專利名稱：重油流量計及其測量方法
技術領域：
本發(fā)明屬于高粘度，含顆粒雜質流體的流量測量儀表。它由流量傳感器A、遠傳差壓變送器B，電阻溫度計C和流量演算顯示儀D等組成。
重油流量測量目前仍普遍采用橢圓齒輪流量計，由于重油的粘度高，流動性差，且夾帶雜質，以致使橢圓齒輪等可動部件易被磨損、變形，甚至卡死停轉，影響測量精度和使用壽命，對其維修費用高。
本發(fā)明的目的在于針對橢圓齒輪流量計的不足之處，而提供一種結構簡單、堅固耐用、工作穩(wěn)定、測量準確、維修工作量小的流量計；且能夠在雷諾數(ReD)很低(小于500)，介質的粘度和溫度變化的條件下，仍可以準確地進行流量測量，以適應重油和渣油粘度高且隨溫度和成份不同而變化的特殊要求。
本發(fā)明采用的技術方案是①把流量傳感器設計制造成測量管1管壁上開孔，然后安裝一個楔形節(jié)流件3；測量管1的兩端分別與取壓裝置2、4相連接之后，再與聯接法蘭8、15相連接；遠傳裝置膜片10裝入取壓裝置法蘭9與盲法蘭12之間，通過螺栓13固定；同樣，遠傳裝置膜片6裝入取壓裝置法蘭5與盲法蘭7之間，通過螺栓固定。
其主要參數是楔形節(jié)流件3夾角φ=80～110°，可為實心體或空心體楔徑比hD=0.2~0.5]]>取壓裝置2、4取壓方式“T”形法蘭取壓取壓距離L1=L2=65～150mm取壓裝置的內徑D1=D2=25～50mm測量管1內徑D=6～75mm長度L=400～800mm②上述流量計的測量方法，其特征在于重油流量計算公式Q=CKαKvKtKρΔP------(1)]]>式中Q-流過傳感器的重油流量(l/h；kg/h)；ΔP-節(jié)流件前、后的流體壓差(KPa；mmH2O)；C-比例系數，與測量管內徑、流通截面積、流體密度、計量單位等因素有關；Kα-流量系數，與雷諾數、傳感器結構參數等有關；Kv-重油粘度變化的修正系數；Kt-重油工作溫度變化的修正系數；Kρ-重油密度變化的修正系數。
其中粘度修正系數范圍Kv=5.5～27°E(恩氏度)，溫度修正系數范圍Kt=80～130℃，密度修正系數范圍Kρ=0.88～0.98g/cm3。
下面結合附圖作進一步的說明

圖1本發(fā)明重油流量計之流量傳感器的整體結構示意圖。
圖2為本發(fā)明流量傳感器的測量管1與楔形節(jié)流件3裝配示意圖。
圖3為圖2的A-A剖視圖。
圖4為本發(fā)明重油流量計測量原理圖。
附圖描述了本發(fā)明重油流量計的測量狀況。將流量傳感器A通過端法蘭8和15與輸油管道連通；節(jié)流件3下端邊緣與管道內壁之間形成一個弓形流通截面(見A-A剖視圖)，當重油通過時，在節(jié)流件3的前(入口側)及后(出口側)產生壓(力)差ΔP=P1-P2，流體的流量Q與
成比例關系；遠傳裝置膜片6、10分別感測節(jié)流件3前、后的流體壓力，并傳遞到差壓變送器B中，獲得壓差ΔP，并變換成標準電流信號IΔP輸出給流量演算顯示儀D；重油工作溫度t由電阻溫度計D測量，并變換成標準電流It，也輸出給流量演算顯示儀C；動態(tài)參數IΔP與It匯同流量系數非線性修正系數Kα重油粘度修正系數Kv、重油溫度修正系數Kt以及重油密度修正系數Kρ均通過流量演算顯示儀D，完成重油流量計算公式(1)的運算，以數字顯示重油瞬時流量、累計流量等參數，并輸出相對應的重油瞬時流量的標準電流信號IQ給控制系統(tǒng)，自動控制重油的流量；流量測量精度為量程的±1.5～2％。
重油流量計算公式Q=CKαKvKtKρΔP------(1)]]>式中Q-流過傳感器的重油流量(l/h；kg/h)；ΔP-節(jié)流件前、后的流體壓差(KPa；mmH2O)；C-比例系數，與測量管內徑、流通截面積、流體密度、計量單位等因素有關；Kα-流量系數，與雷諾數、傳感器結構參數等有關；Kv-重油粘度變化的修正系數，其修正范圍為5.5～27°E(恩氏度)；Kt-重油工作溫度變化的修正系數，其修正范圍為80～130℃；Kρ-重油密度變化的修正系數，其修正范圍為0.88～0.98g/cm2。
本發(fā)明重油流量計與現有技術相比，具有如下優(yōu)點和積極效果1．由于結構簡單，又沒有可動部件，所以堅固耐用，維修工作量小。
2．由于采用楔形節(jié)流件的結構，可以避免流體通過時產生滯留和堵塞現象。
3．在雷諾數很低(小于500)的情況下測量時，采用流量系數非線性修正的方法，對流量系數隨雷諾數變化而產生的非線性誤差進行自動修正，保持測量的準確性。故可適應高粘度介質(重油、渣油、混合油)的測量要求。
4．能夠對重油的粘度、溫度和密度的變化進行修正。當重油的粘度、溫度、密度偏離其給定值時，分別引入修正系數Kv、Kt和Kρ進行運算，可基本克服它們的變化對流量測量的影響。故可適應重油的品種、成分、油溫等變化的要求。
