一种测量流体流量的测量装置及测量方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107687876A(43)申请公布日2018.02.13(21)申请号201610636753.0(22)申请日2016.08.06(71)申请人赵乐地址100191北京市海淀区知春路17号院1-1203(72)发明人赵乐(51)Int.Cl.G01F1/34(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称一种测量流体流量的测量装置及测量方法(57)摘要本发明涉及一种测量流体流量的测量装置，其包括以下构件：差压元件；温度、压力和压差传感器。所述的差压元件为多孔介质材料，流体流经差压元件时压力损失与速度呈二次多项式关系。本发明还涉及测量流体流量的测量方法，其使用上述测量装置。本发明的测量装置结构简单，制造成本低廉，测量精度高。CN107687876ACN107687876A权利要求书1/1页1.一种测量单相流体流量的测量装置，其包括以下构件：差压元件、温度传感器、压力传感器和用于测量压差的差压传感器，其特征在于：所述差压元件的材料为多孔介质。2.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于：流体流经差压元件时，压差与表观速度呈二次多项式关系。3.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于：用于差压元件的材料，根据其物理特性，可以是各向同性或各向异性多孔介质；根据其微观几何结构，可以是泡沫型多孔介质、蜂窝型多孔介质、规则多孔介质或不规则多孔介质。4.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于：用于差压元件的多孔介质材料的厚度与多孔介质特征尺度之比值不小于10:1。5.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于：用于差压元件的多孔介质材料的半径与多孔介质特征尺度之比值不小于10:1。6.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于：用于差压元件的多孔介质材料，其孔隙率为0.4-0.98，特征尺度0.1-5mm。7.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于：差压元件的横截面是圆形、椭圆形、正方形、长方形、梯形或其它多边形。8.一种测量单相流体流量的测量方法，其使用前述权利要求中任一项所述的测量装置，其特征在于，包括以下步骤：通过温度传感器测量流体温度，压力传感器测量差压元件下游流体压力，差压传感器测量差压元件上、下游之间的压差；通过流体温度、流体压力得到流体粘度和密度，用以下公式来计算流体总流量：体积流量：质量流量：上述式中字母含义如下：差压元件的横截面积；差压元件厚度；为流体流经差压元件的渗透系数，标定值；为流体流经差压元件的惯性系数，标定值；流体密度；流体粘度；差压，为测量值。2CN107687876A说明书1/3页一种测量流体流量的测量装置及测量方法技术领域[0001]本发明属于流体计量领域。具体地，本发明涉及一种用于测量单相流体流量的测量装置及测量方法，尤其适合在安装空间受限的环境中使用。背景技术[0002]为了发展工农业生产、节约能源、改进产品质量、提高经济效益和管理水平，人们无时无刻不使用流量计。日程生活中，对流量的精确计量关系到我们每个人的经济利益；在科研工作中，所采用流量计的精度直接关系到最终实验数据的价值。[0003]目前的流量计中，比如层流流量计、超声波流量计、文丘里流量计和涡轮流量计等流量计量装置，其准确计量要求管道内的流动为充分发展流动。这些流量计的计量准确度受非充分发展流动（比如不稳定流动、速度分布畸变的流动、旋转流等）的影响较大。因而对其安装条件有较严格的限制。比如，要求安装流量计的上游有20-30倍管径的直管段、下游有5倍管径的直管段。然而，现实中流量计所安装的工况条件不可避免地存在阀门、弯管、双弯管、收缩管、三通管等管件或设备，这些设备均会对流体流动产生扰动，即引起流体产生旋涡、脉动流或速度畸变，从而改变管道内的流速分布，进而影响测量精度。[0004]其次，现有流量计还存在结构复杂、加工精度要求高、计算过程复杂、价格昂贵等缺点。比如，超声波流量计通过声波信号反推管内速度，进而计算流量，抗干扰能力差，使用的温度、速度范围有限，测量介质属性的不确定性对测量结果影响大，可靠性和精度等级不高；层流流量计的加工精度要求高。文丘里流量计、涡街流量计和涡轮流量计等不适合计量小流量的情况。[0005]综上所述，现有的流量计安装条件要求高、结构很复杂，制造成本较高，通用性差。本发明致力于同时解决上述问题。发明内容[0006]本发明的目的在于克服现有流量计技术系统结构复杂、测量精度不高、安装要求高的缺点，提出一种用于测量流体流量的测量装置及测量方法。本发明结构简单、通用性强、对安装条件要求低，且具有整流的效果。[0007]为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种单相流流量计，包括差压元件、温度传感器、压力传感器和差压传感器。所述的差压元