一种基于数字阀的高压动态流量校准系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于数字阀的高压动态流量校准系统及方法，该系统包括调压系统、高压罐、信号测试系统和控制系统。其中，调压系统，接入高压气源，并调节高压气体进入高压罐；高压罐，接入计量介质，并通过高压气体将计量介质压入被检件中，进行流量校准；信号测试系统，实时获取流量校准过程中的测试信号，并上传至控制系统；控制系统，采用测控一体架构模式，对整个高压动态流量校准系统进行统一控制。本发明专利技术可实现高精度、高响应、高可靠性的流量校准，弥补了行业内对高压、动态流量计量方法的空白，便于及时开展工业流量计校准工作，在大幅提高计量校准效率的基础上，极大的降低成本。成本。成本。

【技术实现步骤摘要】
一种基于数字阀的高压动态流量校准系统及方法


[0001]本专利技术涉及液体流量校准
，尤其涉及一种基于数字阀的高压动态流量校准系统及方法。

技术介绍

[0002]根据国内外对于液体流量校准方法来看，为了达到比较高的测量精确度，基本上都采用静态流量计量方式，静态法虽然影响因素明确、可靠性高，但耗时、低效，而且基本上都在常压状态下进行。
[0003]随着计量主体的不断延伸，传统计量方式难以满足在高压环境下动态流量计量的快速效应要求。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种基于数字阀的高压动态流量校准系统及方法，以解决如何实现高精度、高响应以及高可靠性流量校准的技术问题。
[0005]本专利技术是采用以下技术方案实现的：一种基于数字阀的高压动态流量校准系统，包括调压系统、高压罐、信号测试系统和控制系统，其中，
[0006]调压系统，接入高压气源，并调节高压气体进入高压罐；
[0007]高压罐，接入计量介质，并通过高压气体将计量介质压入被检件中，进行流量校准；
[0008]信号测试系统，实时获取流量校准过程中的测试信号，并上传至控制系统；
[0009]控制系统，采用测控一体架构模式，对整个高压动态流量校准系统进行统一控制。
[0010]进一步的，所述调压系统采用10组快速数字阀组，所述快速数字阀组由快速数字阀门和喉道串联而成，所述快速数字阀门之间直通量按二进制方式进行设计。
[0011]进一步的，所述喉道采用文丘里喷嘴原理设计，喉道流量根据下列公式计算：
[0012]式中Q：流量；C
qh
：流通系数；P0：喉道入口处气体压力；P2：喉道的出口处气体静压；P
crh
：背压比；A：喉道横截面积；T：喉道入口气体温度；K：空气比热容；R：空气气体常数。
[0013]进一步的，所述高压罐容积不小于100L，承压不小于10Mpa。
[0014]进一步的，所述高压气体的气源气压在16Mpa以上。
[0015]进一步的，所述高压罐为圆柱结构，且外表面和内表面的粗糙度优于1.6Ra。
[0016]进一步的，所述测试信号包括管路压力、高压罐实时液位、液体密度和环境温度中的一种或多种。
[0017]一种基于数字阀的高压动态流量校准方法，包括如下步骤：
[0018]S1：通过油泵或真空抽吸的方式向低压箱内注计量介质；
[0019]S2：将低压箱内计量介质流入高压罐内；
[0020]S3：通过控制系统配置既定压力点数字阀闭环调节参数，并通过调压系统将高压气体压入高压罐，高压罐中快速建压进行流量校准，并通过信号测试系统测得相应的测试信号；
[0021]S4：高压罐中的计量介质在高压气的驱动下流入被检件，直至流至回油装置；
[0022]S5：试验结束后，关闭前端高压气源，将高压罐内气压调至常压；
[0023]S6：准备下一次试验。
[0024]一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，实现上述所述的一种基于数字阀的高压动态流量校准方法。
[0025]一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现上述所述的一种基于数字阀的高压动态流量校准方法。
[0026]本专利技术的有益效果在于：
[0027]自适应特征学习：本专利技术可实现高精度、高响应、高可靠性的流量校准，弥补了行业内对高压、动态流量计量方法的空白，便于及时开展工业流量计校准工作，在大幅提高计量校准效率的基础上，极大的降低成本。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
