一种空气压缩机流量测量装置及其标定系统和标定方法，该装置安装在待测量的空气压缩机的进气侧，包括带有空气进出口的壳体，壳体的壁面上安装有流量测量单元，流量测量单元包括依次相连的热膜式空气流量传感器、数据处理单元和数据接口。该装置体积小、成本低、结构简单、便于安装。提出该标定方法是为了获得空气压缩机的流量与空气压缩机流量测量装置所输出的电信号间的特征曲线。所用的标定系统包括按气流方向依次设置在管道上的空气压缩机流量测量装置、空气压缩机、储气罐、调节阀和标准流量计，标准流量计和空气压缩机流量测量装置分别与数据采集与处理设备相连。经过标定即可保证该装置安装在进气侧也能输出准确的空气压缩机的流量。
【技术实现步骤摘要】
一种空气压缩机流量测量装置及其标定系统和标定方法
本专利技术属于机械领域，具体涉及一种空气压缩机流量测量装置及其标定系统和标定方法。
技术介绍
空气压缩机是气源装置的主体，它是将原动机的机械能转化为气体压力能的装置，是压缩空气的气压发生装置。空气压缩机流量是指空气压缩机单位时间内排出的，换算成进气状态下的体积流量；空气压缩机进气量指的是单位时间内，空气压缩机进气侧吸入气体的体积流量；由于空气压缩机的工作特性，在其工作过程中存在气体泄漏等原因，使得空气压缩机流量实际上要小于空气压缩机进气量。由于力量是空气压缩机运行的重要参数之一，快速、准确的获取空气压缩机的流量对于提高空气压缩机的运行效率，经济性等有着重要意义。目前空气压缩机行业内测量流量主要采用ASME喷嘴等传统方法，传统方法虽然测量精度较高，但由于其必须安装在压缩机的排气侧，安装过程繁琐且结构复杂、成本高昂、无法实现在线标定，这些不足限制了传统测量方法的使用场合，使得对流量的测量并未在空气压缩机行业内得到大量普及。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决上述现有技术的不足，提供一种安装方便，结构简单，成本较低的空气压缩机流量测量装置及其标定系统和标定方法。为达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种空气压缩机流量测量装置，其安装在待测量的空气压缩机的进气侧，包括带有空气进出口的壳体，壳体的壁面上安装有流量测量单元，其中流量测量单元包括用于测量气体流过时的电信号的热膜式空气流量传感器、用于处理测得的电信号的数据处理单元和用于将处理后的电信号传递给数据采集与处理设备的数据接口，热膜式空气流量传感器、数据处理单元和数据接口依次相连，且热膜式空气流量传感器位于壳体的腔体内，数据接口位于壳体的壁面外侧。所述的空气压缩机的进气侧是指空气压缩机的进气过滤器前或空气压缩机的进气过滤器与空气压缩机的压缩腔之间。所述的壳体的内部设有用于调节气体在壳体内的流动状态的导流板。所述的壳体的壁面上留有用于安装流量测量单元的开口，流量测量单元安装在开口处。所述的壳体为圆管式壳体。空气压缩机流量测量装置的标定系统，包括依次设置在管道上的空气压缩机流量测量装置、空气压缩机、储气罐、调节阀和标准流量计，其中标准流量计安装在空气压缩机的排气侧，空气压缩机流量测量装置安装在空气压缩机的进气侧，标准流量计和空气压缩机流量测量装置分别与数据采集与处理设备相连。所述的标准流量计包括ASME喷嘴流量计。所述的数据采集与处理设备为PC机。空气压缩机流量测量装置的标定方法，包括以下步骤：1)开启空气压缩机，在空气压缩机的额定转速范围内，依次调节空气压缩机的转速为预设的不同转速N1，N2，N3......Nn，并调节调节阀以保证在每个转速下空气压缩机的排气压力为其额定的供气压力；其中n为预设的空气压缩机的转速调节次数，Nn为第n次调节的空气压缩机的转速；2)用标准流量计测得不同转速N1，N2，N3......Nn下空气压缩机排气侧的气体体积流量及气体的热物理参数；3)由数据采集与处理设备根据步骤2)测得的数据计算出不同转速N1，N2，N3......Nn下空气压缩机排气侧的气体质量流量；4)由数据采集与处理设备依据步骤3)计算出的空气压缩机排气侧的气体质量流量，并根据空气压缩机进气侧的气体热物理参数，将其换算成对应转速下空气压缩机进气侧的气体体积流量；5)用数据采集与处理设备记录不同转速N1，N2，N3......Nn下的空气压缩机流量测量装置所对应的电信号；6)用数据采集与处理设备生成空气压缩机流量测量装置的体积流量与电信号的特征曲线，完成对空气压缩机流量测量装置的标定。所述气体的热物理参数包括空气的密度、温度、湿度和压强。相对于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：传统流量计体积庞大、结构复杂，且都需要安装在空气压缩机的排气管路上，安装过程极为繁琐。本专利技术采用了体积小、准确度高的热膜式空气流量传感器作为测量流量的核心单元，大大减小了流量计的体积与系统复杂程度，而且热膜式空气流量传感器价格较为低廉，降低了硬件成本，同时提出了将其安装在空气压缩机进气侧，相对于传统安置于空气压缩机排气侧的流量计，大大简化了其安装过程，利于产品的推广普及。由于空气压缩机的工作特性，直接将流量计从排气侧改为安装在进气侧显然是无法准确测量流量的，因此本专利技术提供了一种空气压缩机流量测量装置的标定方法，将标准流量计安装在空气压缩机的排气侧，将待测流量测量装置安装在进气侧，经过多组简单的测试即可获得空气压缩机的流量与空气压缩机流量测量装置所输出的电信号间的特征曲线，在使用空气压缩机流量测量装置测量空气压缩机流量时，用获得的特征曲线对空气压缩机流量测量装置测得的电信号进行修正，即可得到较为准确的测量结果，从而可以保证将流量计安装在进气侧也能输出准确的空气压缩机的流量。