專利名稱：智能探針式蒸汽流量計的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于氣體流量測量裝置，涉及一種用于測量高溫蒸汽的蒸汽流量計。
現(xiàn)有技術(shù)中，對于高溫蒸汽的流量測量，雖然其設(shè)備和儀器很多，如渦輪流量計，電磁流量計，孔板流量計以及近年來新開發(fā)的渦街流量計等，都因使用溫度的限制或精度不夠而難以用于高溫過熱蒸汽的精確測量。目前大部分熱電廠和化工廠，廣泛使用的仍是孔板流量計，其原因，一方面孔板流量計結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜；另一方面，孔板使用的是不銹鋼材料，用孔板作敏感元件可以耐500℃以上的高溫。所以，孔板流量計仍是目前國內(nèi)用來測量高溫蒸汽流量的首選設(shè)備。但孔板流量計仍存在以下不足和缺陷一是受流量大小的影響比較大。當流量變小時，將引起較大的測量誤差。實驗表明，當流量為額定值的30％以下時，由于流型發(fā)生變化，雷諾數(shù)變小，加之流量積算時采用的是定常流量系數(shù)，因而造成流量測量數(shù)偏小而引起誤差。當流量小于10％的額定值時，壓差已感測不到，流量難以測量，只好認定為零，這在熱電廠的供汽熱網(wǎng)中常因用戶流量過小而造成誤差，有時可高達15％，給熱電廠帶來巨大損失。二是孔板流量計能量損失較大，且使用一段時間后，因磨損將引起測量誤差，需停止供汽進行維修更換，因此工作量大。三是孔板流量計所用的二次儀表多采用機械力平衡式壓力和壓差表，其可靠性差，零點易飄移，測量精度低。
為克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足和缺陷，本實用新型的目的和任務(wù)是為熱電廠和化工廠提供一種體積小，測量精度高，無壓損，安裝維修方便，并能自動進行數(shù)據(jù)處理和結(jié)果顯示的智能探針式蒸汽流量計。
本實用新型是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的它主要由一次儀表，二次儀表，以及裝在一次儀表和二次儀表之間的變送單元，閥門及管道組成，一次儀表包括感受頭和溫度傳感器，二次儀表采用可進行信號轉(zhuǎn)化處理，按一定的公式計算，并將結(jié)果直接顯示出來的流量積算儀，變送單元采用壓力變送器和壓差變送器，其特征是上述的感受頭采用事先標定好的，能感受到總壓和靜壓的速度探針，該速度探針[1]為金屬管形探針，其上面有兩組探測孔，一組開在探針端頭，另一組開在探針外管側(cè)面，呈對稱分布附

圖1為本實用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
附圖2為附圖1的A-A剖面放大圖，即為速度探針的結(jié)構(gòu)圖。
以下結(jié)合附圖詳細描述本實用新型的工作原理、結(jié)構(gòu)及具體實施例本實用新型主要由速度探針1，溫度傳感器2，壓力傳感器及變送器3，壓差傳傳感器及變送器4，流量積算儀5，調(diào)節(jié)閥門6、7、8和均壓閥9所組成。速度探針1是一種尺寸較小的金屬管形探針，上面有兩組探測孔，一組開在探針端頭，為單個測孔11，迎向氣流，因而能感受到氣流在被測位置上的總壓；另一組開在探針外管側(cè)面，為對稱分布在管四周的幾個側(cè)孔12，一般為2-4個為宜。氣流沿管軸向流過時可以感受到氣流的靜壓。這兩組測孔感受到的壓力分別通過探針內(nèi)部的兩個相互隔離的管路引出。即管路13為總壓管，管路14為靜壓管。其中靜壓管14經(jīng)過閥門7后又引出兩個出口，一個出口經(jīng)閥門8通向壓力傳感器及變送器3，另一個出口通向壓差傳感器及變送器4的低壓側(cè)；而總壓管13則經(jīng)閥門6引向該壓差傳感器及變送器的高壓側(cè)。這樣，壓差傳感器就測得了速度探針所在位置處的總壓和靜壓之差。由于制造上的誤差，探針所測得的壓力可能與真實的壓力有一定的誤差。實驗表明，這個誤差與探針的制造有關(guān)系，一旦探針加工完畢，這個誤差就確定了。因此，這個誤差可事先通過試驗校正把它彌補過來，從而得到一個校正系數(shù)。
