臨界速度流量計量系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種流體流量測量領(lǐng)域，尤其涉及一種臨界速度流量計量系統(tǒng)，主要用于天然氣礦井和新井等流量測試過程中臨界速度的流量計量。
【背景技術(shù)】
[0002]天然氣流經(jīng)孔板產(chǎn)生節(jié)流，當上游壓力P1大于下游壓力P 2約一倍，即P各0.546P1時，達到臨界氣流。在臨界氣流時，流速斷面最小處，天然氣的流速等于該處溫度下天然氣的聲速。此時，進一步降低孔板出口外界壓力，絲毫不會引起氣產(chǎn)量的增加，而增加上流壓力，雖斷面最小處的流速并不增加，但會使密度增加氣流量增加。說明氣體流量與下流壓力無關(guān)，僅取決于上流壓力。因此，利用孔板前的壓力即可算出氣體流量。
[0003]現(xiàn)有的技術(shù)是采用臨界速度流量計來計量臨界速度時的天然氣流量，如中國專利號為“200720187244.0”的現(xiàn)有技術(shù)在2008年11月5日還公開了一種臨界速度流量計，其技術(shù)方案為所述一種臨界速度流量計由孔板節(jié)流結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)采集測量結(jié)構(gòu)兩部分構(gòu)成，由孔板、孔板支架、孔板室、密封壓板、承壓板、密封膠板組合構(gòu)成孔板節(jié)流結(jié)構(gòu)；由測量直管、壓力表接頭、溫度表接頭構(gòu)成數(shù)據(jù)采集測量結(jié)構(gòu)；其特征在于:孔板室位于孔板支架中間，是一個徑向上開口，內(nèi)為下窄上寬三層的槽式結(jié)構(gòu)，孔板支架下部連接一個短管，短管與孔板室通過孔板室下層窄槽連通，孔板徑向擋在短管中間，依次由位于孔板室內(nèi)的密封膠板、密封壓板、承壓板、螺絲、頂絲將短管與孔板室連通的下層窄槽密封，壓力表接頭、溫度表接頭置于兩根測量直管上，兩根測量直管分別連接在短管的兩端，中間由直管密封墊密封。但該專利在數(shù)字化自動采集到相關(guān)的壓力數(shù)據(jù)和溫度數(shù)據(jù)時，需要人工計算流量，存在著計算效率低、計算結(jié)果準確度低和人工勞動強度大的缺點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，提供一種臨界速度流量計量系統(tǒng)，本發(fā)明能夠根據(jù)采集的數(shù)據(jù)自動而準確地快速測量出流體在臨界速度時的流量，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、傳輸和計量一體化的目的。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
一種臨界速度流量計量系統(tǒng)，其特征在于:包括節(jié)流機構(gòu)和數(shù)據(jù)采集測量機構(gòu)，所述節(jié)流機構(gòu)包括閥體和設(shè)置在閥體內(nèi)的孔板，所述數(shù)據(jù)采集測量機構(gòu)包括PC機、控制箱、溫度傳感器和兩個壓力變送器，所述的溫度傳感器和兩個壓力變送器均固定在閥體上，且其中一個壓力變送器位于孔板的下游側(cè)，另一個壓力變送器和溫度傳感器位于孔板的上游側(cè)；所述控制箱內(nèi)設(shè)置有數(shù)據(jù)采集模塊和通訊模塊，所述溫度傳感器和兩個壓力變送器均與數(shù)據(jù)采集模塊連接，所述數(shù)據(jù)采集模塊通過通訊模塊將采集到的數(shù)據(jù)傳遞給PC機。
[0006]所述控制箱內(nèi)還設(shè)置有安全柵，所述的溫度傳感器和兩個壓力變送器均通過安全柵與數(shù)據(jù)采集模塊連接。
[0007]所述安全柵的數(shù)量為三個，所述的溫度傳感器和兩個壓力變送器分別通過三個安全柵與數(shù)據(jù)采集模塊連接。
[0008]所述節(jié)流機構(gòu)還包括頂板、壓板和防雨罩，所述閥體上開設(shè)有插槽，所述孔板通過插槽安裝在閥體內(nèi)，所述壓板和頂板依次固定在孔板上方的閥體上，壓板與頂板配合固定孔板，所述防雨罩固定在閥體上，且頂板和壓板均位于防雨罩內(nèi)。
[0009]所述孔板上游側(cè)的壓力變送器到孔板的距離與輸送流體的管道的直徑相同，所述孔板下游側(cè)的壓力變送器到孔板的距離與輸送流體的管道的半徑相同。
[0010]采用本發(fā)明的優(yōu)點在于:
