储氨罐内充装氨气的质量的快速计量。本发明的另一目的在于提供一种基于上述充氨计量装置的慢速充氨以及快速充氨的充氨计量方法。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种充氨计量装置，用于固体储氨罐的充氨计量，包括依次连通的第一阀体、单元罐、流量采集装置和第二阀体，还包括控制器，其中，所述第一阀体的进气端与氨气的气源连通，所述第二阀体的出气端与固体储氨罐连通，所述单元罐上设置有温度传感器，所述流量采集装置上设置有节流件、气体温度传感器、前端压力传感器和后端压力传感器，所述气体温度传感器和所述前端压力传感器设置在所述节流件的一侧且靠近所述气源，所述后端压力传感器设置在所述节流件的另一侧且远离所述气源，所述控制器包括信号采集装置、运算装置和控制装置，所述信号采集装置同时与所述温度传感器、所述气体温度传感器、所述前端压力传感器和所述后端压力传感器信号连接，所述控制装置与所述第一阀体和所述第二阀体连接。

优选的，上述第一阀体为电磁阀。

优选的，上述第二阀体为电磁阀。

本发明还提供一种充氨计量装置，用于固体储氨罐的充氨计量，包括依次连通的第一阀体、单元罐和第二阀体，还包括控制器，其中，所述第一阀体的进气端与氨气的气源连通，所述第二阀体的出气端与固体储氨罐连通，所述单元罐上设置有温度传感器和压力传感器，所述控制器包括信号采集装置、运算装置和控制装置，所述信号采集装置同时与所述温度传感器和所述压力传感器信号连接，所述控制装置与所述第一阀体和所述第二阀体连接。

优选的，上述第一阀体为电磁阀，所述第二阀体为电磁阀。

本发明还提供一种充氨计量装置，用于固体储氨罐的充氨计量，包括依次连通的第一阀体、流量采集装置和第二阀体，还包括控制器，其中，

所述第一阀体的进气端与氨气的气源连通，所述第二阀体的出气端与固体储氨罐连通，

所述流量采集装置上设置有节流件、气体温度传感器、前端压力传感器和后端压力传感器，所述气体温度传感器和所述前端压力传感器设置在所述节流件的一侧且靠近所述气源，所述后端压力传感器设置在所述节流件的另一侧且远离所述气源，

所述控制器包括信号采集装置、运算装置和控制装置，所述信号采集装置同时与所述温度传感器、所述气体温度传感器、所述前端压力传感器和所述后端压力传感器信号连接，所述控制装置与所述第一阀体和所述第二阀体连接。

优选的，上述流量采集装置为多个且并联设置。

优选的，多个所述流量采集装置的流量量程不同。

本发明还提供一种快速充氨的充氨计量方法，基于上述的充氨计量装置，包括：同时将所述第一阀体和所述第二阀体打开，所述气源中的氨气直接从气源经过所述充氨计量装置进入所述固体储氨罐，此时通过所述流量采集装置计算气体流量，氨气流过所述流量采集装置中的所述节流件时，流速将在所述节流件处形成局部收缩，因而流速增加，静压力降低，于是在所述节流件前后两端便形成压差，气体流速越快、压差越大，此时依据压差来计算流量的大小，所述控制器会通过所述流量采集装置上的所述气体温度传感器、所述前端压力传感器和所述后端压力传感器采集温度信息和压差信息，然后计算出流量值，并将质量值累加起来得到充氨累计质量。

本发明还提供一种慢速充氨的充氨计量方法，基于上述的充氨计量装置，包括：步骤1)所述单元罐充气阶段：所述控制器将所述第一阀体打开且将所述第二阀体关闭，所述气源中的氨气向所述单元罐充气，所述单元罐的所述温度传感器测得所述单元罐内的气体的温度值，由于所述流量采集装置与所述单元罐连通，所述流量采集装置上的所述前端压力传感器测得所述单元罐内的压强，当所述单元罐内的压强与所述气源的压强相同时，所述单元罐内的压强会趋于稳定，所述前端压力传感器采集到罐内压强数值稳定后，所述控制器会判定单元罐充气阶段结束，记录下此时单元罐内的气体压力值和温度值，并控制充氨计量装置进入下一阶段；步骤2)所述单元罐放气阶段：在这个阶段，所述控制器会将所述第一阀体关闭且将所述第二阀体开启，所述单元罐中的氨气向所述固体储氨罐充气，当所述单元罐中的压强下降至设定值后，所述控制器会判定放气阶段结束；步骤3)流量计算阶段：在这个阶段，所述控制器会将所述第一阀体和所述第二阀体都关闭，所述控制器会通过所述单元罐放气阶段前后的压强差和所述单元罐内气体的温度值的变化来计算所述单元罐中减少的氨气质量，即本次慢速充气循环充入所述固体储氨罐内的氨气质量，然后将计算的氨气质量加到累计质量中。

