流体流量测量装置及流体流量测量设备的制作方法

本实用新型涉及气液两相流量测量技术领域，尤其是涉及一种流体流量测量装置及流体流量测量设备。

背景技术：

现有技术中对气液两相流的测量方法主要包括两种：分离法和非分离法，传统的分离法通常用于计量站，设备庞大，成本高，因此实际应用中主要使用非分离法，非分离法是指不需要对两相流进行任何程度的分离，由测量系统直接测量两相流量，其中，差压式节流装置是工业界及学术界公认的在两相流的各种流态下都能稳定工作的一种节流装置，是非分离测量装置的首选。差压式节流装置一般采用文丘里管，根据文丘里效应，利用入口段和喉管段的压差计算出流体的流量。差压式节流装置作为单相仪表用于两相流测量时，由于液相的引入而存在读数的虚高现象，为了克服虚高现象带来的误差，可在文丘里管的收缩段和喉管段上分别环形设置多个取压孔，并在多个取压孔外套设环形气室，通过压差变送器连通两个环形气室，即可测出收缩段和喉管段的压力差值，进而计算出气液两相流的流量。

其中，文丘里管的流量测量范围与入口段和喉管段的面积比值密切相关，该面积比值一旦确定，文丘里管的测量范围也随之确定，然而在实践中，文丘里管的各个部分的横截面积是固定不变的，要想测量不同范围内流体流量，需要应用不同的文丘里管，存在测量范围有限且工作繁琐的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种流体流量测量装置及流体流量测量设备，以缓解了现有中的文丘里管各个部分的横截面积是固定不变的，要想测量不同范围内流体流量，需要应用不同的文丘里管，存在测量范围有限且工作繁琐的技术问题。

本实用新型提供的一种流体流量测量装置，包括依次彼此连通的入口段、收缩段、喉管段、扩散段和多个用于改变所述喉管段横截面积的介质流量板，所述喉管段设有与所述喉管段管腔内部连通的弧形管孔；

多个所述介质流量板均包括设有圆口的喉管挡板和沿所述喉管挡板顶端向上延伸的板柄，多个所述喉管挡板的圆口直径均不等，所述喉管挡板与所述弧形管孔卡接；

所述入口段和所述喉管段两者之间连接有压差传感器，所述压差传感器用于测量两者之间的压差。

进一步的，所述喉管挡板的底端边缘向外延伸设有连接部，所述喉管段内管壁向下凹陷形成卡槽，所述卡槽与所述连接部卡接，且所述卡槽与所述弧形管孔位于同一竖直平面上。

进一步的，所述弧形管孔的孔径大于所述喉管段的管壁内径，且小于所述喉管段的管壁外径。。

进一步的，所述弧形管孔处设有用于密封所述喉管段的硅胶垫。

进一步的，所述板柄外表面向内凹陷形成防滑部，且所述板柄外露于所述喉管段外管壁。

进一步的，所述入口段和所述喉管段均设有通孔，且所述入口段外管壁周向设有第一环形测压腔，所述喉管段外管壁周向设有第二环形测压腔；

所述第一环形测压腔和所述第二环形测压腔均与所述通孔连通。

进一步的,所述第一环形测压腔和所述第二环形测压腔均设有排污管。

进一步的，所述压差传感器设有第一阀门，所述排污管设有第二阀门。

进一步的，还包括显示屏和固设在所述扩散段外管壁上的温度传感器，所述压差传感器和所述温度传感器均与所述显示屏电连接。

本实用新型的有益效果为：

该流体流量测量装置包括依次彼此相通的入口段、收缩段、喉管段和扩散段，在喉管段处开设有弧形管孔。其中，介质流量板包括设有圆口的喉管挡板和沿喉管挡板顶端向上延伸的板柄，当介质流量板沿弧形管孔插接进喉管段内时，由于喉管挡板与弧形管孔卡接，因此，在测量流体流量时，保证了流体不会从弧形管孔处溢出。同时，又由于介质流量板有多个，每个喉管挡板的圆口直径均不等，在测量流量时，实验人员将不同的介质流量板由弧形管孔处插接进喉管段管腔内，进而通过在喉管段处插接入不同的介质流量板以达到改变入口段与喉管段的横截面积比。其中，设入口段内气液两相流体的平均速度、平均压力和截面积分别为v1、p1、S1，喉管段内气液两相流体的平均速度、平均压力和截面积分别为v2、p2、S2,气液两相流体的密度为ρ，流量用Q表示，应用伯努利定理和连续性方程，可得出：