一、本發(fā)明通過數(shù)據(jù)采集測量機構(gòu)中的PC機、數(shù)據(jù)采集模塊、壓力變送器和溫度傳感器的配合，能夠根據(jù)采集的數(shù)據(jù)自動而準確地快速測量出流體在臨界速度時的流量，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、傳輸和計量一體化的目的，有利于在降低人工勞動強度的前提下，提高計量效率和計量準確性。并且，壓力變送器和溫度傳感器每一次采集的數(shù)據(jù)和每次的計量結(jié)果都能夠?qū)崟r地在PC機上顯示、存儲，既有利于建立各種數(shù)據(jù)庫和報表，又有利于人們根據(jù)流量大小隨時更換孔板，從而使流體的輸送達到最佳狀態(tài)。
[0011]二、本發(fā)明中，由于溫度傳感器和壓力變送器均固定在天然氣輸送現(xiàn)場的閥體上，現(xiàn)場情況較為危險，因此在數(shù)據(jù)采集模塊與溫度傳感器和數(shù)據(jù)采集模塊之間設(shè)置安全柵，既能夠保證信號的穩(wěn)定傳輸，又不會引起安全事故，提高了使用安全性。
[0012]三、本發(fā)明中，溫度傳感器和兩個壓力變送器分別通過三個安全柵與數(shù)據(jù)采集模塊連接，能夠進一步提高使用安全性。
[0013]四、本發(fā)明中，通過壓板與頂板配合固定孔板，既能夠防止孔板松動，又有利于孔板的快速安裝拆卸，經(jīng)實驗證明，采用該結(jié)構(gòu)后，僅需耗時3?5分鐘便可完成孔板的更換，且不需要拆卸閥體的整體。通過防雨罩能夠防止外界雨水或灰塵等從頂板與閥體之間的間隙進入閥體內(nèi)部，減少了外界環(huán)境對閥體的影響，有利于提高閥體的使用壽命。
[0014]五、本發(fā)明中，孔板上游側(cè)的壓力變送器到孔板的距離與輸送流體的管道的直徑相同，孔板下游側(cè)的壓力變送器到孔板的距離與輸送流體的管道的半徑相同，采用這樣設(shè)置，在使用過程中更換不同節(jié)流孔徑的孔板時可無需改變流出系數(shù)，有利于提高計量效率。
[0015]六、本發(fā)明的發(fā)明點在于將數(shù)據(jù)采集測量機構(gòu)與節(jié)流機構(gòu)結(jié)合使用，采用系統(tǒng)集成化設(shè)計，全套系統(tǒng)集數(shù)據(jù)采集、流量計算、數(shù)據(jù)存儲管理等功能為一體，不僅具有工作參數(shù)輸入、修改、查詢、現(xiàn)場工況數(shù)據(jù)查詢和日報、月報數(shù)據(jù)庫查詢的功能，還具有被測量值超限量時的聲光報警功能；能夠準確快速地測量出流體在臨界速度時的流量，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、傳輸和計量一體化的目的。
[0016]七、本發(fā)明中的設(shè)備的生產(chǎn)、組裝和調(diào)試都在工廠內(nèi)完成，用戶只需將流體上下游管道用法蘭與閥體連接，再連上相應(yīng)的數(shù)據(jù)線和電纜線即可投入運行，便于現(xiàn)場安裝、迀移，現(xiàn)場安裝工作量少，施工周期短。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明中節(jié)流機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為圖2的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
圖中標記為:1、PC機，2、控制箱，3、壓力變送器，4、防雨罩，5、溫度傳感器，6、節(jié)流機構(gòu)，7、數(shù)據(jù)采集模塊，8、安全柵，9、通訊模塊，10、閥體，11、孔板，12、頂板，13、壓板。
【具體實施方式】
[0018]實施例1
一種臨界速度流量計量系統(tǒng)，包括節(jié)流機構(gòu)6和數(shù)據(jù)采集測量機構(gòu)，所述節(jié)流機構(gòu)6包括閥體10和設(shè)置在閥體10內(nèi)的孔板11，所述數(shù)據(jù)采集測量機構(gòu)包括PC機1、控制箱2、溫度傳感器5和兩個壓力變送器3，所述的溫度傳感器5和兩個壓力變送器3均固定在閥體10上，且其中一個壓力變送器3位于孔板11的下游側(cè)，另一個壓力變送器3和溫度傳感器5位于孔板11的上游側(cè)；所述控制箱2內(nèi)設(shè)置有數(shù)據(jù)采集模塊7和通訊模塊9，所述溫度傳感器5和兩個壓力變送器3均與數(shù)據(jù)采集模塊7連接，所述數(shù)據(jù)采集模塊7通過通訊模塊9將采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)標準的RS-485和RS-232接口傳遞給PC機I。
[0019]本實施例中，所述控制箱2為防雷防爆控制箱2。
[0020]本實施例中，所述控制箱2內(nèi)還設(shè)置有安全柵8，所述的溫度傳感器5和兩個壓力變送器3均通過安全柵8與數(shù)據(jù)采集模塊7連接。其中，安全柵8的作用是在控制箱2以外的危險區(qū)(非本質(zhì)安全)和控制箱2內(nèi)的