一種差壓式流量測量系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種差壓式流量測量系統(tǒng)，包括節(jié)流件、取壓管路、差壓變送器、流量積算儀、壓力變送器和熱電阻，差壓變送器通過對稱設置的正、負壓取壓管路連接于設置在流體管道中的節(jié)流件上，壓力變送器和熱電阻設置在流體管道上且分別與流量積算儀連接；流量積算儀包括微處理器、通道開關、AD轉換器、Hart適配器、輸入按鍵、顯示屏和通訊電路。由于流量積算儀內置Hart適配器，與差壓變送器之間同時進行4～20mA模擬和Hart數(shù)字通訊信號傳遞，取代了獨立的Hart手操作器，本發(fā)明不僅能夠對壓差變送器進行參數(shù)設置，而且可根據(jù)流量大小調整壓差變送器量程和流量積算儀的量程，解決流量小于30%或超量程的情況，實現(xiàn)了全量程精準。
【專利說明】一種差壓式流量測量系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種流量測量裝置，具體地說是一種差壓式流量測量系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]流量測量行業(yè)國家標準規(guī)定:節(jié)流裝置適用的流量比為30% (也就是最大流量:最小流量=3:1)，這里因為差壓和流量的平方成比例，流量比低于30%時，精度就不能保證；另外，流量低于30%時，雷諾數(shù)往往低于界限雷諾數(shù)，流量系數(shù)C不是常數(shù)，造成流量測量不準。流量低于30%時，一是可以改用其它類型流量計，但投資較大，二是在雷諾數(shù)足夠大時，可經(jīng)過計算，通過手工調整差壓變送器和流量積算儀的量程來解決，但手工調整的實時性差，且在流量波動大的應用場合，經(jīng)常調整的工作量大。
[0003]目前的流量測量系統(tǒng)中，流量積算儀與差壓變送器之間為兩線制4?20mA模擬傳輸，兩者之間無數(shù)字通訊，兩者的參數(shù)設置是分開進行的。差壓變送器是具有Hart協(xié)議的智能變送器，根據(jù)檢測的差壓輸出相應電流，其量程、單位、輸出特性、小信號切除等參數(shù)通過375或475系列Hart手操器進行。流量積算儀根據(jù)差壓變送器的輸出電流以及檢測到的壓力、溫度經(jīng)流量計算公式計算出流量。
[0004]現(xiàn)有技術中，流量積算儀的功能越來越強大，具有流出系數(shù)、可膨脹系數(shù)、流體密度等多方位的補償，集成串口通訊甚至網(wǎng)絡通訊功能，對外集成Hart協(xié)議，但至今沒有與差壓變送器建立起數(shù)字通訊，無法取代Hart手操器而對變送器進行參數(shù)設置。另外，現(xiàn)有流量測量系統(tǒng)還無法有效處理差壓式流量測量下量程比過大的問題，沒有實現(xiàn)量程的自動擴大或縮小。

【發(fā)明內容】

[0005]針對上述不足，本發(fā)明提供了一種差壓式流量測量系統(tǒng)，流量積算儀與差壓變送器采用Hart通訊，不僅可以進行差壓變送器的參數(shù)設置，而且能夠調整差壓變送器量程和流量積算儀的量程。
[0006]本發(fā)明解決其技術問題采取的技術方案是:一種差壓式流量測量系統(tǒng)，包括節(jié)流件、取壓管路、差壓變送器和流量積算儀，所述差壓變送器通過對稱設置的正、負壓取壓管路連接于設置在流體管道中的節(jié)流件上，其特征是:還包括壓力變送器和熱電阻，所述壓力變送器和熱電阻設置在流體管道上且分別與流量積算儀連接；所述流量積算儀包括微處理器、通道開關、AD轉換器、Hart適配器、輸入按鍵、顯示屏和通訊電路，所述通道開關的輸入端分別與差壓變送器、壓力變送器和熱電阻連接，輸出端通過AD轉換器與微處理器連接，所述Hart適配器分別與差壓變送器的Hart接口和微處理器連接，所述微處理器分別與輸入按鍵、顯示屏和通訊電路連接。流量積算儀與差壓變送器進行Hart數(shù)字通訊，可查看并設置差壓變送器的量程、量程單位、輸出特性、阻尼時間、小信號切除等流量測量參數(shù)。
