[發明專利]一種多路寬范圍流量測量裝置及其測量方法

在審

• 申請號: 202010972374.5
• 申請日: 2020-09-16
• 公開（公告）號: CN111928911A
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: 王良貴;盧玖慶;胡忠偉;吳雙;何宇;何峰;王彬臣;高永鑫;董慶豐;羅世銀;王紅春;王紅梅;鐘羅;劉義;劉文武;許偉;王佳;李世鵬;李敏
• 申請（專利權）人: 四川奧達測控裝置有限公司;新疆中元天能油氣科技股份有限公司
• 主分類號: G01F1/34
• 分類號: G01F1/34;G01F1/50;G01F15/02
• 代理公司: 成都聚蓉眾享知識產權代理有限公司 51291
• 代理人: 張輝

1.一種多路寬范圍流量測量裝置，其特征在于，包括總管道（4），所述總管道（4）設置有入口（5）和出口（6），總管道（4）的入口（5）和出口（6）之間設置有主路管道（a₁）和至少三個支路管道，所述支路管道之間均為并聯連接，所述主路管道（a₁）與支路管道上均設置有節流裝置，主路管道（a₁）的主路節流裝置（b₁）電性連接有流量計算機（1），所述支路管道上均設置有控制閥，總管道（4）的出口（6）處設置有溫度傳感器（2），所述溫度傳感器（2）和控制閥均與流量計算機（1）電性連接，所述流量計算機（1）由差壓變送器、壓力變送器、溫度補償器和中央處理器（3）組成。

2.根據權利要求1所述的一種多路寬范圍流量測量裝置，其特征在于，所述總管道（4）、主路管道（a₁）和支路管道的管徑大小范圍為8mm-5000mm。

3.一種多路寬范圍流量測量方法，其特征在于，將支路管道a₂至a_n的控制閥F₁至F_n-1全部打開，其中，支路管道a₂的控制閥為F₁，a_n的控制閥為F_n-1，通過中央處理器（3）判斷流量是否小于控制設定下限值，如結果為小于，則關閉控制閥F_n-1，繼續判斷流量與控制設定下限值的大小，如結果為小于，繼續關閉控制閥F_n-2，重復步驟直到流量不小于控制設定下限值，開始測量流量，測量過程中若出現流量值大于設定上限值，則逐個開啟支路管道控制閥F₁至F_n-1直至流量值不大于設定上限值，若出現流量值小于設定下限值則逐個關閉控制閥F₁至F_n-1，直至流量值不小于設定下限值，保持流量在正常測量范圍內，并由流量計算機（1）按實際的支路進行流量計算。

4.根據權利要求3所述的一種多路寬范圍流量測量方法，其特征在于，所述流量計算機（1）的流量計算方法包括如下步驟：

步驟a.根據流量公式和公式內各參數之間的換算關系，將該公式中的系數值代入其中進行計算，得到簡化后的公式Δω=（1-β^1.9）ΔP，其中β—孔徑比，C—流出系數，ε—可膨脹性系數，A₀—開孔面積，ρ₁—介質工況密度，ΔP—儀表檢測差壓，Q_v—總流量值，Δω—壓損，，其中S_開孔為節流件開孔面積，S_截面積為管道截面積，S_τ為孔徑比，各節流裝置的S_τ值相等；

步驟b.根據步驟a中簡化后的公式，設采用第n節流裝置（7）和第n+1節流裝置（8）對流量進行計算：

第n節流裝置（7）壓損Δω₁=（1-β₁^1.9）ΔP₁= P₂-P₃，第n+1節流裝置（8）壓損Δω₁=（1-β₂^1.9）ΔP₂= P₁-P₄，設P₁-P₂=Δω，P₄-P₃=Δω'，則P₁-P₃=Δω+Δω₁=Δω'+Δω₂，在設計時保證P₁，P₂和P₃，P₄相同，即Δω'=Δω，則有Δω₁=Δω₂，其中P₂和P₃為第n節流裝置（7）兩側壓力值，P₁和P₄為第n+1節流裝置（8）兩側的壓力值，β₁為第n節流裝置（7）處的孔徑比，β₂為第n+1節流裝置（8）處的孔徑比，ρ₁為第n節流裝置（7）處的介質工況密度，ρ₂為第n+1節流裝置（8）處的介質工況密度；

步驟c.在相同工況測量環境下，溫壓補償計算可得介質工況密度相等，ε、A₀、C參數通過計算機查表計算所得，設計時使S_τ1= S_τ2，S_τ1為第n節流裝置（7）處的孔徑比、S_τ2為第n+1節流裝置（8）處的孔徑比，由于S_τ=β，則有β₁=β₂，代入公式可得ΔP₁=ΔP₂，即檢測第n節流裝置（7）差壓ΔP₁，得出第n+1節流裝置（8）差壓ΔP₂，將檢測差壓ΔP代入公式即可計算出各管路流量。