一种基于天平法的大截面管道二氧化碳流量精准测量设备制造技术

本发明专利技术涉及环保监测领域，具体涉及一种基于天平法的大截面管道二氧化碳流量精准测量设备，包括管体

【技术实现步骤摘要】
一种基于天平法的大截面管道二氧化碳流量精准测量设备


[0001]本专利技术涉及环保监测领域，具体涉及一种基于天平法的大截面管道二氧化碳流量精准测量设备
。

技术介绍

[0002]大截面管道二氧化碳流量测量的设备主要是基于质量流量测量原理的气体质量流量计，这种流量计通常使用传感器测量气体质量流量，并通过数据处理和计算得出准确的二氧化碳流量值
。
[0003]在石油化工
、
发电厂
、
钢铁工业
、
环保设施等领域，进行二氧化碳流量测量的主要目的是对环境过程中的二氧化碳流动进行监测和控制，从而保证生产过程的稳定性，控制环境污染，提高资源的利用率；基于天平法测量二氧化碳流量是一种常见的测量方法，它主要通过将流体通过管道并利用称重装置来测量气体的质量流量，即当流体通过管道时，流体流过产生的压力即为质量，这个质量会导致天平的重量发生变化，通过测量这个重量变化可以计算出气体的质量流量
。
[0004]由于是直接测量的一种设备，不需要依赖其他参数的推算或估计，所以具有较高的精度和稳定性，可以提供准确的流量数据；但是，基于天平法测量二氧化碳流量由于其设备复杂性和成本，导致天平法测量需要使用精密的称重装置，因此设备和系统的成本相对较高；更重要的一点是，由于气体作为不稳定的一种介质，当流速增大的时候，容易发生不稳定的乱流，一旦设备因流速的增大而发生振动，或者发生气体的乱流，设备的精度会大受影响
。
[0005]为了解决这些问题，从而保证天平法测量过程中的稳定性，以满足更加广泛的应用需求，于是，本专利技术提供一种基于天平法的大截面管道二氧化碳流量精准测量设备，以解决所述问题
。

