[發明專利]一種射流質量流量測量方法及測量裝置

無效

• 申請號: 201110314436.4
• 申請日: 2011-10-17
• 公開（公告）號: CN102364308A
• 公開（公告）日: 2012-02-29
• 發明（設計）人: 白亞磊;鐘偉;李鵬
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G01F1/88
• 分類號: G01F1/88
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

技術領域

本發明涉及一種測量方法，尤其涉及一種射流質量流量測量方法及測量裝置，屬于流體測量技術領域。

背景技術

傳統的射流流量計大同小異，都是以射流振蕩元件為核心部分，射流的康達效應和反饋回路誘使流體振蕩，通過采集振蕩信號，進行流量測量。現有射流流量測量的原理是將待測流體通過如圖1所示的射流振蕩元件，流體由射流噴嘴進入，形成主射流，由于射流的局部不穩定性，使其兩側的壓力不均衡，主射流發生偏轉，產生附壁效應，依附于其中一側壁，由于主流體在偏轉一側的滯止作用，在連接該側壁的反饋通道內形成高壓區(相對于另外一通道的壓力)，反饋通道高壓區作用于主射流，使其向另一側壁偏轉，如此形成周期振蕩。使用過程中，通過在反饋通道或者出入口附近設置熱敏、力敏、光纖等檢測元件，檢測得到射流的振蕩頻率，再依據射流的工況流量與振蕩頻率的正比關系，

q?=C*f??，

式中，q表示射流的工況流量；C為比例系數，由標定所得；?f表示射流的振蕩頻率；

即可計算出射流的工況流量。更詳細的內容可參考蔡武昌等編寫的《新型流量檢測儀表》（蔡武昌，應啟嘎.?新型流量檢測儀表.第一版.北京:化學工業出版社,2006,115-116頁）。如果要獲得質量流量或標況流量，還需要測量壓力和溫度補償得到。

其結構和測量方式使之存在共同的優點：無可動部件，壽命長，溫度、粘度影響小，易于小流量測量等。目前，國內外已有許多射流流量計產品問世，涉及其結構和性能的研究也越來越多，有通過實驗來優化射流元件設計的，有拓展其測量量程比的，有降低其測量下限的，還有把射流流量計和差壓式流量計結合進行深井石油測量的。即使如此，射流流量計仍舊存在明顯的缺點：如其直接測得結果只能是工況體積流量，需經過溫壓補償轉換成質量流量或標況體積流量，以至于增加了成本也增加了誤差。

發明內容

本發明所要解決的的技術問題在于克服現有射流測量方法不能直接得到質量流量，或需經過溫壓補償轉換方可獲得質量流量的不足，提供一種射流質量流量測量方法及測量裝置。

為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案：

一種射流質量流量測量方法，使射流通過射流振蕩元件，產生振蕩射流，通過測量振蕩射流的參數，得到射流的質量流量，具體包括以下步驟：

步驟A、使射流通過射流振蕩元件，產生振蕩射流；

步驟B、測量射流振蕩元件的射流噴嘴和射流出口的差壓；

步驟C、根據下式計算射流的質量流量：

Q?=K*(DP/f)??，

式中，Q表示射流的質量流量；DP表示射流振蕩元件的射流噴嘴和射流出口的差壓平均值；f表示射流的振蕩頻率；K為比例系數，對于特定的射流振蕩元件，其為定值，根據實驗預先標定得到。

優選地，所述射流振蕩元件的射流噴嘴和射流出口的差壓使用差壓傳感器測量。

進一步地，所述射流的振蕩頻率通過以下方法得到：動態記錄下所述差壓隨時間的變化數值，應用快速傅里葉變換把時域信號轉化成頻域信號，得到振蕩頻率。利用已測量得到的射流噴嘴和射流出口的差壓，通過計算得到射流的振蕩頻率，不需要設置單獨的振蕩頻率測量部件，簡化了結構，降低了成本。

根據本發明的發明思路，可得到如下的射流質量流量測量裝置：

一種射流質量流量測量裝置，包括用于使待測射流產生振蕩的射流振蕩元件，所述射流振蕩元件包括射流噴嘴、射流出口和射流反饋通道，其特征在于，該測量裝置還包括差壓傳感器，以及與差壓傳感器的輸出端信號連接的計算單元；差壓傳感器的兩個輸入端分別與射流振蕩元件的射流噴嘴、射流出口連接；所述計算單元根據差壓傳感器輸出的差壓，根據下式計算射流的質量流量：

Q?=K*(DP/f)??，

式中，Q表示射流的質量流量；DP表示差壓傳感器輸出的差壓的平均值；f表示射流的振蕩頻率，通過以下方法得到：動態記錄所述差壓傳感器的輸出數值，應用快速傅里葉變換把時域信號轉化成頻域信號，得到振蕩頻率；K為比例系數。

進一步地，所述射流振蕩元件的射流噴嘴、射流出口各與一法蘭密閉連接，用于連接待測射流管路。

相比現有技術，本發明不需要進行溫差補償即可直接得到射流的質量流量，測量裝置的結構更簡單，成本更低，測量誤差更小。

附圖說明

圖1為現有射流流量計的測量原理示意圖；

圖2為具體實施方式中所述本發明的射流質量流量測量裝置的裝配圖；