本发明专利技术涉及一种差压式流量测量装置，包括文丘里管、压差传感器、压力传感器、温度传感器、引压管路、集成变换器以及屏蔽电缆，文丘里管为一次机加成型，包括主体管路、安装法兰、六方凸台、平面凸台、密封接嘴等，压差传感器与压力传感器均通过引压管路与文丘里管的密封接嘴连接，差压传感器和垫块通过螺纹直接安装在文丘里管上，有效缩短了差压引压管路长度，温度传感器直接安装在密封接嘴上，差压传感器、压力传感器和温度传感器通过屏蔽电缆与集成变换器连接，由集成变换器进行温度补偿和融合处理输出模拟或数字信号，本发明专利技术测量装置具有测量精度高，抗冲击过载能力强，环境适应性好，测量范围宽，可靠性高等优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种差压式流量测量装置，属于流量测量领域。
技术介绍
流量传感器在航天遥测领域中具有重要应用。航天事业的高速发展与型号任务的不断更新，对流量传感器的环境适应性和抗冲击过载能力提出了更为迫切、严苛的设计要求。例如，对于使用氢氧发动机的运载火箭和新一代飞行器，其氧增压输送管道中的氧气流量测量至关重要，而目前工业领域中普遍采用的各种流量计均难以满足这种力学环境恶劣，温度变化显著的高速氧气流量测量要求
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种差压式流量测量装置，该装置具有测量范围宽、环境适应性好、抗大冲击和高过载的能力强，可靠性高、易维护等优点，可以应用于恶劣环境下具有高可靠性要求的各种气体质量流量测量领域。本专利技术的上述目的是通过如下技术方案予以实现的一种差压式流量测量装置，包括文丘里管、差压传感器、压力传感器、温度传感器、第一引压管路、第二引压管路、第三引压管路、垫块、第一卡箍、第二卡箍，集成变换器和屏蔽电缆，其中文丘里管为一次机加成型，包括主管路、两个安装法兰、平面凸台，三个六方凸台，四个密封接嘴和两个卡箍限位槽，主管路通过两端的两个安装法兰分别与上游被测管路和下游被测管路密封连接，平面凸台上安装垫块，差压传感器则安装在垫块上，第一密封接嘴通过第一引压管路与差压传感器的正向密封接嘴连接，第二密封接嘴通过第二引压管路与差压传感器的负向密封接嘴连接，第四密封接嘴通过第三引压管路与压力传感器的密封接嘴连接，第三密封接嘴用于安装温度传感器；两个卡箍限位槽分别对第一卡箍和第二卡箍进行限位，进一步提高文丘里管的抗冲击能力；差压传感器、压力传感器和温度传感器通过屏蔽电缆与集成变换器连接，由集成变换器进行统一数据融合处理。在上述差压式流量测量装置中，差压传感器的底部通过螺钉安装在垫块的安装台面上，且差压传感器的正向压力接嘴和负向压力接嘴的根部焊缝处分别位于垫块两侧的两个半圆形卡槽中，两个半圆形卡箍分别通过螺钉紧固在两个半圆形卡槽上。在上述差压式流量测量装置中，垫块通过四个螺钉和四个平垫片紧固安装在文丘里管的平面凸台上，平面凸台上刻有两个圆角矩形凹槽分别与垫块底部对应的两个圆角矩形块形成过渡配合，从而对垫块进行限位，提升抗冲击能力。在上述差压式流量测量装置中，主管路包括上游直管段，收缩段，喉部直管段，发散段和下游直管段，其中上游直管段和下游直管段的内径D与上、下游被测管路的内径一致。在上述差压式流量测量装置中，文丘里管上的六方凸台位于上游直管段上，六方凸台位于喉部直管段上，六方凸台位于下游直管段上。在上述差压式流量测量装置中，引压管路与文丘里管上的密封接嘴之间，引压管路与差压传感器的正向压力接嘴和负向压力接嘴之间，引压管路与压力传感器的压力接嘴之间以及密封接嘴与温度传感器之间均采用标准的24°内锥配合双球头的密封结构，通过外套螺母进行紧固密封。在上述差压式流量测量装置中，第一引压管路和第二引压管路的长度为50-100mm，且第一引压管路和第二引压管路的长度保持一致。在上述差压式流量测量装置中，第一引压管路、第二引压管路和第三引压管路直接通过被测气体介质进行引压，无需采用液体引压。