CN101251405A - 一种气体仪表检定装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气体仪表检定装置，包括用于安放待检流量计的检定台位，检定台位至少依次连接有滞止容器、音速喷嘴、负压管道及采用变频控制的罗茨真空泵，所述检定台位及其进气口设置于一可封闭的检定室中，且所述真空泵的排气口通过地下管道与该检定室相通。本发明装置具有噪声污染低、能耗低及误差小的优点，特别适合用于对气体流量检测仪表进行检定。

Description

一种气体仪表检定装置

技术领域

本发明涉及流量仪表设备的检定或校正，具体涉及对气体流量检测仪表进行检定的设备。

背景技术

标准表法流量标准装置的方法很多，用音速文丘里喷嘴(或称音速喷嘴)作标准表的气体流量标准装置即为其中一种。与用其它流量计作为标准表相比，用音速喷嘴作为标准表具有很多优点，如结构简单、性能稳定、准确度高、无可动部件、维护方便、检定周期长(五年)等等。音速喷嘴法气体流量标准装置适用于对各种气体流量计的检测和校准，可以检测质量流量计、速度式流量计、容积式流量计、转子流量计、差压式流量计或其它种类的流量计。

传统音速喷嘴法气体流量标准装置的结构如图1所示意，其包括真空泵1′、储气罐2′、汇流管(容器)3′、开关阀4′、音速喷嘴5′、滞止容器温度计6′、滞止容器压力计7′、滞止容器8′、流量调节阀9′、被检表后温度计10′、被检表(流量计)11′、被检表前压力计12′等。其检定过程为：如图1所示，用真空泵1′将空气由被检表的上游直管段入口吸入，经过被检表前直管段、被检表11′和被检表下游直管段进入滞止容器8′，在滞止容器8′的下游，有一组音速喷嘴5′，控制音速喷嘴′下游的开关阀门4′，可以任意选择所要开关的音速喷嘴5′，以达到改变被检表流量的目的，滞止容器8′由滞止容器温度计6′、滞止容器压力计7′测温、测压，代入公式计算可以得到通过音速喷嘴5′的质量流量，亦即通过被检表处的质量流量。通过被检表后温度计10′、被检表前压力计12′测量被检表处的温度和压力，可以计算出空气密度，进而得到标准体积流量。流量调节阀9′一般只用于开关，也可作为调节流量的辅助手段。在进行小流量检定时，可以不用开启真空泵1′，只要储气罐2′的真空度能够满足要求即可。真空泵1′的能力应满足下列两个条件：第一，真空泵所提供的流量应大于被检流量计的最大流量；第二，在测量过程中，真空泵所提供的真空度应满足音速喷嘴的临界压力比。通常，当音速喷嘴两端的压力之比＜0.85时，其流速就达到了音速，当压力比继续下降时其流速不变，即保持音速不变。

对于流量比较大的标准装置，需选用水环式真空泵，因此还需冷却塔、离心泵、地下水池、消音器。为了调整入口气体流场和降低噪音，还应在入口处安装喇叭形入口，被检表的前后直管段应足够长。此外，还应配备配电柜、计算机、夹表器、控制系统和数据采集系统。

传统的气体仪表检定装置所使用的测量气体是从室外抽入的大气，真空泵排出的空气也直接向室外排放。为产生负压而选用的真空泵目前无论国内还是国外均用二种类型的真空泵：水环式真空泵和气环式真空泵。这二种真空泵各有特点。

水环式真空泵其原理是利用活塞的往复运动来抽取空气，对在抽取空气时所产生的热量用循环水来冷却，故称为水环式。这种真空泵优点是能达到的真空度高，压差比可达到0.2。缺点是能源消耗大，当检定的所需流量与真空泵的额定流量差距较大时，管道需旁通，否则真空泵会烧坏。另一方面由于是用活塞来抽空气，其抽取时平均流量的均匀性较差。

气环式真空泵就是高压离心风机。它把吸风口接到负压室，将排气口接到室外大气。这种真空泵的优点是与水环式真空泵相比能耗较低，同时平均流量的均匀性较好。缺点是当检定的所需流量与真空泵的额定流量差距较大时，管道需旁通，否则真空泵同样会烧坏。另一方面其压差比不足，目前国外产品最高也只能达至0.7。当被检定仪表的压力损失略大一点的话，在音速喷嘴的两端就无法保证压差比＜0.85的要求，从而限制了装置的使用范围。

无论用那一种类型的真空泵，传统的气体仪表检定装置有一个最大的也是共性的缺陷：由于对检定用的气体是从室外大气中抽取，并又向大气排放，这就产生了三个问题：一个是检定所抽取的空气的温度无法控制，受室外温度的影响较大，尽管能用软件进行修正，但带来了修正计算的附加误差。另一个是由于空气是向室外大气排放，在排放时将噪声也带出去了，造成了环境的噪声污染。再一个是均无法采用变频技术。如采用变频技术，对气环式真空泵而言，则转速的下降将使泵的抽真空度能力迅速下降，无法满足检定要求，对水环式真空泵而言，当转速下降时其平均流量的均匀性也迅速恶化，会对检定带来不确定因素，从而使检定的数据产生误差，影响了检定数据的权威性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足而提供一种噪声污染低的气体仪表检定装置。进一步是提供一种可减少由于温度变化而产生的修正计算所致附加误差的气体仪表检定装置。更进一步是提供一种能耗大为降低的气体仪表检定装置。

