涡街流量计及其流量检测方法技术

本发明专利技术公开了一种涡街流量计，其包括：加速度传感器，其分别感应X轴、Y轴和Z轴的流量信号，其中Y轴为涡街信号方向，X轴和Z轴为振动信号方向；以及信号处理单元，其用于对X轴、Y轴和Z轴的流量信号进行频谱分析，根据频谱分析的结果确定振动信号频率，并且通过数字滤波滤除Y轴的流量信号中振动信号频率的信号。本发明专利技术还公开了一种涡街流量计的流量检测方法。本发明专利技术的涡街流量计及其流量检测方法适用于小口径流量检测，并且通过频谱分析和数字滤波相结合的方式，滤除振动信号的影响，测量结果更加精确，提高了涡街流量计的抗振性能。提高了涡街流量计的抗振性能。提高了涡街流量计的抗振性能。

【技术实现步骤摘要】
涡街流量计及其流量检测方法


[0001]本专利技术涉及流量计量
，特别涉及一种涡街流量计及其流量检测方法。

技术介绍

[0002]流量的测量在化工、油品销售和环保检测等领域发挥着重要作用，这些领域经常涉及到小口径管道内的流速测量，如加油站的油气回收流量监测。应用于加油机内部的流量计因安装空间狭小，对流量计的体积有一定的要求，然而，现有技术中，各类型流量计的体积均较大，缺乏小口径的流量计。另外，油气测量过程中，气体中可能含有固体颗粒杂质，油气也极易凝析为液体，在口径较小的情况下可能造成气路堵塞，阻力增大。而且油气测量过程中会面临到油气组分不稳定，油气的密度和比热等参数在不同的环境下有一定差别的问题。因此，在此种应用条件下选用流量计需具备以下几个特点：一是适用于小口径测量；二是气阻小，无堵塞风险；三是对密度和比热等参数不敏感。
[0003]现有的各类流量计在小口径油气流量检测领域还存在较大的问题，例如：体积式流量计易堵塞、占用空间大，对安装条件和应用环境要求较高；热式流量计易受冷凝油液影响，且在浓度发生变化时无法精确测量体积流量等。
[0004]涡街流量计作为一种常用流量计，其特点是压力损失小、量程范围大、精度高，在测量工况体积流量时几乎不受流体密度、压力、温度、粘度等参数的影响，无可动机械零件，因此可靠性高、维护量小。因此，涡街流量计是油气测量的理想仪表，然而，涡街流量计的缺点在于易受振动干扰，恰好油气回收过程中真空泵等设备会给串联在同一管路上的涡街流量计带来一定的振动影响。
[0005]公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的之一在于，提供一种涡街流量计及其流量检测方法，从而满足小口径测量要求，减少振动的影响，使得测量结果更加准确。
[0007]为实现上述目的，根据本专利技术的第一方面，本专利技术提供了一种涡街流量计，其包括：加速度传感器，其分别感应X轴、Y轴和Z轴的流量信号，其中Y轴为涡街信号方向，X轴和Z轴为振动信号方向；以及信号处理单元，其用于对X轴、Y轴和Z轴的流量信号进行频谱分析，根据频谱分析的结果确定振动信号频率，并且通过数字滤波滤除Y轴的流量信号中振动信号频率的信号。
[0008]进一步，上述技术方案中，频谱分析为通过快速傅里叶变换得到X轴、Y轴和Z轴的功率谱，振动信号频率为X轴的功率谱中幅值最大的点和Z轴的功率谱中幅值最大的点所对应的频率，通过数字滤波将Y轴的功率谱中的振动信号频率滤除，得到涡街信号频率。
[0009]进一步，上述技术方案中，涡街流量计还包括：气体流道，其与待检测的管道相适配连接，加速度传感器位于气体流道的中心轴线上；旋涡发生体，其设置在气体流道内；以
及外壳，其用于容纳信号处理单元。
[0010]进一步，上述技术方案中，旋涡发生体的截面为梯形或三角形。
[0011]进一步，上述技术方案中，加速度传感器与旋涡发生体的距离为1.2d～2.0d，其中d为旋涡发生体的截流面的宽度。
[0012]进一步，上述技术方案中，涡街流量计还包括：金属屏蔽壳，其设置在信号处理单元的上方。
[0013]进一步，上述技术方案中，外壳设有顶盖。
[0014]进一步，上述技术方案中，加速度传感器通过安装梁与外壳相连接。
[0015]进一步，上述技术方案中，安装梁由陶瓷材料制成；安装梁为悬臂梁；安装梁与气体流道之间设有密封件。
[0016]进一步，上述技术方案中，气体流道、旋涡发生体和外壳为一体注塑制造；气体流道、旋涡发生体和外壳的材料为工程塑料。
[0017]根据本专利技术的第二方面，本专利技术提供了一种利用如上述技术方案中任意一项的涡街流量计的流量检测方法，流量检测方法至少包括如下步骤：采集X轴、Y轴和Z轴的流量信号，其中Y轴为涡街信号方向，X轴和Z轴为振动信号方向；将所采集的X轴、Y轴和Z轴的流量信号进行频谱分析；根据频谱分析的结果确定振动信号频率；以及采用数字滤波滤除Y轴的流量信号中振动信号频率的信号，获得涡街流量信号。