本发明提供的充氨计量装置，用于固体储氨罐的充氨计量，包括依次连通的第一阀体、单元罐、流量采集装置和第二阀体，还包括控制器，其中，所述第一阀体的进气端与氨气的气源连通，所述第二阀体的出气端与固体储氨罐连通，所述单元罐上设置有温度传感器，所述流量采集装置上设置有节流件、气体温度传感器、前端压力传感器和后端压力传感器，所述气体温度传感器和所述前端压力传感器设置在所述节流件的一侧且靠近所述气源，所述后端压力传感器设置在所述节流件的另一侧且远离所述气源，所述控制器包括信号采集装置、运算装置和控制装置，所述信号采集装置同时与所述温度传感器、所述气体温度传感器、所述前端压力传感器和所述后端压力传感器信号连接，所述控制装置与所述第一阀体和所述第二阀体连接。通过在充氨阶段进行计量，实现了固体储氨罐内充装氨气的质量的快速计量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的充氨计量装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的流量采集装置的结构示意图。

上图1-2中：

单元罐1、流量采集装置2、控制器3、气源4、第一阀体5、温度传感器6、气体温度传感器7、前端压力传感器8、后端压力传感器9、第二阀体10、固体储氨罐11、节流件12。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1和图2，图1为本发明实施例提供的充氨计量装置的结构示意图；图2为本发明实施例提供的流量采集装置的结构示意图。

本发明实施例提供的充氨计量装置，用于固体储氨罐的充氨计量，包括依次连通的第一阀体5、单元罐1、流量采集装置2和第二阀体10，还包括控制器3，其中，第一阀体5的进气端与氨气的气源4连通，第二阀体10的出气端与固体储氨罐11连通，单元罐1上设置有温度传感器6，流量采集装置2上设置有节流件12、气体温度传感器7、前端压力传感器8和后端压力传感器9，气体温度传感器7和前端压力传感器8设置在节流件12的一侧且靠近气源4，后端压力传感器9设置在节流件12的另一侧且远离气源4，控制器3包括信号采集装置、运算装置和控制装置，信号采集装置同时与温度传感器6、气体温度传感器7、前端压力传感器8和后端压力传感器9信号连接，控制装置与第一阀体5和第二阀体10连接。通过在充氨阶段进行计量，实现了固体储氨罐内充装氨气的质量的快速计量。

充氨计量装置中所有的传感器都分别与控制器3的信号采集装置相连，通过a/d转换电路将模拟信号转化成数字信号。运算装置会对数字信号进行分析、计算，并根据运算的结果控制整个装置的运行。第一阀体5和第二阀体10与控制器3的控制装置相连，控制器3通过对两个阀体的控制实现对整个装置运行的控制。

具体的，在使用时，有两种状态的计量方法，一种是快速充氨时的充氨计量方法，另外一种是慢速充氨时的充氨计量方法，快速充氨和慢速充氨时的测量参数是不同的，其计量过程也是不同的。

快速充氨时的充氨计量方法，基于上述的充氨计量装置，包括：同时将第一阀体5和第二阀体10打开，气源4中的氨气直接从气源4经过充氨计量装置进入固体储氨罐11，此时通过流量采集装置2计算气体流量，氨气流过流量采集装置2中的节流件12时，流速将在节流件12处形成局部收缩，因而流速增加，静压力降低，于是在节流件12前后两端便形成压差，气体流速越快、压差越大，此时依据压差来计算流量的大小，控制器3会通过流量采集装置2上的气体温度传感器7、前端压力传感器8和后端压力传感器9采集温度信息和压差信息，然后计算出流量值，并将质量值累加起来得到充氨累计质量。