技术实现思路

[0006]本专利技术要解决的技术问题是：测量设备在测量过程中由于大截面的管道面积较大，随着管道内的二氧化碳流速增大，设备检测的位置作为固定的检测点，一方面会因为流速的问题，气体从其余位置穿过，从而影响测量的数据，另外一方面由于气体的流速，导致压强的变化，会发生振动不稳定的问题
。
[0007]为解决所述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：提供一种基于天平法的大截面管道二氧化碳流量精准测量设备，包括管体
、
支架
、
延伸机构
、
检测机构和控制机构；所述管体为大截面金属管道，所述管道具有较大的截面面积，用于传输流体或气体，所述支架与所述管体同轴心固定连接，所述支架与所述管体保持同一轴线，以确保稳固的连接，所述延伸机构铰接在所述支架内部，所述延伸机构使用铰接在所述支架内部，以实现部分活动，所述延伸机构通过气体穿过所述管体和所述检测机构之间的间隙，从而通过伯努利原理产生的气压差推动所述延伸机构；通过利用气体在所述管体和检测机构之间形成的速度差和压力
差，所述延伸机构可以被推动或拉动；所述检测机构固定连接在所述延伸机构一侧，所述检测机构被固定在所述延伸机构的一侧，以便与其紧密配合，所述检测机构通过基于质量守恒定律，利用质量守恒定律对二氧化碳移动过程中的质量变化进行分析和测量，所述检测机构能够监测并记录二氧化碳的质量变化情况
。
[0008]所述检测机构可通过当前二氧化碳对管道单位截面的冲击力转动，以改变气体冲击的角度；所述检测机构能够根据当前二氧化碳对管道单位截面施加的冲击力来调整其位置，从而改变气体冲击的方向或角度；所述检测机构与所述控制机构电连接，所述检测机构与所述控制机构之间通过电连接进行通信和数据传输，通过电连接，所述检测机构可以将所测得的二氧化碳数据传输给所述控制机构，以便进行进一步的分析和控制操作
。
[0009]所述延伸机构包括外壳
、
活塞
、
螺旋弹簧
、
转动轴
、
拼接板和连接杆，所述外壳是一个矩形空腔，其边缘上设置有圆形开孔，所述圆形开孔沿着外壳边缘向内延伸形成柱形通道，所述柱形通道内滑动连接着活塞，所述活塞的直径与所述柱形通道内径相同，并且所述柱形通道内的粗糙度小于
1um
，在伯努利原理的影响下，所述活塞可以受到压强的作用而自由移动，并且由于摩擦力的限制，保证所述活塞在所述柱形通道内移动时的摩擦力影响微乎其微
。
[0010]所述转动轴位于所述外壳的中心线位置，并向外侧延伸形成所述柱形凸起，所述柱形凸起的直径与所述柱形通道的直径比为
1:2
，这种设计可以增加所述转动轴的稳定性，所述螺旋弹簧位于所述转动轴内部，用于在所述转动轴因压强变化而发生旋转时提供返回的作用力，当外界气体压强恢复时，所述螺旋弹簧会使所述转动轴回到原位，从而将所述活塞收回至初始位置
。
[0011]所述活塞的近外侧通过所述连接杆与所述拼接板固定连接，这样在所述转动轴旋转时，所述活塞的移动会带动所述连接杆向外移动，从而使所述拼接板延伸出来，通过这种机构设计，可以实现所述活塞在所述转动轴转动过程中的动作，并将其运动传递到所述拼接板上，从而实现所需的功能或操作
。
[0012]更好地，所述拼接板在其一个端部通过所述连接杆与所述活塞固定连接，而另一个端部与所述支撑柱固定连接，因此，在所述活塞移动的过程中，通过所述连接杆的带动，所述拼接板的初始状态是两个所述拼接板的所述矩形气孔相贴合，一旦发生移动，相邻的所述拼接板上的所述矩形气孔会互相堵塞，形成板材之间不允许气体通过的区域，只有气体通道允许气体通过，这样，在气体浓度较高且流量较大的条件下，所述气体通道能够稳定地保持在检测区域，从而提高检测效率，并提高精度
。
[0013]这种设计通过所述拼接板之间的堵塞效应，实现了所述气体通道的控制和调节，使得气体在检测区域内得以稳定传递，在高浓度和高流量的情况下，该机构能够防止气体泄漏或扩散，确保气体在所需的区域内集中流动，从而提高检测的准确性和可靠性
。
[0014]需要进行补充的是，所述转动轴两侧的所述柱形凸起的外边缘均设置有相反的螺纹，通过设置相反的螺纹，可以满足以下要求：当一侧所述活塞在外界气体流速增大时，所述活塞沿着所述柱形通道向外移动，所述转动轴开始旋转，从而带动另一侧所述活塞向外移动，实现所述延伸机构两侧所述拼接板的外延
。
[0015]所述活塞通过所述螺纹与所述转动轴连接，所述柱形凸起的螺纹长度为所述柱形凸起长度的一半，这样设计的目的是控制所述活塞的移动范围，以确保所述拼接板之间的
贴合效果良好，实现有效的气密隔离；在所述柱形凸起的螺纹近外端一侧，设置了
0.5
‑
1cm
的阻隔区，所述阻隔区的作用是防止所述活塞在气体流速增大时发生滑动或脱落情况，同时，所述阻隔区也限定了所述活塞移动的最大位置；通过这样的设计，可以确保所述延伸机构的正常运行，相反的所述螺纹结构和所述阻隔区的设置能够保证活塞的稳定移动，并防止气体泄漏或所述拼接板之间的贴合效果不佳的问题发生本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于天平法的大截面管道二氧化碳流量精准测量设备，包括管体
(1)、
支架
(2)、
延伸机构
(3)、
检测机构
(4)
和控制机构；其特征在于：所述管体
(1)
为大截面金属管道，所述支架
(2)
与所述管体
(1)
同轴心固定连接，所述延伸机构
(3)
铰接在所述支架
(2)
内部，所述延伸机构
(3)
通过气体穿过所述管体
(1)
和所述检测机构
(4)
之间的间隙，从而通过伯努利原理产生的气压差推动所述延伸机构
(3)
；所述检测机构
(4)
固定连接在所述延伸机构
(3)
一侧，所述检测机构
(4)
通过基于质量守恒定律，从而将二氧化碳移动过程中的质量变化来进行分析和测量，且所述检测机构
(4)
可通过当前二氧化碳对管道单位截面的冲击力转动，以改变气体冲击的角度；所述检测机构
(4)
与所述控制机构电连接
。2.
根据权利要求1所述的一种基于天平法的大截面管道二氧化碳流量精准测量设备，其特征在于：所述延伸机构
(3)
包括外壳
(31)、
活塞
(32)、
螺旋弹簧
(33)、
转动轴
(34)、
拼接板
(35)
和连接杆
(36)
；所述外壳
(31)
为矩形空腔，所述外壳
(31)
边缘设置有圆形开孔
(311)
，所述圆形开孔
(311)
沿所述外壳
(31)
边缘方向向内延伸出柱形通道
(312)
，所述柱形通道
(312)
内滑动连接有所述活塞
(32)
，所述活塞
(32)
直径与所述柱形通道
(312)
内径相同且所述柱形通道
(312)
内的粗糙度小于
1um
；所述转动轴
(34)
位于所述外壳
(31)
中心线位置处且向外侧延伸出柱形凸起
(341)
，所述柱形凸起
(341)
直径与所述柱形通道
(312)
的比值为
1:2
；所述螺旋弹簧
(33)
位于所述转动轴
(34)
内；所述活塞
(32)
近外界一侧通过所述连接杆
(36)
与所述拼接板
(35)
固定连接
。3.
根据权利要求2所述的一种基于天平法的大截面管道二氧化碳流量精准测量设备，其特征在于：所述转动轴
(34)
两侧的柱形凸起
(341)
的外边缘均设置有螺纹
(342)
且螺纹
(342)
相反，所述活塞
(32)
通过所述螺纹
(342)
与所述转动轴
(34)
转动连接，所述柱形凸起
(341)
的螺纹
(342)
长度为所述柱形凸起
(341)
的二分之一，所述螺纹
(342)
近所述柱形凸起
(341)
外端一侧设置有
0.5
‑
1cm
的阻隔区
(343)。4.
根据权利要求2所述的一种基于天平法的大截面管道二氧化碳流量精准测量设备，其特征在于：所述支架
(2)
包括内环
(21)
和外环
(22)
；所述外环
(22)
直径与所述管体
(1)
内径相同，所述内环
(21)
直径与所述外环
(22)
直径的比值为2：3，所述内环
(21)
和所述外环
(22)
之间通过支撑柱
(23)
固定连接，所述延伸机构
(3)
围绕所述支架
(2)
中心轴环形阵列
12
‑
18
个，所述支撑柱
(23)
围绕所述支架
(2)
中心轴环形阵列
12
‑
18
个且所述延伸机构
(3)
位于所...

【专利技术属性】
技术研发人员：于雷，陈东，杨军，岳敏，
申请(专利权)人：江苏双碳环境技术有限公司，
类型：发明
国别省市：