本发明专利技术属于气体流量技术领域，涉及一种可切换压力源的音速喷嘴气体流量标准装置及其控制方法。解决了对压力要求高、多个压力测试点的流量计及常规大量程流量计不能在一套设备上进行校准的问题，装置主要包括音速喷嘴组、负压法检定管线、正压法检定管线、负压法动力源及正压法动力源；装置在默认状态下采用负压法，通过手动切换，可将同一套装置切换为正压法输出，装置切换方便，可实现对压力要求较高、多个压力点的流量计进行检定，检定精度高，范围宽。
【技术实现步骤摘要】
可切换压力源的音速喷嘴气体流量标准装置及其控制方法
本专利技术属于气体流量
，涉及一种可切换压力源为正压或负压的音速喷嘴气体流量标准装置及其检定方法。
技术介绍
气体流量装置是实现对气体流量计进行检定、校准的主要设备，采用音速喷嘴作为标准表的气体流量装置有诸多优点：结构简单、性能稳定、重复性好、精度高、维护方便等，目前广泛用来进行各种气体流量计的检定及校准。目前音速喷嘴气体流量装置按照压力源的不同可分为负压法和正压法，负压法以大气压作为滞止压力，真空泵作为动力源，气源的压力稳定，系统较为简单，技术也相对成熟，造价及运行费用较低，音速喷嘴的上游滞止压力及温度比较稳定，临界流函数在常温常压下变化小，目前绝大部分设备采用负压法作为音速喷嘴气体流量装置的压力源。但是负压法也存在气源压力固定不可调节、压损较大，实现的流量范围也比较小的问题。且目前负压法只能检定常规大量程、大口径的流量计。与负压法相比，正压法对气源稳定性要求高，为了实现较高的流量稳定性，正压法需要复杂的稳压调压温度控制系统，系统复杂。但是正压法可实现的流量稳定性好，采用空压机作为压力源可以随时调整被检表上游压力，减少了压力损失，可实现对压力要求较高、多个压力点的流量计进行检定，这是负压法所不能实现的。但是正压法又不能对常规大量程、大口径的流量计进行检定。目前各计量机构基本为负压音速喷嘴气体流量标准装置，对高精度、高压力要求的流量计无法完成检定、校准，只能送往其他具有正压音速喷嘴气体流量标准装置的单位，使得检定校准过程复杂，成本高。<br>
技术实现思路
为了解决对压力要求高、多个压力测试点的流量计及常规大量程流量计不能在一套设备上进行校准的问题，本专利技术提供一种可切换压力源的音速喷嘴气体流量标准装置及其控制方法，在一套音速喷嘴气体流量标准装置上通过切换压力源及配套设备实现了正压法和负压法两种不同检定原理的检定功能的实现。本专利技术所采用的技术方案是提供一种可切换压力源的音速喷嘴气体流量标准装置，其特征在于：包括音速喷嘴组、负压法检定管线、正压法检定管线、负压法动力源及正压法动力源；其中n为大于等于1的正整数；所述负压法检定管线为n路，并行设置在音速喷嘴组的一端；所述音速喷嘴组包括多组并联的喉径不同的音速喷嘴，还包括高压开关阀VH-01与高压开关阀VH-02，所述高压开关阀VH-01与高压开关阀VH-02分别设置在其中两组并联音速喷嘴的入口端及出口端，将音速喷嘴组分为第一段音速喷嘴组及第二段音速喷嘴组；将n路负压法检定管线定义为两类，其中的n-1路定义为第一类负压法检定管线，剩余的一路定义为第二类负压法检定管线；所述第一类负压法检定管线包括沿负压法管线设置在负压法管线上的管口消音器a、压力变送器a、温度变送器a及开关阀VB-01；压力变送器a与温度变送器a之间用于安装被检流量计；开关阀VB-01与第一段音速喷嘴组一端连接，第一段音速喷嘴组的另一端通过管线连接到负压法动力源；负压法动力源包括依次连接的高压开关阀VH-04、真空缓冲罐、泵开关阀和真空泵；所述第二类负压法检定管线包括沿负压法管线设置在负压法管线上的管口消音器b、开关阀VB-03、压力变送器b、温度变送器b及开关阀VB-04；压力变送器b与温度变送器b之间用于安装被检流量计；开关阀VB-04与第二段音速喷嘴组的一端连接，同时与高压开关阀VH-01相连；所述正压法检定管线包括压力变送器c、调压阀VB-05、高压开关阀VH-03及管线消音器c；所述正压法动力源包括依次连接的贮气罐与压缩机；压力变送器c的一端连接在开关阀VB-03与压力变送器b之间，压力变送器c的另一端通过调压阀VB-05与贮气罐连接；高压开关阀VH-03与管线消音器c相连后连接至第二段音速喷嘴组的另一端，且高压开关阀VH-03同时与高压开关阀VH-02。