本實用新型屬于風道中的流體測量技術領域，特別是涉及一種風道流量測量裝置。

背景技術：

電站鍋爐雙進雙出鋼球磨煤機的出力是經過控制進入磨煤機內的一次風量來控制進入鍋爐的燃料量的，所以對一次風量測量信號的準確性和精度要求更為嚴格，而大口徑風道流量的準確測量是國內電站鍋爐尚未解決的難題之一。

由于國內電站鍋爐設計占地面積是很重要指標，幾乎所有電站鍋爐風道設計時都未充分考慮風量測量對直管段的要求。由于管道截面大、直管段短、流速低、含粉塵大導致了在測量上存在很多難題。對于燃煤灰分較大的電站鍋爐，隨著運行時間的增多，會出現一次風帶灰量增大，更加劇了測量系統(tǒng)取樣部件堵灰問題。多數電站鍋爐一次風量無法測量準確，磨煤機一次風量測量不準，風量曲線與閥門開度和機組負荷的對應關系差。一次風量作為燃燒控制系統(tǒng)很重要的被調量，風量測量不準確、精度不夠，意味著送進去鍋爐的煤粉量難以精確控制。所以使得鍋爐整個燃燒系統(tǒng)參數都在預期控制范圍外波動。解決磨煤機一次風量測量問題一直困擾著相關技術人員。

傳統(tǒng)的機翼測風裝置在多數電廠已經廣泛使用近40年，主要以三曲線機翼為主。它的缺點十分明顯，壓損較大，壓損在60％～100％差壓值；制造工藝比較困難，且易堵塞信號管路；重復性穩(wěn)定性差；風速低，壓力在幾千帕時測量效果很差。它的優(yōu)點相對傳統(tǒng)老三樣(孔板，噴嘴，文丘里)量程比可做到10︰1，直管段前3D后1D(D表示的是管內徑)。眾多廠家承諾可以做到前0.6D后0.2D，但實際使用過程中經多家調研發(fā)現僅能用于監(jiān)視用途，無法滿足自動控制使用。

技術實現要素：

本實用新型為克服現有技術中存在的技術問題而提供風道流量測量裝置，該風道流量測量裝置能夠在測量時使得流體形成理想流體，提高測量的精度。

一種風道流量測量裝置，包括管壁，管壁上固定安裝有孔板，孔板與管壁的軸線方向垂直，孔板的中心與管壁的軸線垂直，孔板的中心處設有主孔，主孔為圓形。

整流多孔流量計巧妙的設計在于將多孔整流器和測量孔板合二為一，能最大限度地將流場平衡調整成理想狀態(tài)，從而將差壓式流量計的優(yōu)勢發(fā)揮到極至。當流體穿過孔板的主孔時，流體將被平衡調整，渦流被最小化，形成近似理想流體，通過常規(guī)取壓裝置，可獲得穩(wěn)定的差壓信號，根據伯努利方程計算出體積流量、質量流量。

優(yōu)選的技術方案，其附加特征在于：主孔的孔壁與孔板垂直。

通過孔壁與孔板垂直設置，不易磨損，其β值長期保持不變，大大延長檢定周期，節(jié)省檢定費用。而且，也減少了紊流的剪切力對壓力測量的影響。

優(yōu)選的技術方案，其附加特征在于：主孔的外側還設置有衛(wèi)星孔，衛(wèi)星孔沿主孔外側均勻分布。

通過設置衛(wèi)星孔，可以增加流體的流通面積，提高流通能力，降低測量裝置對壓力所造成的損失。多孔的孔板的永久性壓力損失可以降低到單孔的孔板的1/2，大幅度的節(jié)省了能源消耗。

進一步優(yōu)選的技術方案，其附加特征在于：衛(wèi)星孔分為多組，每組衛(wèi)星孔均沿孔板的中心均勻分布。

多孔對稱的平衡設計，減少了渦流的形成和紊流摩擦，降低了動能損失，在同樣的測量工況下，與傳統(tǒng)節(jié)流裝置相比減少了2.5倍的永久壓力損失，接近文丘里管，從而節(jié)省了相當大的運行能量成本，是一種典型節(jié)能型儀表，值得大量推廣。

再進一步優(yōu)選的技術方案，其附加特征在于：衛(wèi)星孔的孔壁垂直于孔板。

通過孔壁與孔板垂直設置，不易磨損，其β值長期保持不變，大大延長檢定周期，節(jié)省檢定費用。而且，也減少了紊流的剪切力對壓力測量的影響。

更進一步優(yōu)選的技術方案，其附加特征在于：孔板在主孔與相鄰的兩個衛(wèi)星孔之間的區(qū)域設有導流罩，導流罩為半球形或橢球形。

通過設置導流罩，可以引導經過孔板的流體，避免形成渦流而造成的壓力損失，從而節(jié)約了能源消耗。

再進一步優(yōu)選的技術方案，其附加特征在于：孔板在兩組衛(wèi)星孔之間的相鄰的3或4個衛(wèi)星孔之間的區(qū)域設有導流罩，導流罩為半球形或橢球形。