[0007]優(yōu)選地，用于蒸汽流量測量時，本發(fā)明所述的正、負壓取壓管路包括引壓管和注入硅油的U形管，所述U形管的一端通過引壓管連接于節(jié)流件上，另一端通過引壓管連接至差壓變送器，所述連接U形管兩端的引壓管水平設置；所述U形管與節(jié)流件之間的引壓管設置有一次閥門，所述U形管的一端靠近端口處設置有注油口，所述注油口設置有密封蓋。
[0008]優(yōu)選地，所述U形管和引壓管均為無縫鋼管，且U形管與引壓管無縫連接。
[0009]優(yōu)選地，所述正、負壓取壓管路上的U形管和引壓管為一根彎制而成的無縫鋼管。
[0010]本發(fā)明的積極效果是:由于流量積算儀內置Hart適配器，與差壓變送器之間同時進行4?20mA模擬和Hart數(shù)字通訊信號傳遞，完全取代了獨立的Hart手操作器，本發(fā)明不僅能夠對差壓變送器進行參數(shù)設置，而且可根據(jù)流量大小調整差壓變送器量程和流量積算儀的量程，解決流量小于30%或超量程的情況，實現(xiàn)了全量程精準。
[0011]另外，用于蒸汽流量測量時，本發(fā)明通過在取壓管路中設置U形管，該U形管和引壓管可以采用為一根無縫鋼管彎制而成，通過向U形管內注入硅油達到對蒸汽的冷凝隔離目的，有效解決了傳統(tǒng)蒸汽流量測量裝置的取壓管路長、需安裝冷卻罐、需保溫伴熱、冷凝液易流失、變送器需時常調試、管路和變送器易凍壞、維護工作量大等缺陷，實現(xiàn)了蒸汽流量計量設施的長期穩(wěn)定運行，減少了工作量，降低了勞動強度，節(jié)約了伴熱保溫成本。
[0012]【專利附圖】

【附圖說明】
圖1是本發(fā)明的結構示意圖；
圖2是本發(fā)明所述流量積算儀的原理框圖；
圖3是本發(fā)明用于蒸汽流量測量時所述差壓變送器與節(jié)流件的連接示意圖；
圖4是本發(fā)明用于蒸汽流量測量時所述U形管的結構示意圖；
圖中，I節(jié)流件、2取壓管路、3差壓變送器、4流量積算儀、5壓力變送器、6熱電阻、7流體管道、8引壓管、9 U形管、91注油口、92硅油、93密封蓋、10 —次閥。
【具體實施方式】
[0013]如圖1和圖2所示，本發(fā)明的一種差壓式流量測量系統(tǒng)，包括節(jié)流件1、取壓管路
2、差壓變送器3、流量積算儀4、壓力變送器5和熱電阻6，所述差壓變送器3通過對稱設置的正、負壓取壓管路2連接于設置在流體管道7中的節(jié)流件I上，所述壓力變送器5和熱電阻6設置在流體管道7上且分別與流量積算儀4連接；所述流量積算儀4包括微處理器、通道開關、AD轉換器、Hart適配器、輸入按鍵、顯示屏和通訊電路，所述通道開關的輸入端分別與差壓變送器3、壓力變送器5和熱電阻6連接，輸出端通過AD轉換器與微處理器連接，所述Hart適配器分別與差壓變送器3的Hart接口和微處理器連接，所述微處理器分別與輸入按鍵、顯示屏和通訊電路連接。圖1和圖3中取壓位置和取壓管路方向只是原理示意圖表示，實際應用時需根據(jù)所要測量的流體介質來確定。
[0014]由于流量積算儀內置Hart協(xié)議調制解調集成芯片，與差壓變送器之間同時進行4?20mA模擬和Hart數(shù)字通訊信號傳遞，完全取代了獨立的Hart手操作器，本發(fā)明不僅在流量積算儀上可查看并設置差壓變送器的量程、量程單位、輸出特性、阻尼時間、小信號切除、調零等流量測量參數(shù)，而且可根據(jù)流量大小來調整差壓變送器量程和流量積算儀的量程，解決流量小于30%或超量程的情況，實現(xiàn)了全量程精準。
[0015]本發(fā)明的流量積算儀可以根據(jù)流量大小調整差壓變送器量程和流量積算儀的量程，差壓變送器量程和流量積算儀的量程的調整規(guī)則如下(默認量程是流量計設計時的量程): CD流量小于現(xiàn)在量程的1/3且現(xiàn)在量程等于默認量程，縮小現(xiàn)在量程至默認量程的一
半；
?流量超出現(xiàn)在量程且現(xiàn)在量程小于默認量程，擴大現(xiàn)在量程至默認量程；
@流量超出現(xiàn)在量程且現(xiàn)在量程等于默認量程，擴大現(xiàn)在量程至默認量程的1.5倍； ?流量小于現(xiàn)在量程的1/3且現(xiàn)在量程大于默認量程，縮小現(xiàn)在量程至默認量程的一半。