进一步地，为了实现不同口径流量计的校准，n路负压法检定管线中所能安装的被检流量计口径不同。进一步地，为了精确正压法的调节压力温度，按照下述公式计算调压阀VB-05的开度：其中，qm为测量的音速喷嘴流量，V为体积流量，P为压力，T为温度，R为气体常数。本专利技术还提供一种上述的可切换压力源的音速喷嘴气体流量标准装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、选择工作模式，若为负压法，执行a过程，若为正压法，执行b过程；a、首先，将调压阀VB-05、高压开关阀VH-03关闭，并开启开关阀VB-03、高压开关阀VH-01、高压开关阀VH-02，开启安装被检流量计管线中对应的开关阀；然后，开启真空泵；采集被检流量计的压力、温度信息和被检流量计的频率、脉冲输出信号，对信号进行处理，实现对流量计的检定、校准；本专利技术中所涉及的信号处理过程均为现有技术。b、首先，将开关阀VB-03、高压开关阀VH-01、高压开关阀VH-02关闭，并开启调压阀VB-05、高压开关阀VH-03；然后，开启空压机，空压机将空气压缩后，将高压空气送入高压贮气罐；采集上下游的压力温度值，利用下述公式计算调压阀VB-05的开度其中，qm为测量的音速喷嘴流量，V为体积流量，P为压力，T为温度，R为气体常数；根据该开度值控制调压阀VB-05的开度；再处理采集到被检流量计上下游压力温度信号及频率、脉冲输出信号，实现对流量计的检定。本专利技术的有益效果是：1、本专利技术的音速喷嘴气体流量标准装置在默认状态下采用负压法，可实现对大量程、大口径的流量计，如DN300口径的气体流量计进行检定、校准，精度高；同时本专利技术的音速喷嘴气体流量标准装置，通过手动切换，可将同一套装置切换为正压法输出，装置切换方便，可实现对压力要求较高、多个压力点的流量计进行检定，检定精度高，范围宽；2、本专利技术创新的利用正压调压阀和控制方法结合实现正压法温度压力系统的精确工作，提高了正压法音速喷嘴气体流量装置的可靠性和精度。附图说明图1是本专利技术的整体结构图；图2是本专利技术实施例的整体结构图；图3是本专利技术实施例正压法压力调节拟合方法流程图；图4是本专利技术实施例控制方法流程图；其中附图标记为：01-管口消音器a，02-压力变送器a，04-温度变送器a，05-开关阀；1-管线Ⅰ管口消音器，2-管线Ⅰ压力变送器，3-管线Ⅰ被检流量计，4-管线Ⅰ温度变送器，5-管线Ⅰ开关阀VB-01，6-音速喷嘴组，7-高压开关阀VH-04，8-真空缓冲罐，9-泵开关阀，10-水环真空泵；11-管线Ⅱ管口消音器，12-管线Ⅱ压力变送器，13-管线Ⅱ被检流量计，14-管线Ⅱ温度变送器，15-管线Ⅱ开关阀VB-02；16-管口消音器b，17-开关阀VB-03，18-压力变送器b，19-管线Ⅲ被检流量计，20-温度变送器b，21-开关阀VB-04，22-高压开关阀VH-01，23-高压开关阀VH-02；24-压力变送器c，25-调压阀VB-05，26-贮气罐，27-压缩机，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种可切换压力源的音速喷嘴气体流量标准装置，其特征在于：包括音速喷嘴组(6)、负压法检定管线、正压法检定管线、负压法动力源及正压法动力源；其中n为大于等于1的正整数；所述负压法检定管线为n路，并行设置在音速喷嘴组(6)的一端；/n所述音速喷嘴组(6)包括多组并联的喉径不同的音速喷嘴，还包括高压开关阀VH-01(22)与高压开关阀VH-02(23)，所述高压开关阀VH-01(22)与高压开关阀VH-02(23)分别设置在其中两组并联音速喷嘴的入口端及出口端，将音速喷嘴组分为第一段音速喷嘴组(61)及第二段音速喷嘴组(62)；/n将n路负压法检定管线定义为两类，其中的n-1路定义为第一类负压法检定管线，剩余的一路定义为第二类负