[發明專利]天然氣能量計量儀表

無效

• 申請號: 201310337571.X
• 申請日: 2013-08-05
• 公開（公告）號: CN103453967A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 趙偉國;戴連超;黃震威;章圣意
• 申請（專利權）人: 中國計量學院
• 主分類號: G01F25/00
• 分類號: G01F25/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

技術領域

本發明屬于天然氣能量計量技術領域，涉及一種天然氣能量計量儀表。?

背景技術

天然氣作為一種優質、高效、清潔的能源和重要的化工原料，在世界各國均得到普遍重視和優先利用，在能源結構中占的比例達到35%。隨著天然氣作為環保能源地位的不斷上升，對天然氣進行準確、公平和公正的計量工作是對天然氣進行科學管理的一項重要技術工作，關系到多方利益。同時，天然氣作為燃料，它的實際價值應該是它的熱值而非體積，國外的天然氣計量方式普遍采用能量計量的方法，所以難免在與其它國家進行天然氣貿易交接過程中產生不必要的爭端。因此開展天然氣能量計量設備的研究有著非常重要的意義。??

國際上廣泛應用于天然氣能量計量的流量計主要為標準孔板流量計和渦輪流量計，但是標準孔板流量計壓損大，測量重復性和精度較差，同時眾多因素影響，很難提高測量的精確度。而渦輪流量傳感器具有準確度高、測量量程范圍寬、重復性好和壓損小等優點，但是渦輪流量傳感器具有可動器件，長期工作會導致渦輪磨損而降低測量精度，所以它的檢定周期較短。由于不能在線校準，拆卸下來在實驗室檢定浪費時間，且影響工作效率，從而影響了渦輪流量傳感器在天然氣計量中的應用。

發明內容

本發明的目的是設計一種天然氣能量計量儀表，主路采用氣體渦輪流量傳感器來檢測體積流量，支路采用熱式傳感器實現對渦輪流量傳感器的在線校準功能，從而保證渦輪流量傳感器流量測量的精度和使用時間。?

本發明解決技術問題所采取的技術方案是：?

本發明包括渦輪流量傳感器、壓力傳感器、電動閥、熱式質量流量傳感器及溫度傳感器。

渦輪流量傳感器安裝在管道的主路上，支路的入口和出口分別開在渦輪流量傳感器前方和后方，支路管道上安裝有熱式質量流量傳感器，且熱式傳感器前后方分別安裝有電動閥，用來控制支路管道的開閉狀態；壓力傳感器安裝在支路入口前方的管道主路上，溫度傳感器安裝在支路出口后方的管道主路上。?

正常工作情況下，電動閥處于關閉狀態，氣體進入管道的主路沖擊渦輪使其轉動，渦輪流量傳感器采集脈沖信號，計算出其體積流量；從氣相色譜儀進行遠程獲取當前天然氣的組分、各組分百分比以及各組分的發熱量，從而計算出通過管道中天然氣的熱值；當進行校準時，打開電動閥，采集熱式質量流量傳感器的信號計算質量流量，根據溫度傳感器和壓力傳感器采集的數值，轉換成工況下的體積流量；按照當前流量下的分流比，計算出管道的主路的工況流量值，并以此值作為標準值，對渦輪流量傳感器的儀表系數進行修正，從而完成能量計量的在線校準。?

本發明的有益效果在于：結構簡單，利用小流量去校準大流量的特點，擴大了量程比；采用在線校準的方法，避免需要拆卸下來檢定這一過程，既保證了渦輪流量傳感器的精度，又保證了它的使用時間，大大提高了它的工作效率。?

附圖說明

圖1是本發明流量測量結構圖；?

圖2是控制系統原理框圖；

圖3是單片機最小系統圖；

圖4是溫度壓力檢測電路；

圖5是渦輪流量傳感器信號檢測電路；

圖6是惠斯登電橋電路。

具體實施方式

以下結合附圖進一步說明本發明。?

圖1為智能天然氣能量計量儀表的流量測量結構圖，它包括渦輪流量傳感器1、壓力傳感器2、電動閥3、微流量傳感器4和溫度傳感器5。?

正常工作情況下，天然氣進入主管道，沖擊渦輪使其轉動，渦輪流量傳感器即可根據轉速計算出其體積流量。當需要校準的時候，打開電動閥，一定量氣體進入支路，熱式傳感器進入工作狀態。根據其測溫電阻和測速電阻的阻值差可以知道兩者的溫差，于是可以求出流經支路的質量流量。采集當前的溫度和壓力，轉換成體積流量，根據分流比即可求得主路的理論流量，對比渦輪流量傳感器計算得到的實際流量，從而達到對渦輪流量傳感器儀表系數的校準的目的。校準完成后，關閉電動閥，此時可以將熱式傳感器拆卸下來檢定，以保證熱式傳感器的精度。然后通過485通訊與氣相色譜儀進行遠程通訊，獲取當前天然氣的組分、各組分百分比以及各組分的發熱量，從而計算出通過管道的天然氣的熱值。?