CN204831400U - 稳压式小流量风速风量测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种稳压式小流量风速风量测量装置，属于流体测量领域。其包括：动压稳压罐、静压稳压罐、差压变送器以及两个取压单元。取压单元设置于风道内，动压稳压罐、静压稳压罐、差压变送器均位于风道外。每个取压单元包括内文丘里管、外文丘里管、用于测量内文丘里管的动压测量管以及用于测量外文丘里管的静压测量管，内文丘里管同轴套接于外文丘里管内。两个取压单元的动压测量管相互连通并与动压稳压罐连通，两个取压单元的静压测量管相互连通并与静压稳压罐连通，动压稳压罐、静压稳压罐还分别与差压变送器连接。本实用新型适用于小流量流体的风速、风量测定，能够有效避免测量过程中由于压差过低，压差信号丢失的问题。

Description

稳压式小流量风速风量测量装置

技术领域

本实用新型涉及流体测量领域，具体而言，涉及一种稳压式小流量风速风量测量装置。

背景技术

目前，锅炉烟气的流速、流量的测量多数采用单点式毕托管流量计。在实际运用中，单点毕托管流量计的测量方式存在以下的问题：(1)在气体流量小时无法进行准确的测量，测量信号非常容易丢失。(2)在烟道内流动的气流，在低流速情况下产生的差压很低，造成流量无法显示或者无法准确测量、信号缺失等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种稳压式小流量风速风量测量装置，避免由于差压小而导致测量信号缺失的问题，以实现对小流量流体的风量、风速测量。

本实用新型是这样实现的：

稳压式小流量风速风量测量装置，用于测量风道内的气体流速流量，包括：动压稳压罐、静压稳压罐、差压变送器以及两个取压单元，两个所述取压单元设置于所述风道内，所述动压稳压罐、所述静压稳压罐、所述差压变送器均位于所述风道外，每个所述取压单元均包括内文丘里管、外文丘里管、用于测量所述内文丘里管的动压测量管以及用于测量所述外文丘里管的静压测量管，所述内文丘里管同轴套接于所述外文丘里管内；

两个所述取压单元的动压测量管相互连通并与所述动压稳压罐连通，两个所述取压单元的静压测量管相互连通并与所述静压稳压罐连通，所述动压稳压罐、所述静压稳压罐还分别与所述差压变送器连接。

优选地，两个所述取压单元沿所述风道的轴线对称设置。轴对称分布的两个取压单元，能够测量到相同流体运动截面的压力信息，使得测量的数据更加的准确和一致。

优选地，还包括：动压三通管、静压三通管，所述动压稳压罐通过所述动压三通管与两个所述取压单元的动压测量管连接，所述静压稳压罐通过所述静压三通管与两个所述取压单元的静压测量管连接。三通管结构简单、使用方便，用于将不同管路的流体混合、改变流体的运动方向。

优选地，所述动压测量管与所述内文丘里管连通，所述静压测量管与所述外文丘里管连通。

优选地，所述内文丘里管的喉管设置有内取压孔，所述外文丘里管的喉管设置有外取压孔，所述动压测量管穿过所述内取压孔伸入所述内文丘里管内，所述静压测量管穿过所述外取压孔伸入所述外文丘里管内。

优选地，还包括：两个连接头，所述动压稳压罐、所述静压稳压罐分别通过一个所述连接头与所述差压变送器连接。通过连接头将正稳压罐、负稳压罐连接，可以方便、快捷地连接，避免发生正稳压罐、负稳压罐与差压变送器发生分离的情况。

优选地，还包括：套接杆，所述外文丘里管通过所述套接杆与所述内文丘里管连接，所述套接杆沿所述内文丘里管的径向设置，所述套接杆的一端与所述内文丘里管的外管壁连接，所述套接杆的另一端与所述外文丘里管的内管壁连接。套接杆将外文丘里管和内文丘里管连接为一体，防止测量过程中两管之间发生相对的运动，从而减小了流体运动时受到的干扰，确保测量数据的准确性。

优选地，还包括：固定杆，所述外文丘里管通过所述固定杆设置于所述风道内，所述固定杆沿所述外文丘里管的径向设置，所述固定杆的一端与所述外文丘里管的外管壁连接，所述固定杆的另一端与所述风道连接。通过固定连连接风道和外文丘里管，适用于风道相对较小的环境，可以避免固定杆影响流体的正常流动。

