[发明专利]多孔板流量计

说明书

技术领域

本发明涉及管道中流体流量的测量装置，尤指由多孔板构成的流量计。

背景技术

流体工程上布设的管道中流体的流量测量需要采用流量计，通常流量计有浮子流量计、孔板(单孔孔板)流量计，文丘管流量计。这些流量具有计价格高、体积大，对流体的阻力大、测量精度不高或者安装不方便等缺点。尤其在需要对众多管道的流量进行在线监测时，现场有限的空间，常使得现有的流量计无法安装使用。

专利号为200910176227.0的专利说明书公开了一种“流量计和流量控制装置”，该流量计包括：第1多孔板，该第1多孔板配置在流路的第1弯曲部，且相对于第1弯曲部前后的流路的延伸方向倾斜地配置；以及流量传感器，对流过流路的被测量流体的流速。该流量计具有弯曲部位的目的在于能够减少管道积液，比平直管路上安装的单孔板流量计有益，但是该装置结构过于复杂，易导致管路压力下降，流动效率降低。

普通的多孔板是在一个板上开有很多直径相同的分布均匀的小孔，其在改进单孔板阻力大的缺点的同时，仍然存在另外的问题：高压区域流体波动，低压区的流场紊乱，导致信号波动，给测量的稳定性造成很大影响；多孔板在一个板上开很多孔，虽然可以尽量降低流体流通的高度，但是其不可能在四周的边沿开孔，流体不能全部通过多孔孔板(单孔板也具有此缺点)，使管道中有流体存留淤积，给检修和更换管道上的部件带来很大不便，这必然限制了其在多种流体介质上的使用，尤其是易燃、易爆、有毒、腐蚀性、脏污流体介质。

2005年，化学工业出版社出版的《流量测量装置设计手册》，2010年4月出版的第31卷第2期《核动力工程》刊登的论文“多孔板流量测量的实验研究”，以及《钢结构》2006年第5期第21卷刊登的“基于均匀化方法的多孔板结构设计数值研究”等三篇文献中，分别介绍了多孔板的孔径、开孔率与阻力系数、压力损失、流量之间的关系和经验公式。但是这些公开文献中并未提供非均匀化开孔结构的多孔板。本发明中将采用结构和形状有更多变化的非均匀化开孔结构的多孔板，通过上述公知技术也可推理计算出新的多孔板结构的各孔孔径、开孔率、阻力系数、压降和流量计示数之间真实的数学关系。

发明内容

发明目的：克服传统的单孔板和普通多孔板流量计的各种缺陷，提供具有非均匀化开孔结构的多孔板，以及多样的连接形式，使得测量精度提高、管道积液减少的流量计。

技术方案：为实现本发明的目的，采用的多孔板流量计，含有多孔板和流量计；多孔板由具有多个孔洞的基板和在基板外围的便于与管道连接的法兰片构成，流量计连接有两根测试管，能够分别连通多孔板前后两侧的管道。

所述的基板的直径与所述的管道的内径基本相同(相等，或者允许有不超过下述小圆孔直径的误差)，基板上孔洞的开孔率(所有孔洞的面积之和与基板的面积的比率)为10％-60％。基板为三个非均匀化开孔结构品种中的一种：①基板的中心部位具有一个大圆孔，基板的其他部位均匀排布着数只直径相同的小圆孔；②基板上均匀排布有数只直径相同的小圆孔，但是最外围的小圆孔与基板的周边相交而呈现为非整圆孔；③基板中心具有一个大圆孔，基板的其他部位均匀排布着数只直径相同的小圆孔，但是最外围的小圆孔与基板的周边相交而呈现为非整圆孔。

流量计为三个品种中的一种：①直读式斜管差压流量计；②由差压传感器与二次仪表连接在一起的间接读数流量计；③由差压采样切换阀(或称差压开关)、差压传感器与二次仪表连接在一起的间接读数流量计。

不同的基板品种、不同的大圆孔直径、不同的小圆孔直径、不同的非整圆面积、不同的开孔率(多孔板上所有孔洞的面积与基板面积的比率)，多孔板具有不同的阻力系数，决定了流量计显示的数据与管道中流体的流量之间有不同的数量关系式，该关系式事先设计和计算确定，使用时通过检测多孔板前后的静压差，可以方便地换算出流量值的大小。

本发明中，所述的流量计为第一种时，数值在线测量直读，简单易用；第二种将压差转变为电压或电流信号，再有配套的二次仪表显示，便于实现远程在线测量；第三种的二次仪表要求低，能够减小二次仪表的配套费用。

所述的基板的形状一般是圆形板，也可以是椭圆形板或者多边形板，与待测量的管道横截面形状相适应。

所述小圆孔的直径为2mm-10mm，所述基板采用第①种或者第③种时，所述的大圆孔直径是小圆孔直径的2倍-10倍。