[实用新型]带旁通桥路的热式旋涡复合流量测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种气体流量测量装置，尤其是具备超宽量程和低功耗特性的一种带旁通桥路的热式旋涡复合流量测量装置。

背景技术

现有的气体流量测量技术中，速度式测量原理存在小流量不能准确测量的问题，容积式测量原理存在可动部件和大流量测量有局限的问题。所以，工业用气体流量计更多采用速度式测量方法，居民用气体流量计更多采用容积式测量方法。

近年来，提出采用热式气体质量流量测量技术，它有接近零始动的小流量测量特征，而且测量输出可以直接数字化，易于电子化。但是，热式气流测量有一个技术难点：管道内的杂质对于测量元件的影响。具体表现为：气体中悬浮颗粒和油性物质随时间或事件的累积，其表现为吸附或黏着敏感元件表面，从而影响其热对流、扩散和分布等热效应，导致测量误差。

可以看出，热式测量敏感元件受运行环境和气体介质污染后，原先设定的测量参数出现误差，即我们所说的数据偏移，也就是测量系统偏离了计量精度要求，虽然其它基本功能，诸如显示通讯等数据处理功能是正常的。

速度式流量测量中，旋涡流量计使用改进的涡街测量原理，传感元件由涡街传感器和压力传感器以及温度传感器组成。由体积流量经运算得出质量流量。旋涡街流量计是流量测量中比较先进的一种流量计，具有灵敏度高、选用范围宽、工作稳定、精度高、抗管道震动干扰能力强、介质通用性好不怕气体悬浮颗粒和油污分子等优点。实用新型专利号200720124971.2就公开了一种一体化智能旋进旋涡流量计，在计量表体内，设置有压力传感器和温度传感器，可直接测量和显示出被测介质的瞬时流量、累积流量、压力、温度等参数，并对压力、温度、压缩因子进衍自动跟踪补偿运算；结构紧凑，使用方便；将温度传感器和压力传感器安装在表体上，并与流量积算仪连接成一体，使用方便；节省原材料。但旋涡流量计对接近流量下限的流体流量测量仍然反应不敏感，特别是不能满足流量变动范围大的气体流量测量。 

为改进测量范围，提高流体流量测量的量程比，实用新型专利号200420002415.4就公开了一种全量程流量计，其结构由阀体、流量下限检测装置、流量上限检测装置、控制装置与表体组成；流量上限检测装置由涡街传感器测量，流量下限检测装置由加热传感器与参比传感器组成；涡街传感器、加热传感器与参比传感器沿流体流动方向依次安装于管道内上。实现了涡街流量测量和热式测量的串联补充，达到了小流量部分由热式测量完成的计量模式，明显提高了量程比。但是，由于流量下限检测装置安装在气体流动的管道内，测量信号受被测点的流场分布变化影响，其加热传感器与参比传感器均为带有热套管的电阻式温度传感器，这一对电阻式传感器的功耗高，只能采用电源供电，对流量测量的计量应用带来明显局限。同时，该全量程流量计存在涡街测量部分抗管道震动能力弱，对运行现场适应能力也有局限。

因此，就需要有一种宽量程微功耗的流量计，可以方便地对流体流量进行全量程的精确测量方法，同时能采用电池供电，而且能够适应安装现场有管道震动干扰，又气体介质通用性好。那么，该类技术不仅能够显著提升速度式流量计性能，也能够更好地用于广泛存在的商业用和工业用气表，特别是天然气表等领域，具有重大的社会和经济效益。

发明内容

本实用新型解决了现有技术中在使用管道进行流体流量测量时，难以对管道内气体小流量进行测量的技术问题，提供一种设计合理，结构可靠，能够从微小流量开始测量，而且能有效消除杂质影响，延长检测装置使用寿命，采用电池供电，超宽量程微功耗的带旁通桥路的热式旋涡复合流量测量装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种带旁通桥路的热式旋涡复合流量测量装置，包括流体流量测量管，测量管具有一段缩径段，测量管内固定有以旋涡原理测量流量的旋涡流量计，测量管外部设置有旁通桥路，旁通桥路的两端连通到测量管内，旁通桥路的入口端连接在缩径段上；旁通桥路上连接有热式测量敏感元件；热式测量敏感元件和旋涡流量计对被测流体介质流量的测量结构存在相互独立且测量范围相互冗余重叠区域；热式测量敏感元件的信号和旋涡流量计的信号均分别连接到数据处理电路。测量管内设置缩径段形成上下游压力差；测量管内的旋涡流量计测量气体大流速区段，这种结构相当于典型旋涡旋进流量测量装置，可以测量的范围为约为3.0m/s-30.0m/s。在在测量管道的管壁上设置带热式测量敏感元件的旁通桥路，热式测量敏感元件可以达到的测量范围为0.01m/s-10m/s，这样可以测量微小流量，旋涡原理流量测量通道和热式测量通道相互独立，对被测流体介质流量的测量结果存在相互独立且测量范围相互冗余重叠区域。