优选地，还包括翼板，所述外文丘里管通过所述翼板连接于所述风道内。翼板的连接更加牢固和稳定，外文丘里管更不易发生晃动。

优选地，动压测量管、静压测量管均由钢材制作而成。钢材强度高、不容易损害，能够承受外界流体的冲击，提高使用寿命。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供了一种稳压式小流量风速风量测量装置，该装置包括两组取压单元和动压稳压罐、静压稳压罐，每组取压单元包括套接于一体的两个文丘里管。该装置测量在流体的流速较低的情况下可获得稳定的差压，以便差压变送器准确获得差压数据，进而获取到风速、风量等测量数据。采用套接为一体的双文丘里管结构，外文丘里管对进入内文丘里管的气流起到整流的作用，内文丘里管的空气流动更加平稳，有利于测量。动压稳压罐和静压稳压罐的设置则使测量装置在风道内空气流量较小的情况下，依然可以获得足够的压力差值，以便差压变送器可以正常工作。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的稳压式小流量流速风量测量装置中的外文丘里管的结构示意图；

图2为图1中的外文丘里管的轴向截面结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的稳压式小流量流速风量测量装置中的内文丘里管的结构示意图；

图4为图3中的内文丘里管的轴向截面结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的稳压式小流量流速风量测量装置中的取压单元的结构示意图；(不包括套接杆)

图6为本实用新型实施例提供的稳压式小流量流速风量测量装置中的取压单元的结构示意图；

图7为本实用新型实施例提供的稳压式小流量流速风量测量装置中的结构示意图。

附图标记说明

外文丘里管101；第二等直径入口段102；第二收缩段103；

第二等直径喉管段104；第二扩散段105；内文丘里管201；

第一收缩段202；第一等直径喉管段203；第一扩散段204；

静压测量管301；动压测量管302；差压变送器401；

动压稳压罐402；静压稳压罐403；风道501。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在测量小流量、低速的气体时，流体的流量可以通过流体流动方向的截面某点的压差，进而测量出一定时间内通过该截面的流体的流量。但是由于，低速流体流过某一界面的压差较小，不容易被测量，而且由于流量小，可能出现压力信号的不稳定，甚至丢失的情况。为了解决上述问题，通常需要将压差放大、保持压差的稳定，以便能够准确地测量低流速、小流量流体的流量、流速等数据。本发明人，通过研究提出了一种用于测量小流量流体的风速风量的测量装置，实现了对低流速、小流量流体的测量。

参阅图1至图7，本实施例提供了一种稳压式小流量风速风量测量装置，用于测量风道内的气体流速流量。该测量装置包括：动压稳压罐402、静压稳压罐403、差压变送器401以及两个取压单元。其中，两个取压单元设置于风道501内，动压稳压罐402、静压稳压罐403、差压变送器401均位于所述风道501外。

每个取压单元均包括内文丘里管201、外文丘里管101、用于测量内文丘里管201的动压测量管302以及用于测量外文丘里管101的静压测量管301，内文丘里管201同轴套接于外文丘里管101内。两个取压单元的动压测量管302相互连通并与动压稳压罐402连通，两个取压单元的静压测量管301相互连通并与静压稳压罐403连通，动压稳压罐402、静压稳压罐403还分别与差压变送器401连接。

差压变送器是在工业实践中较为常用的一种设备，其广泛应用于各种工业自动控制环境，涉及到水力、电力、石化等等领域。差压变送器是一类测量各种管路系统中输送介质的压力差，并且通过数据的转换将测量的差压值转换成电流信号输出的设备。差压变送器与一般的压力变送器不同，它们均有正压端和负压端两个压力接口，两个接口对应于不同压力的流体输入。

文丘里管基于文丘里效应制作而成，其一般包括依次连接的等直径入口段，收缩段、等直径喉管段以及扩散段。收缩段的管径由等直径入口段向等直径喉管段逐渐减小；扩散段的管径随着逐渐远离等直径喉管段，其管径不断增加。通过测量管道内的压差，即可求得流量。对于液体，文丘里管直接安装测压管测量压差，对于气体，则需要通过管路将流体的压力输出至压力测量设备，利用该压力测量设备来测量压差。本实施例中，内文丘里管201包括第一收缩段202、第一等直径喉管段203以及第一扩散段204，外文丘里管101包括第二等直径入口段102、第二收缩段103、第二等直径喉管段104以及第二扩散段105。外文丘里管101对内文丘里管201起到抽吸、整流的作用，流体进入内文丘里管201向其喉管段运动，在收缩段流体被压缩流体的流速不断提高，进入喉管段达到峰值，流体的压力稳定，测量装置获得压差增大。

