本发明专利技术公开了一种单相低温流体流量计的标定装置，包括竖直方向上同轴布置的低温流体杜瓦注液罐、标准低温流量计、上游真空腔体、下游真空腔体、标定低温流量计、真空腔体外管波纹管，以及低温电磁阀、低温流体杜瓦收集罐。本发明专利技术基于标准流量计法，低温流体在竖直方向上自下而上的流动，使管道充满了单相的低温流体，保证了标准低温流量计测量的精度。本发明专利技术的标定装置相比于基于传统称重法的标定装置，测量精度更高、装置结构更简单、成本更低、操作更方便、标定更可靠。另外，本发明专利技术的结构设计下，密封性更好，漏热损失更小，各个系统部件拆卸方便，简化了操作人员的步骤，可用于单相低温流体流量计的标定。温流体流量计的标定。温流体流量计的标定。
【技术实现步骤摘要】
一种单相低温流体流量计的标定装置
[0001]本专利技术涉及一种流量计标定装置，尤其是涉及一种单相低温流体流量计的标定装置。
技术介绍
[0002]低温流体通常是指温度在其标准沸点120K以下的流体，低温流体流量的测量对低温领域快速发展至关重要，主要应用包括液氢、液氮等低温流体的储存、输运及加注过程，其准确性和高效性是重中之重。对于低温流体流量的测量，低温流体流量计不可或缺，换而言之，即低温流体流量计的高精度标定具有重要的意义。常用的标定装置主要基于三种标定方法，即称重法、容积法和标准流量计法。
[0003]称重法的原理是通过质量和时间的比值实现的，具体又分为静态法和动态法。静态法是指在测量过程中，当流体全部流入称重容器时，记下过程所用时间，测量出流入称重容器的流体总质量，通过称得的流体质量和时间间隔得出其平均质量流量，再根据测量流体的密度计算出标定的流量。动态法是指在压力和温度条件不变的情况下，测量流体处于稳态流动，通过称重容器单位时间内增加的质量和测量流体的密度计算出标定的流量。
[0004]容积法与称重法类似，其原理是通过收集容器中测量流体的体积和时间的比值实现的，可以直接计算出体积流量。
[0005]标准流量计法的原理是通过一台经高效准确标定的流量计作为标准流量计，将其与标定流量计串联在同一管道中，在一定时间间隔内，以标准流量计的平均测量示数作为标准流量示数，对标定流量计的示数进行评价。标准表法是目前最常用的标定方法，其具有简单、可靠和高效的优点，简化了操作人员的步骤。
[0006]现有的技术中，论文《Calibration of a Cryogenic Turbine
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Based Volumetric Flow Meter(CTVFM)Using Sub
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Cooled Liquid Nitrogen and Solution for Its Practical Issues》(De Souza I,Sarkar A,Anand A,Sarkar,M,Kumar J S,Gour AS,Rao V V,IEEE Sensors Journal,2021,21(10):12077
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12083)中以过冷液氮为介质，介绍了一种标定低温涡轮流量计的方法，搭建了过冷液氮低温涡轮流量计标定实验平台，并进行了标定，但是论文中的标定方法实际是采用了容积法，而且也与本专利技术的标定装置结构较为不同。
[0007]论文《标准表法容积式流量计在线检定装置的设计》(王增新,李剑平,中国新通信,2019,21(01):225
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226)中以航空煤油为介质，采用标准表法对标定的容积式流量计进行了在线检定装置的设计，采用PID调节、双脉冲同步计数等高科技工控技术，实现了检定过程中的自动检定。在该论文中提出的流量计标定装置中，主要对常用的标定装置进行了采集部分的设计，实现了检定过程中的自动检定，并非对标定装置基本结构进行优化提升。
[0008]论文《一种提高质量法低温液体流量标准装置计量准确度的方法》(陈风华,戚继宁武,高飚,王硕,潘琴,计量技术,2017(05):28
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30)中以液化天然气为介质，提出了一种提高称重法对低温液体流量标准装置计量的方法，解决了被检流量计的计量和储气容器充装
动作的启停同步问题。在该论文中对低温液体流量标准装置的标定采用了称重法，并非提到标准表法。
[0009]中国专利技术专利CN113588047.A公开了一种低温推进剂火箭发动机的流量计标定系统及方法，主要包括依次连接的容器加注单元、容器、供应管路、称重单元、快速回收容器、称重加注回收单元和回收单元。该专利技术的标定系统解决了现有低温推进剂火箭发动机使用流量计测量时精确性低的问题，但在该专利技术中采用的标定装置基于称重法。
[0010]中国技术专利CN215984776.U公开了一种低温流体流量测量与标定装置，装置中包括了两个过冷器，以保证低温液体过冷，可根据低温流量计的工况对应调节系统的工况，可以同时测试标定流量计和低温泵，效率高，成本低。在该专利技术中，标定装置仍基于称重法，且采用了低温泵，这与本专利技术设计的结构和采用的系统部件较为不同。
技术实现思路
[0011]本专利技术专利提供了一种单相低温流体流量计的标定装置，相比于基于传统称重法的标定装置，测量精度更高、装置结构更简单、成本更低、操作更方便、标定更可靠，且在本专利技术的结构设计下，密封性更好，漏热损失更小，各个系统部件拆卸方便，简化了操作人员的步骤，可用于单相低温流体流量计的标定。