压法检定管线；/n所述第一类负压法检定管线包括沿负压法管线设置在负压法管线上的管口消音器a(01)、压力变送器a(02)、温度变送器a(04)及开关阀VB-01(05)；压力变送器a(02)与温度变送器a(04)之间用于安装被检流量计；开关阀VB-01(05)与第一段音速喷嘴组(61)一端连接，第一段音速喷嘴组(61)的另一端通过管线连接到负压法动力源；负压法动力源包括依次连接的高压开关阀VH-04(7)、真空缓冲罐(8)、泵开关阀(9)和真空泵(10)；/n所述第二类负压法检定管线包括沿负压法管线设置在负压法管线上的管口消音器b(16)、开关阀VB-03(17)、压力变送器b(18)、温度变送器b(20)及开关阀VB-04(21)；压力变送器b(18)与温度变送器b(20)之间用于安装被检流量计；开关阀VB-04(21)与第二段音速喷嘴组(62)的一端连接，同时与高压开关阀VH-01(22)相连；/n所述正压法检定管线包括压力变送器c(24)、调压阀VB-05(25)、高压开关阀VH-03(28)及管线消音器c(29)；所述正压法动力源包括依次连接的贮气罐(26)与压缩机(27)；压力变送器c(24)的一端连接在开关阀VB-03(17)与压力变送器b(18)之间，压力变送器c(24)的另一端通过调压阀VB-05(25)与贮气罐(26)连接；高压开关阀VH-03(28)与管线消音器c(29)相连后连接至第二段音速喷嘴组(62)的另一端，且高压开关阀VH-03(28)同时与高压开关阀VH-02(23)。/n...
【技术特征摘要】
1.一种可切换压力源的音速喷嘴气体流量标准装置，其特征在于：包括音速喷嘴组(6)、负压法检定管线、正压法检定管线、负压法动力源及正压法动力源；其中n为大于等于1的正整数；所述负压法检定管线为n路，并行设置在音速喷嘴组(6)的一端；
所述音速喷嘴组(6)包括多组并联的喉径不同的音速喷嘴，还包括高压开关阀VH-01(22)与高压开关阀VH-02(23)，所述高压开关阀VH-01(22)与高压开关阀VH-02(23)分别设置在其中两组并联音速喷嘴的入口端及出口端，将音速喷嘴组分为第一段音速喷嘴组(61)及第二段音速喷嘴组(62)；
将n路负压法检定管线定义为两类，其中的n-1路定义为第一类负压法检定管线，剩余的一路定义为第二类负压法检定管线；
所述第一类负压法检定管线包括沿负压法管线设置在负压法管线上的管口消音器a(01)、压力变送器a(02)、温度变送器a(04)及开关阀VB-01(05)；压力变送器a(02)与温度变送器a(04)之间用于安装被检流量计；开关阀VB-01(05)与第一段音速喷嘴组(61)一端连接，第一段音速喷嘴组(61)的另一端通过管线连接到负压法动力源；负压法动力源包括依次连接的高压开关阀VH-04(7)、真空缓冲罐(8)、泵开关阀(9)和真空泵(10)；
所述第二类负压法检定管线包括沿负压法管线设置在负压法管线上的管口消音器b(16)、开关阀VB-03(17)、压力变送器b(18)、温度变送器b(20)及开关阀VB-04(21)；压力变送器b(18)与温度变送器b(20)之间用于安装被检流量计；开关阀VB-04(21)与第二段音速喷嘴组(62)的一端连接，同时与高压开关阀VH-01(22)相连；
所述正压法检定管线包括压力变送器c(24)、调压阀VB-05(25)、高压开关阀VH-03(28)及管线消音器c(29)；所述正压法动力源包括依次连接的贮气罐(26)与压缩机(27)；压力变送器c(24)的一端连接在开关阀VB-03(17)与压力变送器b(18)之间，压力变送器c(24)的另一...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵华，孙新新，赵米峰，杜云飞，
申请(专利权)人：西安航天计量测试研究所，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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