在上述差压式流量测量装置中，文丘里管、差压传感器、压力传感器、温度传感器与引压管路均采用不锈钢材料。本专利技术与现有技术相比具有如下有益效果(I)本专利技术对测量装置进行了创新性的结构设计，将差压传感器通过垫块安装在文丘里管上，有效的缩短了差压传感器引压管路的长度，并保证了正负两个方向引压管路的对称性，既可以保证测量精度，又可以直接使用被测气体介质作为引压介质，无需用特殊液体作为引压介质，增加了该测量装置的环境适应性和抗冲击能力；(2)本专利技术测量装置中差压传感器安装所用的垫块上设计有多种特殊的限位结构，对差压传感器提供三个方向的限位功能，同时对差压传感器两侧引压嘴根部的焊缝接口提供额外的紧固措施，有效的提升了测量装置的抗冲击能力；(3)本专利技术测量装置中文丘里管包括主管路，安装法兰，平面凸台，六方凸台，密封接嘴，卡箍限位槽等采用强度较高的金属材料，整体一次机加成型，有效的减少了焊缝数量，保证了装置的气密性，有效提高了可靠性；(4)本专利技术测量装置中差压传感器和压力传感器分别通过引压管路与文丘里管上的密封接嘴连接，温度传感器直接安装在密封接嘴上，密封方式均采用标准的金属硬密封结构，既保证了密封性能，又便于安装维护；(5)本专利技术测量装置中差压传感器、压力传感器和温度传感器均通过屏蔽电缆与安装在现场环境相对较好位置的集成变换器连接，由集成变换器进行统一数据融合和补偿处理，各传感器单机不含处理电路，从而提高了测量装置的环境适应性；(6)本专利技术测量装置中的文丘里管上加工有两个对称凹槽对两个卡箍进行限位，进一步提高文丘里管的抗冲击能力；(7)本专利技术通过大量试验给出了差压传感器的第一引压管与第二引压管的最佳长度范围为50-100mm，更优选70mm，且两个引压管的长度保持一致，若引压管长度过长，压力的响应会因空腔效应减慢，若引压管长度过短，则导致差压传感器的敏感元件缺少必要的温度缓冲，从而直接暴露于高、低温气体之中，进而导致差压传感器内的敏感元件发生不可逆变化而影响测量精度，即引压管长度的确定需兼顾敏感元件的响应速度与安全特性；(8)试验表明本专利技术流量系数的不确定度小于1%，达到高精度的测量标准；此夕卜，本专利技术可以耐受4000g的冲击环境和150°C的高温环境。附图说明图I为本专利技术差压流量测量装置结构示意图；、图2为本专利技术差压流量测量装置文丘里管内部结构示意图；图3为本专利技术差压流量测量装置差压传感器安装示意图；图4为本专利技术差容式流量测量装置的流量系数在随雷诺数的变化曲线；具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细的描述差压式流量测量装置是根据文丘里效应设计的一种依据压差来衡量流量大小的节流式测量装置，由文丘里管的主体管路的管径收缩造成管道的局部流通截面缩小，使流 速提高，动能增加，静压降低，从而在上游密封接嘴处与喉部密封接嘴处之间产生较大的压力差△ P，文丘里差压式流量测量方法是以流动连续性方程(质量守恒定律)和伯努利方程(能量守恒定律)为基础的，其质量流量计算公式如下式中，表示单位时间内流过管道的流体质量，C表示流出系数，e为被测介质的可膨胀性系数，Ce通常被称为流量系数，D表示管道内径，^为节流直径比，即喉部内径d与管道内径D之比，P为介质密度。本实施例的具体测量工况如下测量介质为氧气，介质温度范围为_70°C +150°C，流量测量范围为0. 2 2kg/s，介质压力为0. IMPa 2MPa。如图I所示为本专利技术差压流量测量装置结构示意图，由图可知测量装置包括文丘里管I、差压传感器2、压力传感器3、温度传感器4、第一引压管路5、第二引压管路6、第三引压管路7、垫块8、第一卡箍9、第二卡箍10、集成变换器11和屏蔽电缆12。文丘里管I采用强度高的金属材料，一次机加成型，差压传感器2采用高精度硅压阻式差压敏感元件，压力传感器3采用高精度绝压传感器。第一引压管路5、第二引压管路6和第三引压管路7直接通过被测气体介质氧气进行引压，无需采用液体引压。