通過設置導流罩，可以引導經過孔板的流體，避免形成渦流而造成的壓力損失，從而節(jié)約了能源消耗。

再進一步優(yōu)選的技術方案，其附加特征在于：各個衛(wèi)星孔的面積總和為主孔面積的3/7-2/3。

當將各個衛(wèi)星孔的面積總和設置為上述面積的時候，可以有效的提高流量測量裝置的通過能力，減少絕對壓力損失。同時產生的壓強變化，足以利用普通的壓力傳感器測量出來準確的結果。

優(yōu)選的技術方案，其附加特征在于：孔板的兩側分別設有壓力傳感器。

通過設置壓力傳感器，可以測量孔板兩側的壓降，可獲得穩(wěn)定的差壓信號，根據伯努利方程計算出體積流量、質量流量。

此外，還具有以下優(yōu)點：

整流多孔流量計幾乎適用于所有流體測量，是流體測量技術的一場革命，其加工、制造安裝可以像孔板一樣實現標準化，檢定同樣容易實現干標，有望成為節(jié)流裝置新的國際標準。

統(tǒng)一的高精度流量測量，將提高物料和能源平衡比。多孔流量測量裝置經過實流標定，傳感器精度可達±0.30％、±0.50％，適用于貿易計量場合；用幾何尺寸檢定，傳感器精度可達±0.50％、±1.00％，適用于過程控制場合。

直管段要求最低，可以節(jié)省大量的管道材料和相關費用。多孔流量測量裝置能將流場平衡調整穩(wěn)定，且壓力恢復比傳統(tǒng)節(jié)流裝置快兩倍，大大所短了對直管段的要求。大多數情況下，其前后直管段為前2D后1D，最小0.5D。

量程比寬，重復性和長期穩(wěn)定性好。與傳統(tǒng)節(jié)流裝置相比，整流多孔流量計極大提高了測量范圍。研究結果顯示：雷諾數大于50000時，選擇合適的孔徑參數，多孔流量測量裝置量程比不受限制。根據工業(yè)測量實際應用需要，常規(guī)測量量程比為10:1，10：1以上可以用多個變送器分段測量，可使量程比達到30：1、50:1或更高，β值選擇也突破了傳統(tǒng)孔板(β值為孔板的開孔直徑與管道內徑的比值)，從0.20～0.95，重復性大大提高，可達0.1％。

使用壽命長。整個儀表無可動部件，因此可以長期保持穩(wěn)定性，使用壽命比傳統(tǒng)節(jié)流裝置延長5～10倍。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例1的風道流量測量裝置的主視圖；

圖2是圖1的左視圖。

圖3是本實用新型實施例2的風道流量測量裝置的左視圖。

圖4是本實用新型實施例3的風道流量測量裝置的剖視圖；

圖5是圖4的左視圖。

圖6是本實用新型實施例2的風道流量測量裝置的主視圖。

具體實施方式

為能進一步了解本實用新型的發(fā)明內容、特點及功效，茲例舉以下實施例，并詳細說明如下：

實施例1：

圖1是本實用新型實施例1的風道流量測量裝置的主視圖；圖2是圖1的左視圖。

圖中新出現的附圖標記所表示的含義如下：1、安裝法蘭；2、管壁；3、孔板；4主孔。

一種風道流量測量裝置，包括管壁，管壁的兩端分別與安裝法蘭固定連接，安裝法蘭用于與管道的法蘭相配合，將測量裝置安裝到管路中，管壁上固定安裝有孔板，孔板與管壁的軸線方向垂直，孔板的中心與管壁的軸線垂直，孔板的中心處設有主孔，主孔為圓形。

整流多孔流量計巧妙的設計在于將多孔整流器和測量孔板合二為一，能最大限度地將流場平衡調整成理想狀態(tài)，從而將差壓式流量計的優(yōu)勢發(fā)揮到極至。當流體穿過孔板的主孔時，流體將被平衡調整，渦流被最小化，形成近似理想流體，通過常規(guī)取壓裝置，可獲得穩(wěn)定的差壓信號，根據伯努利方程計算出體積流量、質量流量。

優(yōu)選的，主孔的孔壁與孔板垂直。

通過孔壁與孔板垂直設置，不易磨損，其β值長期保持不變，大大延長檢定周期，節(jié)省檢定費用。而且，也減少了紊流的剪切力對壓力測量的影響。

優(yōu)選的，孔板的兩側分別設有壓力傳感器。

通過設置壓力傳感器，可以測量孔板兩側的壓降，可獲得穩(wěn)定的差壓信號，根據伯努利方程計算出體積流量、質量流量。

實施例2：

圖3是本實用新型實施例2的風道流量測量裝置的左視圖。圖中，與上述實施例所使用附圖相同的附圖標記，仍然沿用上述實施例對于該附圖標記的定義。圖中新出現的附圖標記所表示的含義如下：5、衛(wèi)星孔。