[0016]作為本發(fā)明的進一步的方案，如圖3和圖4所示，用于蒸汽流量測量時，本發(fā)明所述的正、負壓取壓管路2包括引壓管8和注入硅油的U形管9，所述U形管8的一端通過引壓管8連接于節(jié)流件I上，另一端通過引壓管8連接至差壓變送器3，所述連接U形管兩端的引壓管水平設置；所述U形管9和引壓管8采用一根無縫鋼管彎制而成，U形管9與節(jié)流件I之間的引壓管設置有一次閥門10，所述U形管9的一端靠近端口處設置有注油口 91，以便向U形管內注入硅油92，所述注油口 91設置有密封蓋93。
[0017]用于蒸汽流量測量時，本發(fā)明所述U形管兩側的引壓管需要保持水平，正負壓管路保持對稱，且取壓管路盡可能短，安裝時一次閥門關閉后，從注油口向U形管內注入硅油，正常工作時硅油起隔離作用，防止蒸汽損壞變送器。硅油作冷凝隔離液較水有明顯優(yōu)勢，其無色、無味、無毒、不易揮發(fā)，具有優(yōu)異的耐高低溫性，可在-50°C?+200°C下長期使用，蒸汽正常輸送時蒸汽管道的輻射熱量足以保證差壓變送器和取壓管路的正常工作，停汽時取壓管路內無水，冬季也不會凍壞取壓管路和差壓變送器，解決了最頭疼的管路儀表保溫問題。本發(fā)明采用硅油作隔離液，不易揮發(fā)，而且由于U形彎兩側的取壓管路是水平的，硅油不會流入蒸汽管道中，這樣長時間運行硅油的量不會發(fā)生變化，有利于保持計量精度。
[0018]傳統(tǒng)冷凝罐蒸汽流量計量裝置由于冷凝罐出口在冷凝罐底部，如果差壓變送器在冷凝罐下方，維護人員在差壓變送器端排污時，很容易就把冷凝罐內的水排走，這樣就需要重新注水，調整液位平衡；而本發(fā)明所述取壓管路采用注入硅油的U形管作為冷凝隔離裝置，只要關閉一次閥門，怎么排污都不會造成硅油流失。
[0019]以上所述只是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也被視為本發(fā)明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種差壓式流量測量系統(tǒng)，包括節(jié)流件、取壓管路、差壓變送器和流量積算儀，所述差壓變送器通過對稱設置的正、負壓取壓管路連接于設置在流體管道中的節(jié)流件上，其特征是:還包括壓力變送器和熱電阻，所述壓力變送器和熱電阻設置在流體管道上且分別與流量積算儀連接；所述流量積算儀包括微處理器、通道開關、AD轉換器、Hart適配器、輸入按鍵、顯示屏和通訊電路，所述通道開關的輸入端分別與差壓變送器、壓力變送器和熱電阻連接，輸出端通過AD轉換器與微處理器連接，所述Hart適配器分別與差壓變送器的Hart接口和微處理器連接，所述微處理器分別與輸入按鍵、顯示屏和通訊電路連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種差壓式流量測量系統(tǒng)，其特征是:所述的正、負壓取壓管路包括引壓管和注入硅油的U形管，所述U形管的一端通過引壓管連接于節(jié)流件上，另一端通過引壓管連接至差壓變送器，所述連接U形管兩端的引壓管水平設置；所述U形管與節(jié)流件之間的引壓管設置有一次閥門，所述U形管的一端靠近端口處設置有注油口，所述注油口設置有密封蓋。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種差壓式流量測量系統(tǒng)，其特征是:所述U形管和引壓管均為無縫鋼管，且U形管與引壓管無縫連接。
4.根據(jù)權利要求2所述的一種差壓式流量測量系統(tǒng)，其特征是:所述正、負壓取壓管路上的U形管和引壓管為一根彎制而成的無縫鋼管。
【文檔編號】G01F1/86GK103808377SQ201410087133
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2014年3月11日 優(yōu)先權日:2014年3月11日
【發(fā)明者】李鵬立, 李春雷, 杜亞云, 董旭, 李克軍 申請人:濟鋼集團有限公司