一种气体称量系统技术方案

本发明专利技术公开了一种气体称量系统，属于气体流量检测技术领域。该气体称量系统包括：气体称量罐、细管、空气密度测量仪、充气件、温度调节单元、湿度调节单元。其中，气体称量罐包括：内层罐体和套在内层罐体外的外层罐体，且内层罐体与外层罐体之间形成有用于容纳可流动介质的腔体结构。充气件用于连接内层罐体与外层罐体，且与内层罐体连通。温度调节单元用于调节进入内层罐体内的气体的温度。湿度调节单元用于调节进入内层罐体内的气体的湿度。本发明专利技术提供的气体称量系统，可以消除气体称量罐所受的空气浮力对气体质量测量结果的影响，也可以实现对内层罐体内的气体的温度和湿度的调节，保证温度和湿度恒定，降低质量称量的不确定度。

A gas weighing system

【技术实现步骤摘要】
一种气体称量系统
本专利技术涉及气体流量检测
，特别涉及一种气体称量系统。
技术介绍
质量-时间法气体流量标准装置是一种用于测量气体质量流量的标准装置。应用时，在预设时间内向气体称量罐中充入气体，通过测量充气时间和气体称量罐在充气前和充气后的质量变化，计算得到测量过程中气体质量流量。其中，气体称量罐为单层罐体。由于气体称量罐在充气前和充气后，罐体内气体的压力、温度变化都会导致气体称量罐的体积发生变化，从而使气体称量罐所受的空气浮力发生变化，对气体质量的称量结果造成影响。此外，在对气体质量的称量过程中，气体称量罐内温度和湿度的变化会产生扰流，使天平的受力发生变化，从而对气体质量的称量结果造成影响。因此，为了保证气体称量结果的准确性，及时对进入气体称量罐的气体的湿度和湿度进行调节，以及降低气体称量罐受空气浮力变化的影响是十分重要的。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种气体称量系统，可解决上述技术问题。具体技术方案如下：一种气体称量系统，包括：气体称量罐，所述气体称量罐包括：内层罐体和套在所述内层罐体外的外层罐体，且所述内层罐体与所述外层罐体之间形成有用于容纳可流动介质的腔体结构；所述气体称量系统还包括：具有标准截面积且管壁上标注有长度刻度的细管，所述细管设置在所述外层罐体的上部，且与所述腔体结构连通，所述细管用于在所述内层罐体的体积发生变化时，测量进入所述细管内部的所述可流动介质的液面高度；空气密度测量仪，用于测量所述气体称量罐周围的空气密度；>充气件，用于连接所述内层罐体与所述外层罐体，且与所述内层罐体连通；温度调节单元，用于调节进入所述内层罐体内的气体的温度；湿度调节单元，用于调节进入所述内层罐体内的气体的湿度。在一种可能的设计中，所述充气件以焊接的方式与所述内层罐体和所述外层罐体密封连接。在一种可能的设计中，当所述内层罐体内未充入气体时，所述细管内部的可流动介质的液面高度高于所述外层罐体的顶部。在一种可能的设计中，所述内层罐体由柔性材料或者刚性材料制成。在一种可能的设计中，所述温度调节单元包括：制冷模块和加热模块；所述制冷模块用于对进入所述内层罐体内的气体进行降温；所述加热模块用于对进入所述内层罐体内的气体进行升温。在一种可能的设计中，所述湿度调节单元包括：电热加湿器和过滤器；所述电热加湿器用于调节进入所述内层罐体内的气体的湿度；所述过滤器用于除去所述电热加湿器内的水中的杂质。本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本专利技术实施例提供的气体称量系统，通过设置内层罐体、外层罐体和具有标准截面积且管壁上标注有长度刻度的细管，使得内层罐体与外层罐体之间形成腔体结构，且该腔体结构中充满可流动介质。当内层罐体通过充气件充气时，内层罐体膨胀挤压可流动介质，使得可流动介质流入与外层罐体连接的细管中，通过内层罐体充气前后细管中可流动介质液面高度的变化。通过设置空气密度测量仪，可以实时测量出气体称量罐周围的空气密度，基于细管液面的高度变化、空气密度和细管的横截面积，可以计算出气体称量罐在充气前和充气后的空气浮力变化量，从而消除气体称量罐所受的空气浮力对气体质量测量结果的影响。通过设置温度调节单元和湿度调节单元，可以实现对内层罐体内的气体的温度和湿度的调节，保证温度和湿度恒定，降低质量称量的不确定度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例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获得其他的附图。图1是本专利技术实施例提供的气体称量罐的结构示意图；图2是本专利技术实施例提供的气体称量罐的浮力补偿原理示意图。附图标记分别表示：1气体称量罐，101内层罐体，102外层罐体，2细管，3空气密度测量仪，4充气件。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。需要说明的是，空气密度会受空气的温度和相对湿度变化的影响，通过下式即可看出：下式为常规的计算空气密度的一个近似公式，式中，ρa为空气密度，p为大气压，然rh为相对湿度，t为温度。