本實施例與實施例1的區(qū)別在于：

主孔的外側還設置有衛(wèi)星孔，衛(wèi)星孔沿主孔外側均勻分布。

通過設置衛(wèi)星孔，可以增加流體的流通面積，提高流通能力，降低測量裝置對壓力所造成的損失。多孔的孔板的永久性壓力損失可以降低到單孔的孔板的1/2，大幅度的節(jié)省了能源消耗。

再進一步優(yōu)選的，衛(wèi)星孔的孔壁垂直于孔板。

通過孔壁與孔板垂直設置，不易磨損，其β值長期保持不變，大大延長檢定周期，節(jié)省檢定費用。而且，也減少了紊流的剪切力對壓力測量的影響。

再進一步優(yōu)選的，各個衛(wèi)星孔的面積總和為主孔面積的3/7-2/3。

當將各個衛(wèi)星孔的面積總和設置為上述面積的時候，可以有效的提高流量測量裝置的通過能力，減少絕對壓力損失。同時產生的壓強變化，足以利用普通的壓力傳感器測量出來準確的結果。

此外，還具有以下優(yōu)點：

整流多孔流量計幾乎適用于所有流體測量，是流體測量技術的一場革命，其加工、制造安裝可以像孔板一樣實現標準化，檢定同樣容易實現干標，有望成為節(jié)流裝置新的國際標準。

統(tǒng)一的高精度流量測量，將提高物料和能源平衡比。多孔流量測量裝置經過實流標定，傳感器精度可達±0.30％、±0.50％，適用于貿易計量場合；用幾何尺寸檢定，傳感器精度可達±0.50％、±1.00％，適用于過程控制場合。

直管段要求最低，可以節(jié)省大量的管道材料和相關費用。多孔流量測量裝置能將流場平衡調整穩(wěn)定，且壓力恢復比傳統(tǒng)節(jié)流裝置快兩倍，大大所短了對直管段的要求。大多數情況下，其前后直管段為前2D后1D，最小0.5D。

量程比寬，重復性和長期穩(wěn)定性好。與傳統(tǒng)節(jié)流裝置相比，整流多孔流量計極大提高了測量范圍。研究結果顯示：雷諾數大于50000時，選擇合適的孔徑參數，多孔流量測量裝置量程比不受限制。根據工業(yè)測量實際應用需要，常規(guī)測量量程比為10:1，10：1以上可以用多個變送器分段測量，可使量程比達到30：1、50:1或更高，β值選擇也突破了傳統(tǒng)孔板，從0.20～0.95，重復性大大提高，可達0.1％。

使用壽命長。整個儀表無可動部件，因此可以長期保持穩(wěn)定性，使用壽命比傳統(tǒng)節(jié)流裝置延長5～10倍。

實施例3：

圖4是本實用新型實施例3的風道流量測量裝置的剖視圖；圖5是圖4的左視圖。圖中，與上述實施例所使用附圖相同的附圖標記，仍然沿用上述實施例對于該附圖標記的定義。圖中新出現的附圖標記所表示的含義如下：6、整流罩。

本實施例與實施例2的區(qū)別在于：

孔板在主孔與相鄰的兩個衛(wèi)星孔之間的區(qū)域設有導流罩，導流罩為半球形。

當氣流從圖示中的左側進入到測量裝置中，遇到半球形的導流罩，可以先被導流罩導流，順利的流進衛(wèi)星孔5和主孔4，避免直接沖擊到孔板上再流經衛(wèi)星孔5和主孔4而形成的渦流和紊流，減少了紊流、渦流而造成的壓力損失，從而節(jié)約了能源消耗。

實施例4：

圖6是本實用新型實施例2的風道流量測量裝置的左視圖。

本實施例與實施例2的區(qū)別在于：

衛(wèi)星孔分為兩組，每組衛(wèi)星孔均沿孔板的中心均勻分布，每組衛(wèi)星孔均分布在一個以孔板中心為圓心的圓。

多孔對稱的平衡設計，減少了渦流的形成和紊流摩擦，降低了動能損失，在同樣的測量工況下，與傳統(tǒng)節(jié)流裝置相比減少了2.5倍的永久壓力損失，接近文丘里管，從而節(jié)省了相當大的運行能量成本，是一種典型節(jié)能型儀表，值得大量推廣。

盡管上面結合附圖對本實用新型的優(yōu)選實施例進行了描述，但是本實用新型并不局限于上述的具體實施方式，上述的具體實施方式僅僅是示意性的，并不是限制性的，本領域的普通技術人員在本實用新型的啟示下，在不脫離本實用新型宗旨和權利要求所保護的范圍情況下，還可以作出很多形式，例如：①整流罩，也可以應用在有多組衛(wèi)星孔的情況下；②孔板，不僅僅可以是圓形的，也可以是矩形；③整流罩不僅僅可以是半球形，也可以半橢球形。這些均屬于本實用新型的保護范圍之內。