[发明专利]一种气体流量在线校准系统和方法

权利要求书

1.一种气体流量在线校准系统，其特征在于：包括气缸(5)、活塞(6)、光电探头I(7)、光电探头II(8)、二位五通电磁阀(4)、参考层流元件(9)、差压变送器II(10)、和测控单元(13)；

在气缸(5)内安装有活塞(6)，气缸(5)进、出口附近分别装有光电探头I(7)和光电探头II(8)；气缸(5)和参考层流元件(9)通过管路串联成气体粘性测量气路，二位五通电磁阀(4)安装在气体粘性测量气路的进、出口，二位五通电磁阀(4)换向让气体粘性测量气路中的气体双向交替流动，以推动活塞(6)在气缸内往复运动；所述参考层流元件(9)的两端连接有差压变送器II(10)；

参考层流元件(9)、光电探头I(7)、光电探头II(8)、差压变送器II(10)分别接入测控单元；

还包括气体管路、被校流量计(100)、旁路阀I、旁路阀II、标准流量计层流元件(1)、差压变送器I(2)、开关阀I(3)、开关阀II(12)；被校流量计(100)安装在气体管路上，在气体管路上设置旁路阀I、旁路阀II；标准流量计层流元件(1)的两端分别接入旁路阀I、旁路阀II；差压变送器I(2)连接在标准流量计层流元件(1)的两端；差压变送器I(2)接入测控单元；在标准流量计层流元件(1)的下游管路上接出两个支管，分别连接气体粘度测量气路的进、出口，并在进出口安装开关阀I(3)、开关阀II(12)。

2.根据权利要求1所述的气体流量在线校准系统，其特征在于：还包括气泵(11)，所述气泵(11)安装在从二位五通电磁阀(4)排气的管路上。

3.根据权利要求1所述的气体流量在线校准系统，其特征在于：所述气缸(5)竖直安装。

4.根据权利要求1所述的气体流量在线校准系统，其特征在于：所述参考层流元件(9)包括多根并联毛细管；标准流量计层流元件(1)多根并联毛细管；参考层流元件(9)和标准流量计层流元件(1)采用相同规格的毛细管，毛细管的数量不同。

5.一种气体流量在线校准方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1获得被校流量计流量值Q1，输入计算机；

S2获得校准旁路流量值Q，输入计算机，具体步骤如下：

S21首先，在被校流量计的旁路中串联一标准流量计层流原件，并在标准流量计层流原件的两端连接一差压变送器I，通过差压变送器I获得标准流量计毛细管两端差压ΔP；

S2在标准流量计层流原件的增加气体粘度测试系统，气体粘度测试系统包括内置活塞的气缸、两个光电探头、参考层流元件、差压变送器II、二位五通电磁阀、两个开关阀；内置活塞的气缸一端与二位五通电磁阀连接，另一端与参考层流元件连接，参考层流元件的另一端与二位五通电磁阀，二位五通电磁阀改变气路流向；差压变送器II用于测量参考层流元件两端的压差ΔPr；两个开关阀分别接在气体粘度测试系的进气端和出气端，具体的：内置活塞的气缸两端分别接有光电探头，当气体经过气缸时气流推动活塞在气缸内滑动，通过测量活塞经过两个光电探头之间的时间差可测得流经粘度测量管路的气体体积流量并发送计算机；

差压变送器II测量参考层流元件两端的压降并发送到计算机；

在流经参考层流元件内部毛细管气体流量和两端压降已知情况下，可由哈根-泊肃叶公式计算气体粘度，即其中，μ-气体的动力粘度；n-参考层流元件中的毛细管根数；d-毛细管内径；L-毛细管长度；ΔPr-参考层流元件毛细管两端差压；q-流经参考层流元件的流量；差压变送器II和两个光电探头测量信号由测控单元采集，传输到计算机进行处理，计算得到气体粘度μ；

S23根据公式式中：N-标准流量计毛细管根数；ΔP-准流量计毛细管两端差压，μ-气体的动力粘度；将步骤S21和S22中所获得的各项数据输入公式，在计算机中获得校准旁路流量值Q；

S3使用计算机将步骤S1中所获得的流量值Q1和步骤S2中所获得的流量值Q进行对比完成被校流量计的在线校准。