本专利技术实施例提供了一种气体称量系统，如附图1和附图2所示，该气体称量系统包括：气体称量罐1、细管2、空气密度测量仪3、充气件4、温度调节单元、湿度调节单元。其中，气体称量罐1包括：内层罐体101和套在内层罐体101外的外层罐体102，且内层罐体101与外层罐体102之间形成有用于容纳可流动介质的腔体结构。细管2具有标准截面积且管壁上标注有长度刻度，并且，该细管2设置在外层罐体102的上部，且与该腔体结构连通，用于在内层罐体101的体积发生变化时，测量进入细管2内部的可流动介质的液面高度。空气密度测量仪3用于测量气体称量罐1周围的空气密度。充气件4用于连接内层罐体101与外层罐体102，且与内层罐体101连通。温度调节单元用于调节进入内层罐体101内的气体的温度。湿度调节单元用于调节进入内层罐体101内的气体的湿度。当需要对气体的质量进行称量时，通过细管2向内层罐体101与外层罐体102之间形成的腔体结构中注入可流动介质，并使该可流动介质充满整个腔体结构。随后，测量气体称量罐1的质量，将气体通过充气件4注入到内层罐体101中，在此过程中，内层罐体101因为内部充气而发生膨胀，造成内层罐体101的体积发生变化，进而挤压腔体结构中的可流动介质，使该可流动介质进入细管2中。计算出细管2中液面上升的高度，并利用空气密度测量仪3测量出气体称量罐1周围的空气密度，将细管2内的液面高度差与该空气密度和细管2横截面积的乘积作为气体称量罐1在充气前和充气后的空气浮力变化量。此时，只需用气体称量罐1充入气体后的质量减去充入气体前的质量和空气浮力变化量即可获取气体的质量，完成浮力补偿作业。需要说明的是，由于内层罐体101与外层罐体102之间有可流动的介质隔离，可流动的介质会阻止外层罐体102受到因内层罐体101膨胀而引起的压力及温度变化。因此，外层罐体102受到的压力和自身的温度并不会因为内层罐体101的膨胀而发生变化，即外层罐体102的体积也不会因为向内层罐体101内充气而发生变化。本专利技术实施例提供的气体称量系统，通过设置内层罐体101、外层罐体102和具有标准截面积且管壁上标注有长度刻度的细管2，使得内层罐体101与外层罐体102之间形成腔体结构，且该腔体结构中充满可流动介质。当内层罐体101通过充气件4充气时，内层罐体101膨胀挤压可流动介质，使得可流动介质流入与外层罐体102连接的细管2中，通过内层罐体101充气前后细管2中可流动介质液面高度的变化。通过设置空气密度测量仪3，可以实时测量出气体称量罐1周围的空气密度，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气体称量系统，包括：气体称量罐(1)，/n其特征在于，所述气体称量罐(1)包括：内层罐体(101)和套在所述内层罐体(101)外的外层罐体(102)，且所述内层罐体(101)与所述外层罐体(102)之间形成有用于容纳可流动介质的腔体结构；/n所述气体称量系统还包括：具有标准截面积且管壁上标注有长度刻度的细管(2)，所述细管(2)设置在所述外层罐体(102)的上部，且与所述腔体结构连通，所述细管(2)用于在所述内层罐体(101)的体积发生变化时，测量进入所述细管(2)内部的所述可流动介质的液面高度；/n空气密度测量仪(3)，用于测量所述气体称量罐(1)周围的空气密度；/n充气件(4)，用于连接所述内层罐体(101)与所述外层罐体(102)，且与所述内层罐体(101)连通；/n温度调节单元，用于调节进入所述内层罐体(101)内的气体的温度；/n湿度调节单元，用于调节进入所述内层罐体(101)内的气体的湿度。/n

【技术特征摘要】
1.一种气体称量系统，包括：气体称量罐(1)，
其特征在于，所述气体称量罐(1)包括：内层罐体(101)和套在所述内层罐体(101)外的外层罐体(102)，且所述内层罐体(101)与所述外层罐体(102)之间形成有用于容纳可流动介质的腔体结构；
所述气体称量系统还包括：具有标准截面积且管壁上标注有长度刻度的细管(2)，所述细管(2)设置在所述外层罐体(102)的上部，且与所述腔体结构连通，所述细管(2)用于在所述内层罐体(101)的体积发生变化时，测量进入所述细管(2)内部的所述可流动介质的液面高度；
空气密度测量仪(3)，用于测量所述气体称量罐(1)周围的空气密度；
充气件(4)，用于连接所述内层罐体(101)与所述外层罐体(102)，且与所述内层罐体(101)连通；
温度调节单元，用于调节进入所述内层罐体(101)内的气体的温度；
湿度调节单元，用于调节进入所述内层罐体(101)内的气体的湿度。


2.根据权利要求1所述的气体称量系统，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王强，任佳，彭利果，何飞，宋媛媛，陈琦，张强，周刚，许世平，刘丁发，陈辰，闵伟，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11