[发明专利]一种用于测量微小流量的差压流量计及测量方法

说明书

本发明提供了一种用于测量微小流量的差压流量计及测量方法。本发明中差压流量计采用螺旋管作为微小流体流量的测试管段，螺旋管的两端分别通过变径卡套连接内径比螺旋管内径大的管道，在螺旋管的两端分别开有取压孔。本发明基于CFD仿真设计了新型差压式微小流量计，研究了新型差压式流量计各个结构参数对测量性能的影响，并选取最优的结构参数，制成实验样机，其中最优模型在流量点240mL/h～400mL/h内的仪表系数线性度误差达到了1.9％，最终使得流量计测量流量下限达到了10mL/h，满足对微小流量的测量要求。

技术领域

本发明涉及流量检测技术领域，具体地说是一种用于测量微小流量的差压流量计及测量方法。

背景技术

目前，用于测量微小流量的仪器仪表主要有叶轮式流量计、容积式式流量计、浮子式流量计、超声流量计等。

叶轮式流量计，其工作原理是将叶轮置于被测流体中，叶轮受流体流动的冲击而旋转，以叶轮旋转的快慢来反映流量的大小。典型的叶轮式流量计是水表和涡轮流量计，其结构可以是机械传动输出式或电脉冲输出式。其缺点有：不能长时间保持校准特性；流体物性对流量特性有较大影响。

容积式流量计，其测量原理是：流体通过流量计，会在流量计进出口之间产生一定的压力差，流量计的转动部件(简称转子)在这个压力差作用下产生旋转，并将流体由入口排向出口，在这个过程中，流体一次次地充满流量计的“计量空间”，然后又不断地被送往出口。在给定流量计条件下，该计量空间的体积是确定的，只要测得转子的转动次数，就可以得到通过流量计的流体体积的累积值。但是其结构复杂，体积庞大，不适用于高、低温的场合，而且噪声和振动较大。

浮子式流量计的测量原理是：被测流体从下向上经过锥管和浮子形成的环隙时，浮子上下端产生差压形成浮子上升的力，当浮子所受上升力大于浸在流体中浮子重量时，浮子便上升，环隙面积随之增大，环隙处流体流速立即下降，浮子上下端差压降低，作用于浮子的上升力亦随着减少，直到上升力等于浸在流体中浮子重量时，浮子便稳定在某一高度。浮子在锥管中高度和通过的流量有对应关系。虽然浮子流量计的结构简单，但是只能测量纯净水，并只能通过人眼读取流量值，测量精度较低，并且，浮子流量计不适合微小流量的精准测量。

超声流量计的测量原理是：超声波在流动的流体中传播时就载上流体流速的信息，因此通过接收到的超声波就可以检测出流体的流速，从而换算成流量。超声流量计通过接收和处理穿过流体的超声信号，获得流体流速，可以实现非接触测量，不受流体自身因素的影响。但在超低流量下，由于实验管道过小，无法安装超声接收器和发生器，并且可能在测试过程中产生杂波，引起管道波动，导致无法精准测量微小流量。此外超声流量计比其他流量计价格更高。

目前在工业上使用的微小流量计种类不多，大部分都处于实验室阶段，并且目前的微小流量计都存在流量下限不够低，测量精准度不高等问题，因此研究微小流量计是很有必要性的。

发明内容

本发明的目的就是提供一种用于测量微小流量的差压流量计及测量方法，以实现对微小流量的精确测量。

本发明是这样实现的：一种用于测量微小流量的差压流量计，该差压流量计采用螺旋管作为微小流体流量的测试管段，螺旋管的两端分别通过变径卡套连接内径比螺旋管内径大的管道，在螺旋管两端的管道上分别开有取压孔。本发明中所称微小流量指流速为10mL/h-600mL/h的流量。

优选的，所述螺旋管的内径为0.6mm-1mm。

优选的，所述螺旋管所盘绕形成的管道直径大小为20mm-100mm。

优选的，所述螺旋管所盘绕的圈数是8-20圈。