S₁v₁＝S₂v₂＝Q

由此可得计算流量Q的公式：

因此在知道ρ、S1、S2的情况下，测出p1-p2(即入口段和喉管段的压力差值)后，即可根据上式求出流量Q。

在本实用新型中，通过在喉管段开设弧形管孔，并通过在弧形管孔上卡接圆口直径不同的喉管挡板以达到改变喉管段横截面积的目的，进而达到改变入口段与喉管段横截面积比的目的，扩大了测量范围。因此，当需要测量入口段与喉管段不同横截面积比的流量时，只需在喉管段处插接不同的介质挡板，无需在购置其他管径的文丘里管，降低了实验测量成本，具有实用性强、量程范围宽和功能性佳的特点，且操作简单，测量方便。

本实用新型提供一种包括上述流体流量测量装置的流体流量测量设备。

本实用新型的有益效果为：

该流体流量测量设备与上述流体流量测量装置相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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实用新型的一些实施方式，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为本实用新型实施例一提供的流体流量测量装置的主视图图；

图2为图1的内部结构示意图；

图3为图2中B处的放大图；

图4为图2中更换介质流量板后的B处的放大图；

图5为图1中A-A方向的剖视图。

图标：1-入口段；2-收缩段；3-喉管段；4-扩散段；5-介质流量板；6-压差传感器；7-第一环形测压腔；8-第二环形测压腔；9-排污管；11-通孔；51-喉管挡板；52-板柄。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例一

如图1、图2、图3、图4和图5所示，本实施例提供一种本实用新型提供的一种流体流量测量装置，包括依次彼此连通的入口段1、收缩段2、喉管段3、扩散段4和多个用于改变喉管段3横截面积的介质流量板5，喉管段3设有与喉管段管腔内部连通的弧形管孔。

多个介质流量板5均包括设有圆口的喉管挡板51和沿喉管挡板51顶端向上延伸的板柄52，多个喉管挡板51的圆口直径均不等，喉管挡板51与弧形管孔卡接。

入口段1和喉管段3两者之间连接有压差传感器6，压差传感器6用于测量两者之间的压差。

该流体流量测量装置包括依次彼此相通的入口段1、收缩段2、喉管段3和扩散段4，在喉管段3处开设有弧形管孔。其中，介质流量板5包括设有圆口的喉管挡板51和沿喉管挡板51顶端向上延伸的板柄52，当介质流量板5沿弧形管孔插接进喉管段3内时，由于喉管挡板51与弧形管孔卡接，因此，在测量流体流量时，保证了流体不会从弧形管孔处溢出。同时，又由于介质流量板5有多个，每个喉管挡板51的圆口直径均不等，在测量流量时，实验人员将不同的介质流量板5由弧形管孔处插接进喉管段3管腔内，进而通过在喉管段3处插接入不同的介质流量板5以达到改变入口段1与喉管段3的横截面积比。其中，设入口段1内气液两相流体的平均速度、平均压力和截面积分别为v1、p1、S1，喉管段3内气液两相流体的平均速度、平均压力和截面积分别为v2、p2、S2,气液两相流体的密度为ρ，流量用Q表示，应用伯努利定理和连续性方程，可得出：

S₁v₁＝S₂v₂＝Q

由此可得计算流量Q的公式：

因此在知道ρ、S1、S2的情况下，测出p1-p2即入口段1和喉管段3的压力差值后，即可根据上式求出流量Q。

在本实施例中，通过在喉管段3开设弧形管孔，并通过在弧形管孔上卡接圆口直径不同的喉管挡板51以达到改变喉管段3横截面积的目的，进而达到改变入口段1与喉管段3横截面积比的目的，扩大了测量范围。因此，当需要测量入口段1与喉管段3不同横截面积比的流量时，只需在喉管段3处插接不同的介质挡板，无需在购置其他管径的文丘里管，降低了实验测量成本，具有实用性强、量程范围宽和功能性佳的特点，且操作简单，测量方便。

如图2所示，其中，喉管挡板51的底端边缘向外延伸设有连接部，喉管段3内管壁向下凹陷形成卡槽，卡槽与连接部卡接，且卡槽与弧形管孔位于同一竖直平面上。

在本实施例中，实验人员将介质流量板5由弧形管孔处插接进喉管段3管腔内，喉管段3内管壁向下凹陷形成卡槽，其中，喉管挡板51的底端边缘向外延伸设有与卡槽卡接连接部，卡槽与连接部卡接能够使得喉管挡板51与喉管段3连接更牢固稳定，防止在测量流量过程中，由于喉管挡板51底端连接不牢固而使得管道内流体从底端缝隙处流过的情况发生。同时，还保障了喉管段3横截面与位于该处的喉管挡板51重合一致，保障了实验测量结果的准确性及科学性。