[0012]为此，本专利技术专利采用了以下技术方案：
[0013]一方面，本专利技术提供了一种单相低温流体流量计的标定装置，其包括：低温流体杜瓦注液罐、标准低温流量计、上游真空腔体、下游真空腔体、标定低温流量计、真空腔体外管波纹管、低温电磁阀、低温流体杜瓦收集罐；所述低温流体杜瓦注液罐、标准低温流量计、上游真空腔体、下游真空腔体、标定低温流量计、真空腔体外管波纹管在竖直方向上同轴布置；
[0014]其中，低温流体杜瓦注液罐用于低温液体的储存和供给，并为内部的标准低温流量计和上游低温管道进行隔热，标准低温流量计设置在低温流体杜瓦注液罐内，并浸没在低温流体中，标准低温流量计用于提供标准流量；标准低温流量计通过一段可拆卸的上游低温管道与位于低温流体杜瓦注液罐外部上方的标定低温流量计相连，其中上游低温管道与低温流体杜瓦注液罐上端面的出口法兰之间用上游真空腔体隔开避免漏热；标定低温流量计位于下游真空腔体内；上游真空腔体与下游真空腔体紧密相连，上游低温管道不暴露在环境中，其穿过上游真空腔体后立即进入下游真空腔体内；
[0015]下游真空腔体与真空腔体外管波纹管通过焊接密封，标定低温流量计的出口通过一段下游真空管道与真空腔体外管波纹管的水平端面连接，用以标定低温流量计的拆卸和安装；
[0016]真空腔体外管波纹管的出口通过一段下游管道与低温流体杜瓦收集罐连接；下游管道上设置有低温电磁阀；
[0017]所述的低温流体杜瓦注液罐和低温流体杜瓦收集罐均具有加气放气阀，所述低温流体杜瓦注液罐还设有注液阀。
[0018]作为本专利技术的优选方案，上游真空腔体的外径和出口法兰的内径相同，出口法兰焊接在上游真空腔体的侧面上，材质均为不锈钢，出口法兰与低温流体杜瓦注液罐上端面通过金属垫圈密封。
[0019]作为本专利技术的优选方案，上游真空管道的侧面与上游真空腔体的水平端面焊接密封，标准低温流量计与上游低温管道通过法兰连接，位于低温流体杜瓦注液罐内的上游低温管道浸泡在低温流体中；标准低温流量计的数据信号线通过标准低温流量计数据采集口引出至常温环境中。
[0020]作为本专利技术的优选方案，所述低温流体杜瓦注液罐上的加气放气阀既可作为低温流体杜瓦注液罐的放气阀，也可作为高压气源的加气阀，低温流体在高压气源下沿竖直方向被自下而上地压出，使管道内充满单相的低温流，用以保证标准低温本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种单相低温流体流量计的标定装置，其特征在于包括：低温流体杜瓦注液罐(1)、标准低温流量计(6)、上游真空腔体(21)、下游真空腔体(11)、标定低温流量计(12)、真空腔体外管波纹管(16)、低温电磁阀(17)、低温流体杜瓦收集罐(18)；所述低温流体杜瓦注液罐(1)、标准低温流量计(6)、上游真空腔体(21)、下游真空腔体(11)、标定低温流量计(12)、真空腔体外管波纹管(16)在竖直方向上同轴布置；其中，低温流体杜瓦注液罐(1)用于低温液体的储存和供给，并为内部的标准低温流量计和上游低温管道进行隔热，标准低温流量计(6)设置在低温流体杜瓦注液罐(1)内，并浸没在低温流体中，标准低温流量计用于提供标准流量；标准低温流量计(6)通过一段可拆卸的上游低温管道(7)与位于低温流体杜瓦注液罐(1)外部上方的标定低温流量计(12)相连，其中上游低温管道(7)与低温流体杜瓦注液罐(1)上端面的出口法兰(9)之间用上游真空腔体(21)隔开避免漏热；标定低温流量计(12)位于下游真空腔体(11)内；上游真空腔体(21)与下游真空腔体(11)紧密相连，上游低温管道(7)不暴露在环境中，其穿过上游真空腔体(21)后立即进入下游真空腔体(11)内；下游真空腔体(11)与真空腔体外管波纹管(16)通过焊接密封，标定低温流量计(12)的出口通过一段下游真空管道(14)与真空腔体外管波纹管(16)的水平端面连接，用以标定低温流量计(12)的拆卸和安装；真空腔体外管波纹管(16)的出口通过一段下游管道(22)与低温流体杜瓦收集罐(18)连接；下游管道(22)上设置有低温电磁阀(17)；所述的低温流体杜瓦注液罐(1)和低温流体杜瓦收集罐(18)均具有加气放气阀(5)，所述低温流体杜瓦注液罐(1)还设有注液阀(4)。2.根据权利要求1所述的单相低温流体流量计的标定装置，其特征在于，上游真空腔体(21)的外径和出口法兰(9)的内径相同，出口法兰(9)焊接在上游真空腔体(21)的侧面上，材质均为不锈钢，出口法兰(9)与低温流体杜瓦注液罐(1)上端面通过金属垫圈密封。3.根据权利要求1所述的单相低温流体流量计的标定装置，其特征在于，上游真空管道(8)的侧面与上游真空腔体(21)的水平端面焊接密封，标准低温流量计(6)与上游低温管道(7)通过法兰连接，位于低温流体杜瓦注液罐(1)内的上游低温管道(7)浸泡在低温流体中；标准低温流量计(6)的数据信号线通过标准低温流量计数据采集口(10)引出至常温环境中。4.根据权利要求1所述的单相低温流体流量计的标定装置，其特征在于，所述低温流体杜瓦注液罐(1)上的加气放气阀(5)既可作为低温流体杜瓦注液罐(1)的放气阀，也可作为高压气源的加气阀，低温流体在高压气源下沿竖直方向被自下而上地压出，使管道内充满单相...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵烽，裴祥翔，张小斌，邱利民，
申请(专利权)人：浙江大学嘉兴研究院，
类型：发明
国别省市：
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