而在慢速充氨时的充氨计量方法，基于上述的充氨计量装置，包括：步骤1)单元罐充气阶段：控制器3将第一阀体5打开且将第二阀体10关闭，气源4中的氨气向单元罐1充气，单元罐1的温度传感器6测得单元罐1内的气体的温度值，由于流量采集装置2与单元罐1连通，流量采集装置2上的前端压力传感器7测得单元罐1内的压强，当单元罐1内的压强与气源4的压强相同时，单元罐1内的压强会趋于稳定，前端压力传感器7采集到罐内压强数值稳定后，控制器3会判定单元罐1充气阶段结束，记录下此时单元罐内的气体压力值和温度值，并控制充氨计量装置进入下一阶段；步骤2)单元罐放气阶段：在这个阶段，控制器3会将第一阀体5关闭且将第二阀体10开启，单元罐1中的氨气向固体储氨罐11充气，当单元罐1中的压强下降至设定值后，控制器3会判定放气阶段结束；步骤3)流量计算阶段：在这个阶段，控制器3会将第一阀体5和第二阀体10都关闭，控制器3会通过单元罐1放气阶段前后的压强差和单元罐1内气体的温度值的变化来计算单元罐1中减少的氨气质量，即本次慢速充气循环充入固体储氨罐11内的氨气质量，然后将计算的氨气质量加到累计质量中。

一般整个充氨过程会前后分为两个阶段：快速充气阶段和慢速充气阶段。快速充气阶段通过流量采集装置来实现流量的计量，慢速充气阶段装置通过计算单元罐放气阶段的前后质量差来计量。

其中，控制器3还具有异常诊断功能。当传感器采集的数据有异常时，控制器3会停止装置并发出警报，以提醒操作者对故障进行处理，同时还会根据数据的异常对故障原因作出初步诊断，为操作者的进一步诊断提供参考。

本发明实施例还提供一种充氨计量装置，用于固体储氨罐11的充氨计量，包括依次连通的第一阀体5、单元罐1和第二阀体10，还包括控制器3，其中，第一阀体5的进气端与氨气的气源4连通，第二阀体10的出气端与固体储氨罐11连通，单元罐1上设置有温度传感器6和压力传感器，控制器3包括信号采集装置、运算装置和控制装置，信号采集装置同时与温度传感器6和压力传感器信号连接，控制装置与第一阀体5和第二阀体10连接。在此实施例中，不加装流量采集装置2，只需要在单元罐1上加装压力传感器后，只通过计量单元罐1放气阶段前后的压差和温度信息计算充装质量。

其中，第一阀体5为电磁阀。第二阀体10为电磁阀。

本发明实施例还提供一种充氨计量装置，用于固体储氨罐的充氨计量，包括依次连通的第一阀体5、流量采集装置2和第二阀体6，还包括控制器3，其中，第一阀体5的进气端与氨气的气源4连通，第二阀体10的出气端与固体储氨罐11连通，流量采集装置2上设置有节流件12、气体温度传感器7、前端压力传感器8和后端压力传感器9，气体温度传感器7和前端压力传感器8设置在节流件12的一侧且靠近气源4，后端压力传感器9设置在节流件12的另一侧且远离气源4，控制器3包括信号采集装置、运算装置和控制装置，信号采集装置同时与气体温度传感器7、前端压力传感器8和后端压力传感器9信号连接，控制装置与第一阀体5和第二阀体10连接。通过在充氨阶段进行计量，实现了固体储氨罐内充装氨气的质量的快速计量。

其中，流量采集装置2为多个且并联设置，并且，多个流量采集装置2的流量量程不同。整个充氨计量装置中并联多个不同流量量程的流量采集装置2。整个充氨过程都是通过流量采集装置2来计量充氨质量，控制器3会通过流量采集装置2上的传感器采集的信息，计算当前流量，并根据流量的变化通过控制电磁阀的开关来选择适合当前流量的流量采集装置2。当然并联多个流量采集装置2的方式也在本发明的保护之列。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。