该测量装置的工作原理是：取压单元用于将风道501内的空气导出，再通过稳压罐将流体的输送压力进行放大、稳定，防止由于气道内流体的流量、流速太小而不能产生有效的工作压力，确保差压变送器401能够获得准确的差压。由稳压罐放大、稳定后的空气压力进入差压变送器401内，压力直接作用于差压变送器401的膜片上，使得膜片产生与介质压力成正比的微位移，从而使得差压变送器401内部的传感器的电阻值发生变化，并最终转换为差压信号。

为了方便于取压单元里内文丘里管201和外文丘里管101的连接，稳压式小流量风速风量测量装置还包括套接杆，外文丘里管101通过套接杆与内文丘里管201连接。套接杆沿内文丘里管201的径向设置，套接杆的一端与内文丘里管201的外管壁连接，套接杆的另一端与外文丘里管101的内管壁连接。径向设置的套接杆将内文丘里管201和外文丘里管101连接起来，两者之间不易发生相对运动，空气流经两者之间时扰动小，气压稳定利于提高测量的精确性。

优选地，稳压式小流量风速风量测量装置还包括固定杆，外文丘里管101通过固定杆设置于风道501内。固定杆沿外文丘里管101的径向设置，固定杆的一端与外文丘里管101的外管壁连接，固定杆的另一端与风道501连接。作为另一种实现方式，稳压式小流量风速风量测量装置，还包括翼板，外文丘里管101通过翼板连接于风道501内，翼板可将外文丘里管101更加牢固地固定于风道501内，减小外文丘里管101的晃动，从而使得取压单元得以固定。

动压稳压罐的压力输出端和静压稳压罐的压力输出端分别与差压变送器401的正压端接口、负压端接口连接，两个接口的不同大小的压力作用于差压变送器401，然后将压力差转换为电信号输出。为了方便于动压稳压罐、静压稳压罐与差压变送器401的连接，稳压式小流量风速风量测量装置还包括：两个连接头，动压稳压罐402、静压稳压罐403分别通过一个连接头与差压变送器401连接。连接头可以采用空气用快速接头或者使用设置有螺纹的钢制管。动压稳压罐和静压稳压罐均具有进气接口和出气接口，用于稳定压力输出；当压力过低时，可以通过调节压力的输出。稳压罐为市售设备，本实施例不对其具体结构作详细说明。

较佳地，两个取压单元沿风道501的轴线对称设置。由于两个取压单元并排平行设置于风道501内，两者处于同一风道501的截面，则两取压单元的测量点的压力保持一致，获得的压力更加精确。当风道501内径不断变化时，风道501内的空气的流量、流速、压力等发生变化，如果两个取压单元在风道501内设置的位置不处于风道501的同一截面，那么由于两个由取压单元测量的压力不一致，造成压力数据的不准确，从而可能导致对流体流量、流速的测量不准。此外，两个取压单元沿风道501的轴线对称设置，风道501内的空气同时经过两个取压单元，并且同时离开两个取压单元，从而避免了两个取压单元之间的气流的相互干扰，使得测量的风量、风速能够准确反应风道501内的空气的真实情况。

为了测量小流量的流体，两个取压单元的动压测量管302连通，两个取压单元的静压测量管连通。由于两个动压测量管302连通，则两个动压测量管302获得的气流可以合并在一起，从而提高了动压的测量值；相应地，由于两个静压测量管连通，则两个静压测量管获得的压力可以合并在一起，从而提高了负压的测量值。作为一种实现方式，动压测量管302可以采用三叉管，三叉管的两条只管分别与一个内文丘里管201连接，其第三个只管则与动压稳压罐402连接；静压测量管301同样可采用三叉管，该三叉管的其中两条支管分别与一个外文丘里管101连接，第三个支管则与静压稳压罐403连接。作为另一种实现方式，稳压式小流量风速风量测量装置还包括：动压三通管、静压三通管，两个取压单元的动压测量管302、动压稳压罐402通过动压三通管连接，两个取压单元的静压测量管301、静压稳压罐403通过静压三通管连接。三通管的使用，使得两个取压单元的动压测量管302可以相对独立地设置，两个取压单元的静压测量管301亦可相对独立地设置，从而可以降低动压测量管302、静压测量管301的布设难度，可以根据风道501结构特点和外部安装环境的情况，适应性地调整动压测量管302、静压测量管301的安装位置和安装姿态。

