[發明專利]一種煙道或煙囪等常壓大口徑管道截面面積在線校準裝置

在審

• 申請號: 201910635725.0
• 申請日: 2019-07-15
• 公開（公告）號: CN110375681A
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發明（設計）人: 張亮;王池;李虎
• 申請（專利權）人: 中國計量科學研究院;鄭州計量先進技術研究院
• 主分類號: G01B11/28
• 分類號: G01B11/28;G01B11/24
• 代理公司: 北京華仁聯合知識產權代理有限公司 11588
• 代理人: 陳建

本發明提供一種煙道或煙囪等常壓大口徑管道截面面積在線校準裝置，其包括：至少一個激光測距傳感器；保溫殼體及換熱結構，所述至少一個激光測距傳感器安裝在保溫殼體及換熱結構中；至少一個控制電機；以及可調位置多孔法蘭；所述至少一個控制電機對所述至少一個激光測距傳感器的俯仰角和旋轉角進行控制，所述可調位置多孔法蘭調整所述至少一個激光測距傳感器插入管道內的深度。本發明的裝置直接測量管道內部的幾何結構，避免了從管道外部幾何參數和管道壁厚推算管道內部幾何參數引入的誤差，能夠避免對裝置安裝位置和安裝角度的依賴，能夠在管道內流體介質靜止或流動，常溫或高溫的狀態下進行測量，避免對校準工作的限制。

技術領域

本發明涉及一種在線校準裝置，特別是涉及一種煙道或煙囪等常壓大口徑管道截面面積在線校準裝置。

背景技術

煙道或煙囪是工業、商業、住宅等領域廢氣的主要排放通道，為了實現對煙道或煙囪大氣污染物或溫室氣體排放量的監管與控制，通常在煙道或煙囪上安裝連續排放監測系統(CEMS)。CEMS除監測煙氣中大氣污染物或溫室氣體濃度以外，還需使用煙氣流量計監測煙氣流量，使用濃度和流量測量數據計算得到小時排放量或年度總排放量。此外，在發電、冶金、化工等工業領域，需要使用常壓大口徑氣體流量計進行工藝控制，例如電廠給風控制、冶金通風控制、原料氣體流量控制等。煙道/煙囪流量計和常壓大口徑氣體流量計都存在一些共同的特點：口徑大、流量大、不易拆卸、不易送檢、無法直接溯源到現有實驗室流量計量標準。針對煙道/煙囪流量計和常壓大口徑氣體流量計難以實現實驗室校準的問題，可以在現場使用基于速度面積法的流量標準裝置對煙道/煙囪/大口徑常壓氣體管道上安裝的流量計進行在線校準。

目前，國際上有多個基于速度面積法的標準流量測量方法，包括EPA方法1、EPA方法2、ISO3966和ISO7194等。在現場對煙道/煙囪/大口徑常壓氣體管道上安裝的流量計進行在線校準時，一方面使用校準過的、可識別速度大小和方向的流速測量儀對管道內平均流速進行掃描測量，另一方面需要測量管道的橫截面積。通常管道橫截面積是通過設計圖紙獲得，但在實際管道制造過程中，由于加工精度、焊接精度、應力變形，管道腐蝕和附著顆粒等諸多原因，實際管道截面面積和圖紙截面尺寸會有所差異，并且這一差異大小很難判斷；或者使用激光測距儀從管道法蘭孔向管道內粗略測量圓形管道直徑或矩形管道寬度計算得到，使用激光測距儀從煙道法蘭孔向煙道內粗略測量一個圓形管道直徑或矩形管道寬度時，由于手持儀器很難掌握激光打入方向是否為直徑方向或者寬度方向，任何俯仰角度或者偏斜角度都會造成較大的測量不確定度，而且此種方法只能獲得少量的管道內幾何參數，無法獲得完整的截面面積信息，在通過測量值獲得截面面積時需要對形狀參數進行假設；或者通過測量管道外部周長和管壁壁厚計算得到，對于規則截面形狀且壁厚均勻的管道，采用高精度測量儀器能夠獲得較好的測量準確度；但如果管道口徑很大、截面形狀不規則、壁厚不均勻、測量儀器準度不高或適用性差都會引入較大的測量不確定度。

因此，上述截面面積測量方法會造成較大的測量誤差，從而影響煙道或煙囪等大口徑常壓氣體管道的流量測量結果準確度。

發明內容

本發明的目的是提供一種可溯源、高準確度的煙道或煙囪等常壓大口徑管道截面面積在線校準裝置，此裝置能夠從煙道或煙囪等常壓大口徑管道側面的法蘭開孔中放入，并對管道內部結構進行自動快速掃描，對管道內部幾何結構進行擬合并計算得到截面面積。

本發明提供一種煙道或煙囪等常壓大口徑管道截面面積在線校準裝置，其包括：至少一個激光測距傳感器；保溫殼體及換熱結構，所述至少一個激光測距傳感器安裝在保溫殼體及換熱結構中；至少一個控制電機；以及可調位置多孔法蘭；所述至少一個控制電機對所述至少一個激光測距傳感器的俯仰角和旋轉角進行控制，所述可調位置多孔法蘭調整所述至少一個激光測距傳感器插入管道內的深度。

其中，所述至少一個控制電機包括俯仰角控制電機和旋轉角控制電機。

其中，進一步包括有控制箱。