为解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案：

本发明气体仪表检定装置，包括用于安放待检流量计的检定台位，检定台位至少依次连接有滞止容器、音速喷嘴、负压管道及真空泵，其特征在于所述检定台位设置于一可封闭的检定室中，且所述真空泵的排气口通过出口管道与该检定室相通。

所述出口管道为地下管道。

所述检定室内设置有所述的检定台位、滞止容器、音速喷嘴以及负压管道。

所述负压管道与真空泵之间还连接有储气罐。

所述真空泵为罗茨真空泵，优选为二至五台并联设置的罗茨真空泵，进一步优选为三台并联设置的罗茨真空泵，以达到叠加的效果，同时设备投资又能控制在合理的范围。进一步的优选方案是所述罗茨真空泵连接有变频器，以便对真空泵进行变频，降低能耗，更进一步的优选方案是所述变频器由计算机控制，以实现自动化控制和管理。

所述真空泵设于一隔音室内，且所述出口管道的进气端即开口于该隔音室，以降低整个系统对外界环境的噪声污染。

本发明有以下有益效果：

由上述可见，本发明的气体仪表检定装置对选用的真空泵及对泵的控制方法，气体的抽排方式进行了改变。

1、由于对检定气体采用闭环系统。使工作中的噪声不会传导到外界，避免了环境中的噪声污染。

2、检定用空气采用通过地下渠道来形成气流的闭环系统。检定用的空气采用内循环方式，不与外界空气进行交换。这样保证检定用空气不受外界温度的干扰。由于此闭环系统是用地下渠道连接进排气口，受地下地温的影响，与地沟的壁进行热交换，使检定用的空气的温度变化值大大下降，一年中的温差变化也达到了实验室要求。减少了由于温度变化而产生的修正计算的附加误差。

3、真空泵选用罗茨真空泵。罗茨真空泵与上述二种类型的真空泵相比，其特点为：压差比高于气环式真空泵，但低于水环式真空泵，压差比一般能达到0.51，完全能满足检定的要求。防止了用气环真空泵所产生的压差值不能满足检定要求的缺陷。

4、罗茨真空泵的结构特点决定了它的平均流量的均匀性略低于气环式真空泵但远高于水环式真空泵，同时其抽真空度与转速的相关性系数趋于零，而流量与转速的相关性系数趋于1。本发明采用变频技术对罗茨真空泵的转速进行控制，使压差比变得可调。这样其流量也变得可调，在检定与真空泵额定流量的流量差距较大时也无需旁通。从而大大地降低了能耗。能耗约为同类装置的二十分之一。

5、计算机通过变频器控制并联同型号真空泵组的方式，使真空泵的抽气量达到了叠加效果，而无需如原来的方式要有一台能达到装置最大检定流量的真空泵的前提下，为了节约能耗而配备一组真空泵。

6、检定流量值的需要，通过计算机来控制真空泵的转速和台数，从而达到经济性和提高了操控性。

附图说明

图1为传统气体仪表检定装置的结构示意图；

图2为本发明气体仪表检定装置的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图2所示，本发明气体仪表检定装置，包括一个可封闭的检定室1和一个可封闭的隔音室2，隔音室2内并设有三台罗茨真空泵3，检定室1内并设有两个用于安放待检流量计的检定台位4，检定台位4依次连接有流量调节阀5、滞止容器6、一排音速喷嘴7、负压管道8，音速喷嘴7的两端管道上均设有开关阀9，且所述的流量调节阀5、滞止容器6、音速喷嘴7以及负压管道8与音速喷嘴7相对应的部分均设置在所述的检定室1内，而负压管道8的其余部分则伸出于检定室1外，并通过管路与所述的罗茨真空泵3连通，罗茨真空泵3的排气口位于所述隔音室2内，而隔音室2与检定室1之间则通过设于地下的出口管道10相连通。此外，所述罗茨真空泵3还连接有由计算机11控制的变频器12，同时，该计算机11也是整个气体仪表检定装置的主机。

Claims (10)

1、一种气体仪表检定装置，包括用于安放待检流量计的检定台位，检定台位至少依次连接有滞止容器、音速喷嘴、负压管道及真空泵，其特征在于所述检定台位设置于一可封闭的检定室中，且所述真空泵的排气口通过出口管道与该检定室相通。

2、根据权利要求1所述的气体仪表检定装置，其特征在于所述出口管道为地下管道。

3、根据权利要求1所述的气体仪表检定装置，其特征在于所述检定室内设置有所述的检定台位、滞止容器、音速喷嘴以及负压管道。

4、根据权利要求1或2或3所述的气体仪表检定装置，其特征在于所述负压管道与真空泵之间还连接有储气罐。

5、根据权利要求1或2或3所述的气体仪表检定装置，其特征在于所述真空泵为罗茨真空泵。

6、根据权利要求5所述的气体仪表检定装置，其特征在于所述真空泵为二至五台并联设置的罗茨真空泵。

7、根据权利要求6所述的气体仪表检定装置，其特征在于所述真空泵为三台并联设置的罗茨真空泵。

8、根据权利要求6所述的气体仪表检定装置，其特征在于所述罗茨真空泵连接有变频器。

9、根据权利要求6所述的气体仪表检定装置，其特征在于所述真空泵设于一隔音室内，所述出口管道的进气端即开口于该隔音室。

10、根据权利要求8所述的气体仪表检定装置，其特征在于所述变频器由计算机控制。

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