如图2所示为本专利技术文丘里管的结构示意图，由图可知文丘里管I包括主管路本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种差压式流量测量装置，其特征在于：包括文丘里管(1)、差压传感器(2)、压力传感器(3)、温度传感器(4)、第一引压管路(5)、第二引压管路(6)、第三引压管路(7)、垫块(8)、第一卡箍(9)、第二卡箍(10)，集成变换器(11)和屏蔽电缆(12)，其中文丘里管(1)为一次机加成型，包括主管路(13)、两个安装法兰(14、15)、平面凸台(16)，三个六方凸台(17、18、19)，四个密封接嘴(20、21、22、23)和两个卡箍限位槽(24、25)，主管路(13)通过两端的两个安装法兰(14、15)分别与上游被测管路和下游被测管路密封连接，平面凸台(16)上安装垫块(8)，差压传感器(2)则安装在垫块(8)上，第一密封接嘴(20)通过第一引压管路(5)与差压传感器(2)的正向密封接嘴(40)连接，第二密封接嘴(21)通过第二引压管路(6)与差压传感器(2)的负向密封接嘴(41)连接，第四密封接嘴(23)通过第三引压管路(7)与压力传感器(3)的密封接嘴(63)连接，第三密封接嘴(22)用于安装温度传感器(4)；两个卡箍限位槽(24、25)分别对第一卡箍(9)和第二卡箍(10)进行限位，进一步提高文丘里管(1)的抗冲击能力；差压传感器(2)、压力传感器(3)和温度传感器(4)通过屏蔽电缆(12)与集成变换器(11)连接，由集成变换器(11)进行统一数据融合处理。...
【技术特征摘要】
1.一种差压式流量测量装置，其特征在于包括文丘里管(I)、差压传感器(2)、压力传感器(3)、温度传感器(4)、第一引压管路(5)、第二引压管路￠)、第三引压管路(7)、垫块(8)、第一卡箍(9)、第二卡箍(10)，集成变换器(11)和屏蔽电缆(12)，其中文丘里管(I)为一次机加成型，包括主管路(13)、两个安装法兰(14、15)、平面凸台(16)，三个六方凸台(17、18、19)，四个密封接嘴(20、21、22、23)和两个卡箍限位槽(24、25)，主管路(13)通过两端的两个安装法兰(14、15)分别与上游被测管路和下游被测管路密封连接，平面凸台(16)上安装垫块(8)，差压传感器(2)则安装在垫块(8)上，第一密封接嘴(20)通过第一引压管路(5)与差压传感器(2)的正向密封接嘴(40)连接，第二密封接嘴(21)通过第二引压管路(6)与差压传感器(2)的负向密封接嘴(41)连接，第四密封接嘴(23)通过第三引压管路(7)与压力传感器(3)的密封接嘴￠3)连接，第三密封接嘴(22)用于安装温度传感器(4);两个卡箍限位槽(24、25)分别对第一卡箍(9)和第二卡箍(10)进行限位，进一步提高文丘里管(I)的抗冲击能力；差压传感器(2)、压力传感器(3)和温度传感器(4)通过屏蔽电缆(12)与集成变换器(11)连接，由集成变换器(11)进行统一数据融合处理。2.根据权利要求I所述的一种差压式流量测量装置，其特征在于所述差压传感器(2)的底部通过螺钉安装在垫块(8)的安装台面上，且差压传感器(2)的正向压力接嘴(40)和负向压力接嘴(41)的根部焊缝处分别位于垫块(8)两侧的两个半圆形卡槽(57、58)中，两个半圆形卡箍(59、60)分别通过螺钉紧固在两个半圆形卡槽(57、58)上。3.根据权利要求I所述的一种差压式流量测量装置，其特征在于所述垫块(8)通过四个螺钉(42、43、44、...
【专利技术属性】
技术研发人员：彭泳卿，赵汗青，郑帮林，王鲜然，
申请(专利权)人：北京遥测技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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