气体计量设备制造技术

本发明专利技术涉及一种差压装置（４）和一种气体计量设备（１），以借助于一个气体计量表（２）来精确测量气体消耗量（６ａ）。一个已知的气体计量表（２）设置在一个旁通管（３）内，它包括一个位于所述气体管道（５）内的差压装置（４），用于测量在所述气体管道（５）内的体积流率（ｄＶ／ｄｔ，６ａ）。根据本发明专利技术，所述差压装置（４）包括流量管（４０），从所述差压装置（４）的中心轴线（Ａ）开始，随着径向位置（Ｒ↓［１］＜Ｒ↓［２］＜Ｒ↓［３］）的增大，该流量管的直径（Ｄ↓［１］＞Ｄ↓［２］＞Ｄ↓［３］＞Ｄ↓［４］）减少。实施例包括所述流量管（４０）的入口（４１）以及／或者出口（４２），该入口和出口都设置有一个特定的埋头孔角（α），并且所述流量管（４０）等间距、同心地设置在所述差压装置（４）的截面区域（Ｑ）上。其中，本发明专利技术的优势在于：增大在低体积流率（ｄＶ／ｄｔ，６ａ）时的差压（４），减小在高体积流率（ｄＶ／ｄｔ，６ａ）时的差压（４），并且基本上，在处于所述旁通管（３）内的体积流率（６ｂ）和所述气体管道（５）内的体积流率（ｄＶ／ｄｔ，６ａ）之间的整个测量范围内，线性度得以改善。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
1本专利技术涉及借助于流量传感器，尤其是借助于热式流量传感器而测量气体消耗量的领域。本专利技术源于一种根据独立权利要求前序部分的差压装置和一种用于测量气体消耗量的气体计量装置。
技术介绍
2在WO 01/96819 A1中揭示了一种气体计量表，校定后作为一个能量测量仪器。校定是基于传感器的信号值，该信号值根据校定气体的流率而确定并且以传感器校定曲线的形式而存储在所述气体计量表中。传感器校定曲线或相应的传感器信号值乘以用于基准气体混合物的信号转换系数和热量值系数，从而，获得的乘积以能量单位的形式给出了气体消耗量。在能量的校定中，通过进一步的校正系数，至少可以近似地估计所消耗的气体混合物的实际热量值。至于实际热量值，可以使用经过一段给定时间后所测得及平均后的热量值。3在美国专利No.5,750,892中揭示了一种用于流量测量的设备，其在旁通管上具有一个流量传感器，在该设备中，一个长的层流构件设置在主流道中并且具有很多流量管，并且与所述旁通管的连接位于流动构件的直线跨距内。因此，经过所述流动构件或所述旁通管，压降与体积流率之间基本上保持线性，这是因为由于在所述旁通管的入口和流出区域处的湍流分量以及非恒定的流动截面所导致的非线性分量减小到最小。
技术实现思路
4本专利技术的目的是提供一种用于气体计量设备的差压装置，以及提供具有一个差压装置的气体计量设备，所述差压装置和气体计量设备的特征在于其测量范围得到了改善。根据本专利技术，该目的通过独立权利要求的特征部分实现。5在第一方面，本专利技术涉及一种用于气体计量设备的差压装置，所述气体计量设备包括一个位于气体管道的旁通管内、用于测量通过气体管道的气体消耗量的气体计量表，所述差压装置设计成安装在气体管道内并且设置有具有标准直径的多个流量管，流量管设置在所述差压装置上的不同径向位置处，设置在较靠近一个接近中心的径向位置处的压力装置上的该等流量管具有较大直径，而那些设置在较靠近一个接近周边的径向位置处的差压装置上的流量管具有较小直径。由于在所述差压装置的周边处直径减小，对于在这个区域内从所述气体管道分岔出的旁通管而言，获得了一个有利的压力增加，以及由此获得在旁通管中对于气体管道内的低流率的测量效果的改善。这种差压装置保证了对于小体积流量的提高了的测量灵敏度，以及测量范围的增加，并且因此尤其适于层流设备。6在一个实施例中，从所述差压装置的中心轴线开始，所述流量管的直径随着径向位置的增加而单一地减小。因此实现了一个特别有利层流测量范围的线性化及此测量范围的扩大。7在另一实施例中，所述流量管的入口以及/或者出口具有埋头孔角，特别地，该角度介于30°-90°之间，优选地介于45°-75°之间，尤其优选地介于55°-65°之间。这使得在高流率时的差压减小，这样在高流率时湍流的比例降低。8通过根据权利要求4和5的实施例，在所述主管道内的层流区域、从而在主管道内的体积流量和旁通管内的体积流量之间的线性化、以及线性测量的范围进一步得到了扩大。9在另一方面，本专利技术涉及一种特别是在私人、公开或工业领域内用于测量气体消耗量的气体计量设备，其包括一种气体计量表，其设置在一个气体管道的旁通管上；以及一个差压装置，其设置在所述气体管道内并设置有多个具有标准直径的流量管，所述流量管设置在所述差压装置上不同的径向位置处，并且该等径向位置较靠近旁通管的入口的流量管具有一个较小的直径，而该等径向位置远离所述旁通管的入口的流量管具有一个较大的直径。由于该气体计量设备，即使旁通管的分岔处——即入口管和出口管——任意设置在所述主气体管道的截面上，也能实现上述优点。