實際測量時，將速度探針的探頭放在管道中心，測出最大流速Vmax。但實際的管道流動中，某一截面上的氣流速度是不均勻的，中心較高而靠近壁面處較低。根據(jù)流體力學的基本原理，如果知道了某一截面上的平均速度V，即可根據(jù)G＝FγV求得流過此截面的蒸汽流量(其中G為流量，F(xiàn)為管道截在，γ為氣流密度，V為平均速度)。對于特定的流動情況而言，由于平均速度與最大速度之間有一定的比例系數(shù)，這個系數(shù)也可以通過實驗事先測定出來，從而得到另一校正系數(shù)。把兩次事先標定的校正系數(shù)結(jié)合在一起，可得到一個總的校正系數(shù)K。這樣就得到了利用測量值計算管道蒸汽流量的實用公式G=K(πd24)2g(ΔP)(0.00471t+1.286)×100P+100-0.0097+1.32×10-5t]]>(其中P為總壓，ΔP為壓差，t為溫度，d為被測管道直徑)上式中，壓力P和壓差ΔP可由速度探針取得壓力和壓差值，并分別通過壓力傳感器3和壓差傳感器4轉(zhuǎn)換成電信號；溫度傳感器2采用熱電阻溫度計或熱電偶，也輸出電信號，這些信號經(jīng)轉(zhuǎn)化處理后通過流量積算儀按上式計算出流量G，并將結(jié)果直接顯示出來。管道直徑d和校正系數(shù)K作為已知量置于計算程序中。
本實用新型與現(xiàn)有的孔板流量計相比，具有以下優(yōu)點及有益效果該蒸汽流量計測量范圍廣，測量誤差小，大流量和小流量時均可獲得較高的測量精度。無壓損，可節(jié)約大量能量。體積小，可靠性好，工作穩(wěn)定，安裝維修方便，可廣泛用于熱電廠和化工廠的蒸汽流量的測量。
權(quán)利要求1.一種智能探針式蒸汽流量計，它主要由一次儀表，二次儀表，以及裝在一次儀表和二次儀表之間的變送單元，閥門及管道組成，一次儀表包括感受頭和溫度傳感器，二次儀表采用可進行信號轉(zhuǎn)化處理，按一定的公式計算，并將結(jié)果直接顯示出來的流量積算儀，變送單元采用壓力變送器和壓差變送器，其特征是上述的感受頭采用事先標定好的，能感受到總壓和靜壓的速度探針，該速度探針[1]為金屬管形探針，其上面有兩組探測孔，一組開在探針端頭，另一組開在探針外管側(cè)面，呈對稱分布。
專利摘要一種智能探針式蒸汽流量計，用于高溫過熱蒸汽的流量測量。該流量計采用事先標定好的，能感受總壓和靜壓的速度探針和溫度傳感器作為感受件，二次儀表采用可進行信號轉(zhuǎn)化處理，按一定運算公式計算、并將結(jié)果直接顯示的流量積算儀，其變送單元采用壓電轉(zhuǎn)化式壓力和壓差變送器。本實用新型與孔板流量計相比，測量范圍寬，精度高，不受流量大小變化的影響。無壓損，可節(jié)省大量能量。體積小，可靠性好，工作穩(wěn)定，安裝維修方便?？蓮V泛用于熱電廠和化工廠的蒸汽流量的測量。
文檔編號G01F1/34GK2268923SQ95216470
公開日1997年11月26日 申請日期1995年7月24日 優(yōu)先權(quán)日1995年7月24日
發(fā)明者徐向東, 呂澤華, 徐志毅, 孟昭勇, 王存誠, 張志軍, 陳慶華 申請人:清華大學