實施例重油流量計應用實例如下1．流量測量原始條件(1)流量范圍重油50～200l/h；(2)重油粘度在105℃時的粘度為7.96°E(恩氏粘度)；(3)重油溫度正常溫度105℃，變化范圍85～130℃；(4)重油密度在105℃時的密度為0.937g/cm3；(5)重油工作壓力0.3～0.7MPa；(6)輸油管內徑25mm。
2．流量傳感器為主要參數根據給定的原始條件，計算結果為(1)測量管內徑D=8mm，長400mm；(2)楔高h為3.42mm；(3)最大差壓ΔPmax=8.5KPa；(4)雷諾數范圍37～150；(5)取壓方式采用“T”形法蘭取壓和遠傳裝置膜片測壓。
3．測量系統(tǒng)的組成與調校流量傳感器在重油流量標準裝置上經過校驗后，再裝入輸油管路中使用。校驗獲得的流量、壓差、流量系數等數據，以及重油粘度、溫度和密度的修正系數Kv,Kt和Kρ，都輸入智能流量演算顯示儀。整套測量系統(tǒng)的儀表投運后，按現場的重油流量顯示情況進行適當調試，經過組態(tài)和演算，最后顯示重油流量等參數完成了公式(1)的運算功能，滿意后轉入正常運行使用。流量測量精度為量程的±1.5～2％。
權利要求
1．重油流量計屬于高粘度，含顆粒雜質流體的流量測量儀表，它由流量傳感器、遠傳差壓變送器、電阻溫度計、流量演算顯示儀組成，其特征是流量傳感器的測量管1管壁上開孔，然后安裝一個楔形節(jié)流件3；測量管1的兩端分別與取壓裝置2、4相連接之后，再與聯接法蘭8、15相連接；遠傳裝置膜片10裝入取壓裝置法蘭9與盲法蘭12之間，通過螺栓13固定；同樣，遠傳裝置膜片6裝入取壓裝置法蘭5與盲法蘭7之間，通過螺栓固定。
2．根據權利要求1所述流量計，其特征在于流量傳感器內楔形節(jié)流件3的夾角φ=80～110°，楔徑比hD=0.2~0.5]]>；節(jié)流件3可以做成實心體或空心體。
3．根據權利要求1所述流量計，其特征在于流量傳感器的節(jié)流件3前、后的取壓裝置2、4，采用“T”形法蘭聯接取壓，前后兩側取壓距離L1=L2=65～150mm，取壓裝置的內徑D1=D2=25～50mm。
4．根據權利要求1所述流量計，其特征在于流量傳感器的測量管1，內徑D=6～75mm，管的長度L=400～800mm。
5．一種權利要求1所述流量計的測量方法，將流量傳感器A通過端法蘭8和15與輸油管道連通，當重油流量Q通過時，即在節(jié)流件3前后產生壓差；該壓差由取壓裝置和遠傳差壓變送器B進行測量，并變換成標準電流信號IΔP，輸給流量演算顯示儀C；重油工作溫度t由電阻溫度計測量并變換成標準電流信號It，也輸給流量演算顯示儀C；動態(tài)參數IΔP與It匯同流量系數非線性修正系數Kα、重油粘度修正系數Kv、重油溫度修正系數Kt以及重油密度修正系數Kρ均通過流量演算顯示儀C，完成重油流量計算公式(1)的運算，以數字顯示重油瞬時流量、累計流量等參數，并輸出相對應的重油瞬時流量的標準電流信號IQ給控制系統(tǒng)，自動控制重油的流量；其特征在于重油流量計算公式Q=CKαKvKtKρΔP------(1)]]>式中Q-流過傳感器的重油流量(l/h；kg/h)；ΔP-節(jié)流件前、后的流體壓差(KPa；mmH2O)；C-比例系數，與測量管內徑、流通截面積、流體密度、計量單位等因素有關；Kα-流量系數，與雷諾數、傳感器結構參數等有關；Kv-重油粘度變化的修正系數；Kt-重油工作溫度變化的修正系數；Kρ-重油密度變化的修正系數。
6．根據權利要求5所述的測量方法，其特征在于公式(1)的參數其中粘度修正系數范圍Kv=5.5～27°E(恩氏度)，溫度修正系數范圍Kt=80～130℃，密度修正系數范圍Kρ=0.88～0.98g/cm3。
全文摘要
本發(fā)明屬于流體流量的測量儀表及方法。由流量傳感器、遠傳差壓變送器,電阻溫度計和流量演算顯示儀等組成,其特征在于:流量傳感器安裝楔形節(jié)流件3;測量管1的兩端分別與取壓裝置2、4相連接之后,再通過連接法蘭8.15與輸油管道相連通;通過流量演算顯示儀完成重油流量計算公式應用,自動控制重油的流量。本發(fā)明結構簡單,堅固耐用,維修工作量小;在雷諾數低的情況下準確地進行流量測量,適應重油和渣油粘度高且隨溫度和成分不同而變化的特殊要求。
文檔編號G01F1/20GK1223371SQ9811231
公開日1999年7月21日 申請日期1998年1月16日 優(yōu)先權日1998年1月16日
發(fā)明者劉心宇, 張衛(wèi)華, 劉元揚, 賀有恒, 王德志, 梁健, ?？×x, 吳鑫春, 魏九銀 申請人:中南工業(yè)大學