10本专利技术的进一步的实施例、优点和应用可通过从属权利要求以及下列叙述和附图而获得。附图说明11图1是所述气体计量表的几何结构的剖面示意图；12图2是已知的不同差压构件的相对压力特性曲线的比较；13图3a、3b是根据本专利技术的管束差压构件的正视图和截面图；以及14图4是一个根据本专利技术的管束差压构件和一个传统的管束差压构件的相对差压值的测量曲线。15在附图中，相同的部件具有相同的标号。具体实施例方式16图1示出了一个气体计量设备1，其包括一个设置在一个测量通道或旁通管3内的气体计量表2，以及一个设置在主管道5内的差压装置4。通常，所述气体计量表2具有一个热式流量传感器(未示)，用于确定流过的气体的体积——在标准状况下的体积或者能量值。这里旁通管3示例性地并且优选地设置于所述气体管道5的一个侧壁5a上，而且，在内侧壁5a上，在分岔区域处具有一个入口3a和一个出口3b。这里，所述旁通管3基本上平行于所述气体管道5而延伸。在此未示出的旁通管3的其它设备、分支和形状也是可以的。在所述气体管道5内流动有一个主气流6a，从该主气流中分流出少量旁路气流6b。分流比率，即体积流率6b与6a的比率，大致由所述差压装置4决定。17图2示出了在已知的不同差压装置4下——即在一个薄壁蜂窝式结构4a、一个管束4b或一个文氏计量表4c下——相对压降ΔPrel的比较，该相对压降是体积流量或体积流率dV/dt的函数。所述蜂窝式结构4a的压力增加与主体积流量6a之间的关系相当接近线性。其不利之处在于所获得的最大差压过小，以致于不能在所述旁通管3中产生足够的流量6b。通常，文氏计量表4c的层流区域过小，因此线性压力增加过小，以及所述体积流率6b与6a的线性分流比率过小。所述管束差压装置4b具有多个流量管40，该流量管通常是圆形的并沿所述主管道5延伸且彼此平行地设置。传统的管束差压装置4b也存在上述缺点。从图2中清楚地看出其线性明显地优于文氏计量表4c，但是在小的体积流量6a时，压降ΔPrel过小。18图3a、3b示出了根据本专利技术的管束差压装置4b的一个实施例。流量管40设置在所述差压装置4的不同径向位置R1、R2、R3处，或一般而言设置在R1，…，Rn处，此时n为一个整数下标，并且所述流量管具有一个标准直径D1，…，D4或一般而言为D1，…，Dm，此时m为一个整数下标，特别地，其具有直径为D1，…，D4或一般而言为D1，…，Dm的圆形截面。优选地，m在2和6之间或者3和5之间或者m＝4。19根据本专利技术，该等设置在所述差压装置4上较靠近接近中心的径向位置R1处的流量管40具有较大的直径D1、D2，而那些设置在所述差压装置4上较靠近接近周边的径向位置R3处的流量管40具有较小的直径D3、D4。从所述差压装置4或相应地从气体管道5的中心轴线A开始，优选地，随着径向坐标的增加——R1＜R2＜R3或者一般而言地R1＜…＜Rn，所述流量管40的直径连续减小——D1＞D2＞D3＞D4或者一般而言D1＞…＞Dm。通常地说，如果所述旁通管的分岔3a、3b——即入口3a和出口3b——位于主管道5中的任意径向位置R处，那么根据本专利技术，径向位置R1，…，Rn靠近所述旁通管3入口3a的该等流量管40具有较小的直径D1，…，Dm，而径向位置R1，…，Rn远离所述旁通管3入口3a的该等流量管40具有较大的直径D1，…，Dm。20图4示出了D1＝D2＝D3＝D4的传统管束差压装置的压差曲线(8b)与根据本专利技术的D1≥D2＞D3≥D4的管束差压装置的差压曲线(8a)之间的相对比较。可以认识到，根据本专利技术，通过孔直径D1，…，D4的变化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于气体计量设备（１）的差压装置（４），所述气体计量设备包括一个位于一个气体管道（５）的旁通管（３）内的气体计量表（２），用于测量通过所述气体管道（５）的气体消耗量，所述差压装置（４）设计成安装在所述气体管道（５）内并具有多个流量管（４０），所述流量管（４０）具有标准直径（Ｄ↓［１］，…，Ｄ↓［４］），所述流量管（４０）设置在所述差压装置（４）上不同的径向位置（Ｒ↓［１］、Ｒ↓［２］、Ｒ↓［３］）处，其特征在于：ａ）设置在所述差压装置（４）上与一个接近中心的径向位 置（Ｒ１）处较靠近的流量管（４０）具有较大的直径（Ｄ１、Ｄ２），并且ｂ）设置在所述差压装置（４）上与一个接近周边的径向位置（Ｒ↓［３］）处较靠近的流量管（４０）具有较大的直径（Ｄ↓［３］、Ｄ↓［４］）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：丹尼尔马特，托马斯克莱纳，贝特克雷默，
申请(专利权)人：EMS专利股份公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]