为了实施上述空气压缩机流量测量装置的标定方法，必须依赖于空气压缩机流量测量装置的测量系统来进行，本专利技术提供的标定系统结构简单，安装和使用十分方便，采用数据采集与处理设备提高了数据采集与处理的自动化与智能化程度；便于对空气压缩机流量测量装置进行标定。附图说明图1是本专利技术提供的空气压缩机流量测量装置的结构示意图；图2是本专利技术提供的空气压缩机流量测量装置的标定系统的结构示意图；图中：1为壳体，2为导流板，3为流量测量单元，4为热膜式空气流量传感器，5为数据处理单元，6为数据接口，7为空气压缩机，8为储气罐，9为调节阀，10为标准流量计，11为空气压缩机流量测量装置，12为数据采集与处理设备。具体实施方式下面结合附图对本专利技术进行详细的说明。如图1所示，本专利技术提供的空气压缩机流量测量装置安装在空气压缩机的进气侧，包括壳体1，导流板2，流量测量单元3；所述空气压缩机的进气侧指空气压缩机的进气过滤器前或空气压缩机的进气过滤器与空气压缩机的压缩腔之间；所述壳体1是具有空气进出口的圆管式物体，其内部安置有导流板2和流量测量单元3，其壁面上留有安置所述流量测量单元3的开口；所述导流板2安装在壳体1内部，用于调节气体在壳体1内的流动状态，使其流动更为均匀，有利于提高测量结果的准确性；所述流量测量单元3包括依次相连的热膜式空气流量传感器4、数据处理单元5和数据接口6，热膜式空气流量传感器位于壳体的腔体内，数据接口位于壳体的壁面外侧，所述热膜式空气流量传感器4用于测量气体流过时的电信号，将其传递给数据处理单元5，所述数据处理单元5获得热膜式空气流量传感器4传递来的电信号，所述数据接口6用于将数据处理单元5生成的电信号传递给数据采集与处理设备；本专利技术所提供的一种空气压缩机流量测量装置的核心在于使用热膜式空气流量传感器作为测量的核心部件，并将其安装在空气压缩机的进气侧，而非传统的安装于空气压缩机的排气侧。采用热膜式空气流量传感器作为测量的核心部件可以大大降低流量测量装置的体积与系统复杂程度，同时热膜式空气流量传感器价格较为低廉，降低了硬件成本。而将其安装在空气压缩机的进气侧则可以利用热膜式空气流量传感器体积小的优点，将其安装在空气压缩机的进气过滤器前或者进气过滤器与压缩腔之间，尤其对于已经连接排气管路的机组而言，大大降低了安装的难度。但是如果直接将以热膜式空气流量传感器为核心的空气压缩机流量测量装置本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种空气压缩机流量测量装置，其特征在于：其安装在待测量的空气压缩机的进气侧，包括带有空气进出口的壳体(1)，壳体(1)的壁面上安装有流量测量单元(3)，其中流量测量单元(3)包括用于测量气体流过时的电信号的热膜式空气流量传感器(4)、用于处理测得的电信号的数据处理单元(5)和用于将处理后的电信号传递给数据采集与处理设备(12)的数据接口(6)，热膜式空气流量传感器(4)、数据处理单元(5)和数据接口(6)依次相连，且热膜式空气流量传感器(4)位于壳体(1)的腔体内，数据接口(6)位于壳体(1)的壁面外侧。
【技术特征摘要】
1.一种空气压缩机流量测量装置的标定系统，其特征在于：包括依次设置在管道上的空气压缩机流量测量装置(11)、空气压缩机(7)、储气罐(8)、调节阀(9)和标准流量计(10)，其中标准流量计(10)安装在空气压缩机(7)的排气侧，空气压缩机流量测量装置(11)安装在空气压缩机(7)的进气侧，标准流量计(10)和空气压缩机流量测量装置(11)分别与数据采集与处理设备(12)相连，其中，空气压缩机流量测量装置(11)包括带有空气进出口的壳体(1)，壳体(1)的壁面上安装有流量测量单元(3)，其中流量测量单元(3)包括用于测量气体流过时的电信号的热膜式空气流量传感器(4)、用于处理测得的电信号的数据处理单元(5)和用于将处理后的电信号传递给数据采集与处理设备(12)的数据接口(6)，热膜式空气流量传感器(4)、数据处理单元(5)和数据接口(6)依次相连，且热膜式空气流量传感器(4)位于壳体(1)的腔体内，数据接口(6)位于壳体(1)的壁面外侧，所述的壳体(1)的内部设有用于调节气体在壳体(1)内的流动状态的导流板(2)，所述的壳体(1)的壁面上留有用于安装流量测量单元(3)的开口，流量测量单元(3)安装在开口处。2.根据权利要求1所述的空气压缩机流量测量装置的标定系统，其特征在于：所述的空气压缩机(7)的进气侧是指空气压缩机(7)的进气过滤器前或空气压缩机(7)的进气过滤器与空气压缩机(7)的压缩腔之间。3.根据权利要求1或2所述的空气压缩机流量测量装置的标定系统，其特征在于：所述的壳体(1)为圆管式壳体。4.根据权利要求1所述的空气压缩机流量测量装置的标定系统，其特征在于：所述的标准流...
【专利技术属性】
技术研发人员：何志龙，郭俊，夏朴，王涛，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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