[0018]进一步，上述技术方案中，根据频谱分析的结果确定振动信号频率的步骤为通过快速傅里叶变换得到X轴、Y轴和Z轴的功率谱，X轴的功率谱中幅值最大的点和Z轴的功率谱中幅值最大的点所对应的频率确定为振动信号频率。
[0019]进一步，上述技术方案中，流量检测方法还包括步骤：将X轴、Y轴和Z轴的流量信号转换为数字信号。
[0020]进一步，上述技术方案中，流量检测方法还包括步骤：将X轴、Y轴和Z轴的流量信号转换为电压信号。
[0021]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0022]1.本专利技术适用于小口径流量检测，并且通过频谱分析和数字滤波相结合的方式，滤除振动信号的影响，测量结果更加精确，提高了涡街流量计的抗振性能。
[0023]2.本专利技术的涡街流量计能够满足油气回收领域的气体流量检测要求。
[0024]3.本专利技术的涡街流量计体积小巧，重量轻，可直接安装在油气回收铜管上，无需其他固定措施。罗茨流量计是目前加油站油气回收检测三项测试仪中常用的气体流量计，具有计量准确，不受压力温度变化影响的优点，但其体积大重量大，很多应用场景(如加油机等)没有足够安装空间，不适宜安装在内部进行油气流量监测。
[0025]4.金属屏蔽壳能够减少电磁干扰，使得检测结果更准确。
[0026]上述说明仅为本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚地了解本专利技术的技术手段并可依据说明书的内容予以实施，同时为了使本专利技术的上述和其他目的、技术特征以及优点更加易懂，以下列举一个或多个优选实施例，并配合附图详细说明如下。
附图说明
[0027]图1是根据本专利技术的一实施方式的涡街流量计的结构示意图。
[0028]主要附图标记说明：
[0029]10-气体流道，11-管螺纹，20-旋涡发生体，30-外壳，31-顶盖，40-加速度传感器，41-安装梁，411-橡胶圈，50-信号处理单元，60-金属屏蔽壳。
具体实施方式
[0030]下面结合附图，对本专利技术的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本专利技术的保护范围并不受具体实施方式的限制。
[0031]除非另有其他明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其他元件或其他组成部分。
[0032]在本文中，为了描述的方便，可以使用空间相对术语，诸如“下面”、“下方”、“下”、“上面”、“上方”、“上”等，来描述一个元件或特征与另一元件或特征在附图中的关系。应理解的是，空间相对术语旨在包含除了在图中所绘的方向之外物件在使用或操作中的不同方向。例如，如果在图中的物件被翻转，则被描述为在其他元件或特征“下方”或“下”的元件将取向在元件或特征本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种涡街流量计，其特征在于，包括：加速度传感器，其分别感应X轴、Y轴和Z轴的流量信号，其中Y轴为涡街信号方向，X轴和Z轴为振动信号方向；以及信号处理单元，其用于对所述X轴、Y轴和Z轴的流量信号进行频谱分析，根据频谱分析的结果确定振动信号频率，并且通过数字滤波滤除Y轴的流量信号中所述振动信号频率的信号。2.根据权利要求1所述的涡街流量计，其特征在于，所述频谱分析为通过快速傅里叶变换得到X轴、Y轴和Z轴的功率谱，所述振动信号频率为X轴的功率谱中幅值最大的点和Z轴的功率谱中幅值最大的点所对应的频率，通过数字滤波将Y轴的功率谱中的所述振动信号频率滤除，得到涡街信号频率。3.根据权利要求2所述的涡街流量计，其特征在于，还包括：气体流道，其与待检测的管道相适配连接，所述加速度传感器位于所述气体流道的中心轴线上；旋涡发生体，其设置在所述气体流道内；以及外壳，其用于容纳所述信号处理单元。4.根据权利要求3所述的涡街流量计，其特征在于，所述旋涡发生体的截面为梯形或三角形。5.根据权利要求3所述的涡街流量计，其特征在于，所述加速度传感器与所述旋涡发生体的距离为1.2d～2.0d，其中d为所述旋涡发生体的截流面的宽度。6.根据权利要求3所述的涡街流量计，其特征在于，还包括：金属屏蔽壳，其设置在所述信号处理单元的上方。7.根据权利要求3所述的涡街流量计，其特征在于，所述外壳设有顶盖。8.根据权利要求3所述的涡街流量...

【专利技术属性】
技术研发人员：修德欣，王振中，马开良，赵雯晴，丁莉丽，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司青岛安全工程研究院，
类型：发明
国别省市：