在本实施例中，还提供一种可以调节开口大小的喉管挡板51，该喉管挡板51包括设有半圆开口的第一板体和第二板体，第一板体上相对设置有第一连接臂，第二板体上相对设置有第二连接臂，且第二连接臂套装在第一连接臂内部，第一连接臂表面开设有多个连接孔，第二连接臂设有弹簧卡扣，弹簧卡扣与连接孔卡接，在实验过程中，通过改变弹簧卡扣与连接孔的卡接位置，进而改变开口大小，进而改变喉管段3的横截面积。

具体点，在本实施例中，为保障喉管挡板51能够沿着弧形管孔插进喉管段3的官腔内，弧形管孔的孔径大于喉管段3的管壁内径，且小于喉管段3的管壁外径。

其中，在本实施例中，为提高喉管段3弧形管孔的密封性，其中，弧形管孔处设有用于密封喉管段3的硅胶垫，硅胶垫能够进一步将弧形管孔处紧密封紧，防止喉管段3内介质流体的溢出，同时，硅胶垫具有较好的延展性、密闭性和无毒无臭的特性，且低碳环保、表面极为干净、卫生，价格便宜、市场来源广。

其中，在本实施例中，板柄52外表面向内凹陷形成防滑部，且板柄52外露于喉管段3外管壁。在进行流量测量时，当测量结束后需要更换介质流量板5进行下一步流量测试时，实验人员用拇指与食指加紧板柄52处，由于板柄52外表面向内凹陷形成防滑部，因此增加了摩擦力，便于实验人员通过板柄52将介质流量板5从喉管段3处拿出并进行更换，操作简单，更换便捷，进一步提高了该流体流量计的实用性。

如图1和图2所示，其中，入口段1和喉管段3均设有通孔11，且入口段1外管壁周向设有第一环形测压腔7，喉管段3外管壁周向设有第二环形测压腔8。

第一环形测压腔7和第二环形测压腔8均与通孔11连通。

在本实施例中，入口段1外管壁周向设有第一环形测压腔7，喉管段3外管壁周向设有第二环形测压腔8，气液流体能够从入口段1与喉管段3的通孔11处散出，并对应流至第一环形测压腔7与第二环形测压腔8内，气体流体与液体流体在重力的作用下分离，由于气体的密度小于液体，因此气液位于第一环形测压腔7与第二环形测压腔8的上半部分，液体于第一环形测压腔7与第二环形测压腔8的下半部分，从而达到气液分离的效果。

在本实施例中，为了降低了设备的复杂性和泄露的风险性，第一环形测压腔7和第二环形测压腔8与该流体流量测量装置为分体式设计，其中，入口段1与喉管段3的外管壁上可以设有多个通孔11，多个通孔11加快了该流体流量测量装置的气液动态平衡过程，提高了气液隔离的效率。

在本实施例中，通孔11优选为四个，四个通孔11在能够达到上述气液隔离的效果的同时，还降低了制造工艺。

如图2所示，在本实施例中，在测量过程中，由于管路内的流体会向第一环形测压腔7与第二环形测压腔8内流入，并长期使用后，第一环形测压腔7和第二环形测压腔8内会遗留有大量的流体，会严重干扰测量结果的准确性，为了缓解这一情况，在第一环形测压腔7和第二环形测压腔8的底部分别设置排污管9，测量过程结束后，将第一环形测压腔7和第二环形测压腔8的腔室内的流体排出，从而减少对下次测量结果的干扰。实现了与该流体流量测量装置管道同步排污，提高了实用性和功能性。

具体的，在本实施例中，压差传感器6设有第一阀门，排污管9设有第二阀门，在测量过程中，打开第一阀门，关闭第一阀门，流经管道内的流体的压差值由压差传感器6检测，其中，测量流体流量时，关闭第二阀门，防止气体从排污管9流出，影响测量结果，使得该流体流量测量装置能够正常准确完成测量流量的过程；当测量结束后，关闭第一阀门，打开第二阀门，将第一环形测压腔7和第二环形测压腔8腔室内的流体排出，从而减少对下次测量结果的干扰。

其中，该流体流量测量装置还包括显示屏和固设在扩散段4外管壁上的温度传感器，压差传感器6和温度传感器均与显示屏电连接。

在本实施例中，通过压差传感器6与显示屏电连接，能够将测量的第一环形测压腔7与第二环形测压腔8之间的压差值传送至显示屏，工作人员便可清楚了解到各取压处的压力变化。其中温度传感器也与显示屏电连接，温度传感器能够检测管道内流体的温度变化，工作人员可以通过显示屏观察管道内流体的实际温度，进一步准确的测量管道内流体的流量。

其中，在本实施例中，显示屏内设有相关计算流量数据的控制器，该控制器能够通过压差传感器6测量的压力值准确算出该流体流量测量装置管道内的流量大小。

实施例二

本实施例提供一种流体流量测量设备，该流体流量测量设备包括上述实施例一所述的流体流量测量装置。

该流体流量测量设备与上述流体流量测量装置相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。