[0029]图1为本专利技术系统原理图；
[0030]图2为某供气测控系统最终的压力阶跃调试结果图。
具体实施方式
[0031]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0032]应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0033]下面结合附图，对本专利技术的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0034]实施例1
[0035]参见图1，一种基于数字阀的高压动态流量校准系统，系通过数字阀组调压方式将前端高压气体动态稳定于既定压力点，通过高压气压液体方式进行高压环境下的流量校准，包括控制系统、高压气源、调压系统、高压罐、被检件以及信号测试系统，其中，
[0036]高压气源：为达到10MPa高压计量环境，前端气源气压需达到16Mpa以上；
[0037]调压系统：为实现快速压力调节效果，所述调压系统采用快速数字阀组，所述快速
数字阀组由快速数字阀门和喉道串联而成，快速数字阀门选用先导式电磁阀；为达到压力调节精度不小于5
‰
，采用10组快速数字阀组，最小阀组调节量不大于100g，快速数字阀门间直通量按二进制方式进行设计。喉道采用文丘里喷嘴原理设计，但喉道不存在扩散段，只有收缩段，压力损失比较大，约为进口压力的50％，背压比为0.5。根据喉道前后压力以及流量需求，调压系统中的喉道工况可能为亚音速，也有可能是音速。整体设计思路为反推法，通过系统的液体流量来反算调压系统的流量。
[0038]根据需求，系统压力调节精度不小于5
‰
，介质密度范围为650～1250kg/m3，压力调节范围为1～5MPa。根据流体流量公式：
[0039]Q＝ρ
×
v
×
A，式中Q：流量kg/s；ρ：介质密度kg/m3；v：介质流动速度m/s；A：流通横截面积m2。根据气体密度公式：
[0040]式中ρ：气体密度kg/m3；P：气体压力Pa；R：气体常数J/(KgK)；T：气体温度K。气体温度取常温300K，计算出此时腔体中的空气密度为92.9kg/m3。
[0041]根据流量公式，此时气需要的最大气体流量为0.143kg/s，喉道流量根据下列公式设计：
[0042]式中Q：流量；C
qh
：流通系数；P0：喉道入口处气体压力；P2：喉道的出口处气体静压；P
crh
：背压比；A：喉道横截面积；T：喉道入口气体温度；K：空气比热容；R：空气气体常数本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于数字阀的高压动态流量校准系统，其特征在于，包括调压系统、高压罐、信号测试系统和控制系统，其中，调压系统，接入高压气源，并调节高压气体进入高压罐；高压罐，接入计量介质，并通过高压气体将计量介质压入被检件中，进行流量校准；信号测试系统，实时获取流量校准过程中的测试信号，并上传至控制系统；控制系统，采用测控一体架构模式，对整个高压动态流量校准系统进行统一控制。2.如权利要求1所述的一种基于数字阀的高压动态流量校准系统，其特征在于，所述调压系统采用10组快速数字阀组，所述快速数字阀组由快速数字阀门和喉道串联而成，所述快速数字阀门之间直通量按二进制方式进行设计。3.如权利要求2所述的一种基于数字阀的高压动态流量校准系统，其特征在于，所述喉道采用文丘里喷嘴原理设计，喉道流量根据下列公式计算：式中Q：流量；C
qh
：流通系数；P0：喉道入口处气体压力；P2：喉道的出口处气体静压；P
crh
：最大允许背压比；A：喉道横截面积；T：喉道入口气体温度；K：空气比热容；R：空气气体常数。4.如权利要求1所述的一种基于数字阀的高压动态流量校准系统，其特征在于，所述高压罐容积不小于100L，承压不小于10Mpa。5.如权利要求4所述的一种基于数字阀的高压动态流量校准系统，其特征在于，所述高压气体的气源...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡华伟，曾强，庄华勇，曾高强，李云杰，
申请(专利权)人：成都铭峰新源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：