[其他]孔板-文丘利管組合式雙相流量計

無效

• 申請號: 86207384
• 申請日: 1986-09-25
• 公開（公告）號: CN86207384U
• 公開（公告）日: 1987-09-09
• 發明（設計）人: 林宗虎;王棟;鄭亦朋
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G01F1/42
• 分類號: G01F1/42;G01F1/44
• 代理公司: 西安交通大學專利事務所
• 代理人: 陳國翔

本實用新型屬于雙相流體流量和干度測量儀表。

在動力、化工、石油、輕工業、地熱和核能等領域中，經常遇到汽（氣）－液，氣－固，液－固等雙相流體流動問題。在雙相流體流動中，各相的流量大小是個重要參數，因此如何同時精確地測出各相流體的流量一直為人們所重視。在雙相流雙參數測量中，因有二個未知數，因此人們通常采用兩種特性不同的測量元件組合在一起，以實現同時測量各相流量。目前這方面的方法有：γ射線密度計與其它常規流量計組合，這種形式的儀表操作繁瑣，難于在工業中廣泛使用；孔板與齒輪流量計組合該法僅適用于低壓和高粘度的氣液兩相流；雙園缺孔板法，該法誤差大，平均誤差30％，最大誤差可達100％；擾流子與文丘利管組合法，由于擾流子本身很難實現標準化且使用中易變形和斷裂，因而未能廣泛應用；節流元件一多孔動壓探針組合式雙相流量干度計（中國專利申請號86203508）這種方法對汽（氣）－液雙相流的測量具有較高精度，但對氣－固和液－固雙相流以及高粘性流體不適用。另外，采用單孔板雙相流量計（中國專利申請號85201644）可用于氣－固，氣－液和液－固的雙相流測量，且有較高的精度，但是，這種方法在高壓雙相流時誤差顯著增大，因而使用受到限制。本實用新型針對上述存在的問題，提出采用孔板和文丘利管相組合的方法，可實現同時精確測量各種壓力下的兩相流體的各相流量。

圖1為孔板－文丘利管組合式雙相流量干度計及測量方法示意圖。圖中（1）為孔板，（2）為孔板法蘭，（3）為孔板取壓孔，（4）為文丘利管，（5）為文丘利管取壓孔，（6）為被測管狀物，（7）、（8）為差壓變送器，（9）為壓力變送器，（10）為微型計算機（11）為文丘利管與被測管狀物的連接法蘭。

圖2為孔板的幾種不同結構圖，圖中（12）為孔板透鏡墊整體結構圖，（13）為園缺孔板，（14）為扇形孔板，（15）為月牙形孔板，（16）為弧形孔板。

圖3為文丘利管結構圖。

本實用新型主要是采用一個孔板和一個文丘利管作為測量元件；孔板可以是標準孔板或非標準孔板，高壓時采用孔板與透鏡墊整體結構（如圖2（12）所示），測量氣－固，液－固或污染性雙相流時采用園缺形、扇形、月牙形或弧形孔板（如圖2（13）、（14）、（15）、（16）所示）；文丘利管的漸縮和漸擴兩部分，可為整體加工（如圖3所示）或分段加工后再組合而成。

孔板的取壓方式可以是角接取壓或遠離孔板取壓（例如在孔板前2.5D，孔板后8D，10D或30D等，D為被測管道內徑）。孔板和文丘利管通常用黃銅或不銹鋼制成。在測量氣－固或液－固雙相流時，測量元件內表面上有一層耐磨、耐腐蝕的材料（如碳化硅等）。

該流量計在使用時，應保證引壓管內充滿單相的液體（在測量氣－固兩相流時，應保證是氣體），具體測量步驟是：通過壓力變送器和差壓變送器分別將所測得的管內系統壓力P，孔板前后壓差ΔPo和文丘利管壓差ΔPv輸入微型計算機即可得出各相的流量值。其原理是：孔板壓差ΔPo和文丘利管壓差ΔPv都是被測各相流量M₁和M₂的函數，即ΔPo＝fo（M₁，M₂），Pv＝fv（M₁，M₂），由于孔板和文丘利管在結構上差別很大，因此ΔPo和ΔPv具有完全不同的函數形式，所以根據二個獨立方程可以求出M₁和M₂。

本實用新型，結構簡單，工作可靠，阻力小，適用于各種壓力下的雙相流流量測量；各測量值可用微型計算機處理并自動記錄、顯示。

實施例1：

應用本實用新型測量汽－液雙相流量。管道內徑67毫米，工作壓力127大氣壓，采用標準孔板與文丘利管組合；孔板角接取壓，開孔截面比M₀＝0.1025，文丘利管喉口截面與被測管道內截面比M＝0.349。

根據下列關系式（1），測得ΔPo和ΔPv即可標出雙相流總流量M，然后根據關系式（2）求出干度X。

M＝0.1 △Pv-9.85 × 10-3( △Po)]]>（1）