[發明專利]氣體羅茨流量測量裝置及其流量修正方法

有效

• 申請號: 201310048891.3
• 申請日: 2013-02-07
• 公開（公告）號: CN103206997A
• 公開（公告）日: 2013-07-17
• 發明（設計）人: 章圣意;趙偉國;李中陽;黃象克;趙雪松
• 申請（專利權）人: 浙江蒼南儀表廠
• 主分類號: G01F11/28
• 分類號: G01F11/28;G01F15/02
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 王江成

技術領域

本發明涉及一種氣體流量計，尤其涉及一種提高氣體流量測量精度的氣體羅茨流量測量裝置及其流量修正方法。

背景技術

羅茨流量計的工作原理是利用腰輪把流體連續地分割成單個體積已知的計量單元，并重復不間斷地將流體充滿該計量單元再排盡該計量單元中的流體而累加計算出流經流量計的流體的流量。羅茨流量計具有對上游流場分布不敏感、對表前直管段無要求、測量精度高、適用于高粘度流體、并能直接得到流體的累積流量等特點，廣泛應用于石油、水、天然氣和煤氣計量等領域。

但目前的氣體羅茨流量計一般都存在漏流現象，而漏流是影響流量計量精度的主要因素，因此目前的氣體羅茨流量計仍存在測量精度不高的問題，有待進一步改進。

發明內容

本發明主要解決原有氣體羅茨流量計存在漏流現象，從而造成流量計量精確度不高的技術問題；提供一種氣體羅茨流量測量裝置及其流量修正方法，其根據被測氣體的實時狀態計算出漏流量，從而對由腰輪傳感器測得的流量值進行實時修正，大大提高氣體羅茨流量計的測量精確度。

本發明的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的：本發明的氣體羅茨流量測量裝置，包括氣體羅茨流量計本體及控制電路，所述的控制電路包括中央處理單元、腰輪傳感器、腰輪信號處理單元、顯示單元、溫度測量單元、壓力測量單元及差壓測量單元，腰輪信號處理單元、顯示單元、溫度測量單元、壓力測量單元及差壓測量單元分別和所述的中央處理單元相連，腰輪傳感器的輸出端和腰輪信號處理單元相連。溫度測量單元、壓力測量單元及差壓測量單元均安裝在氣體流量測量管道中。腰輪傳感器輸出的脈沖信號經腰輪信號處理單元濾波放大及整形后，輸送給中央處理單元，獲得流量值，但這個流量值由于漏流現象，精確度不是很高，和實際流量存在偏差。對于給定的氣體羅茨流量計，它產生漏流的間隙是一定的，在一定的間隙下，流量計的漏流量跟流量測量管道前后端差壓以及被測氣體的密度有關，而被測氣體的密度受溫度影響很大，也跟流量測量管道中氣體的壓力有關。通過溫度測量單元測量被測氣體的當前溫度，通過壓力測量單元測量被測氣體的當前壓力，將壓力值和溫度值輸送給中央處理單元，再由中央處理單元經過分析和處理，通過查表可得到被測氣體的密度。通過差壓測量單元實時采集氣體被測管道前后端的氣體差壓，也輸送給中央處理單元。中央處理單元經過內部程序的分析、處理和計算，根據實時獲得的氣體密度值和差壓值計算出漏流量，再對由腰輪傳感器獲得的流量值進行修正，從而最后獲得精確度很高的流量計量值，并送顯示單元顯示。

作為優選，所述的溫度測量單元包括電阻R9和熱電阻PT1000，電阻R9的一端接一恒流源，電阻R9的另一端和熱電阻PT1000的一端相連，熱電阻PT1000的另一端接地，熱電阻PT1000的兩端分別和所述的中央處理單元的第一輸入端、第二輸入端相連。電阻R9為分壓電阻，熱電阻PT1000的阻值隨溫度的變化而變化，由于流過這兩個電阻的電流恒定，因此熱電阻PT1000兩端電壓的變化也隨溫度的變化而變化，從而實現溫度的測量，測得的溫度信號輸送給中央處理單元。當然，根據使用環境及氣體溫度不同，也可采用熱電阻PT100實現溫度的測量。

作為優選，所述的壓力測量單元包括壓力傳感器及放大芯片U1和放大芯片U2，壓力傳感器的兩個工作電壓輸入端分別接正負激勵電源，壓力傳感器的正向輸出端和放大芯片U1的同相輸入端相連，壓力傳感器的負向輸出端和放大芯片U2的同相輸入端相連，放大芯片U1的反相輸入端和放大芯片U2的反相輸入端之間連接有一個可變電阻RP，放大芯片U1的反相輸入端和放大芯片U1的輸出端之間連接有一個電阻R1，放大芯片U2的反相輸入端和放大芯片U2的輸出端之間連接有一個電阻R2，放大芯片U1的輸出端、放大芯片U2的輸出端分別和所述的中央處理單元的第三輸入端、第四輸入端相連。壓力傳感器可采用154N型壓力傳感器，154N型壓力傳感器是一種經過補償、并且與介質兼容的硅壓阻式傳感器，其外殼采用316不銹鋼封裝結構。外界壓力通過316不銹鋼鋼膜及內部灌充硅油傳遞到傳感器件敏感元件上，可應用于低壓場合。通過對陶瓷基座上的厚膜電阻進行激光修阻，可以實現對傳感器的溫度補償及零點偏差調整。可變電阻RP起到增益調節作用。壓力傳感器測得的氣體壓力值經放大和增益調節輸送給中央處理單元。