动压测量管302与内文丘里管201连通，静压测量管301与外文丘里管101连通，动压测量管302用于测量内文丘里管201喉管处的压力，静压测量管301用于测量外文丘里管101的入口段处的压力。优选地，内文丘里管201设置有内取压孔，外文丘里管101设置有外取压孔，动压测量管302穿过内取压孔伸入内文丘里管201内，静压测量管301穿过外取压孔伸入外文丘里管101内。直接在测量点设置取压孔，可以取得更加准确的测量值，避免动压测量管302和静压测量管301的安装麻烦。由于动压测量管302和静压测量管301需要传递风道501内空气的压力，其管径的变化会影响到压力正常输送，因此，动压测量管302、静压测量管301均采用钢材制作，钢材具有较高的强度、抗弯折性，可以减少发生被挤压、弯折等情况，从而确保压力的正常传输。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种稳压式小流量风速风量测量装置，用于测量风道内的气体流速流量，其特征在于，包括：动压稳压罐、静压稳压罐、差压变送器以及两个取压单元，两个所述取压单元设置于所述风道内，所述动压稳压罐、所述静压稳压罐、所述差压变送器均位于所述风道外，每个所述取压单元均包括内文丘里管、外文丘里管、用于测量所述内文丘里管的动压测量管以及用于测量所述外文丘里管的静压测量管，所述内文丘里管同轴套接于所述外文丘里管内；

两个所述取压单元的动压测量管相互连通并与所述动压稳压罐连通，两个所述取压单元的静压测量管相互连通并与所述静压稳压罐连通，所述动压稳压罐、所述静压稳压罐还分别与所述差压变送器连接。

2.根据权利要求1所述的稳压式小流量风速风量测量装置，其特征在于，两个所述取压单元沿所述风道的轴线对称设置。

3.根据权利要求1或2所述的稳压式小流量风速风量测量装置，其特征在于，还包括：动压三通管、静压三通管，所述动压稳压罐通过所述动压三通管与两个所述取压单元的动压测量管连接，所述静压稳压罐通过所述静压三通管与两个所述取压单元的静压测量管连接。

4.根据权利要求1所述的稳压式小流量风速风量测量装置，其特征在于，所述动压测量管与所述内文丘里管连通，所述静压测量管与所述外文丘里管连通。

5.根据权利要求4所述的稳压式小流量风速风量测量装置，其特征在于，所述内文丘里管设置有内取压孔，所述外文丘里管设置有外取压孔，所述动压测量管穿过所述内取压孔伸入所述内文丘里管内，所述静压测量管穿过所述外取压孔伸入所述外文丘里管内。

6.根据权利要求1所述的稳压式小流量风速风量测量装置，其特征在于，还包括：两个连接头，所述动压稳压罐、所述静压稳压罐分别通过一个所述连接头与所述差压变送器连接。

7.根据权利要求1所述的稳压式小流量风速风量测量装置，其特征在于，还包括：套接杆，所述外文丘里管通过所述套接杆与所述内文丘里管连接，所述套接杆沿所述内文丘里管的径向设置，所述套接杆的一端与所述内文丘里管的外管壁连接，所述套接杆的另一端与所述外文丘里管的内管壁连接。

8.根据权利要求7所述的稳压式小流量风速风量测量装置，其特征在于，还包括：固定杆，所述外文丘里管通过所述固定杆设置于所述风道内，所述固定杆沿所述外文丘里管的径向设置，所述固定杆的一端与所述外文丘里管的外管壁连接，所述固定杆的另一端与所述风道连接。

9.根据权利要求7所述的稳压式小流量风速风量测量装置，其特征在于，还包括翼板，所述外文丘里管通过所述翼板连接于所述风道内。

10.根据权利要求1或9所述的稳压式小流量风速风量测量装置，其特征在于，动压测量管、静压测量管均由钢材制作而成。