一种环道式气体流量测试装置的温度控制系统及方法制造方法及图纸

技术编号：41058153 阅读：2 留言：0更新日期：2024-04-24 11:08

本发明专利技术公开了一种环道式气体流量测试装置的温度控制系统及方法，通过对气体分流，再对分流后的气体分别进行温度控制，最后将不同温度的气体进行混合，实现了气体温度的快速调节，实现了在环道式气体流量标准装置运行压力和流量范围内气体温度的快速准确的控制和调节，且不受环境温度以及扰动条件的影响。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于气体流量检定校准，具体涉及一种环道式气体流量测试装置的温度控制系统及方法。

技术介绍

1、采用环线式气体流量标准装置是气体流量检定校准测试装置的技术发展趋势，包括环线式单相气体流量装置以及环线式多相流测试装置，相比传统的气体流标准装置具有测量压力范围宽、介质条件稳定等优点。环线式气体流量标准装置采用离心风机或压缩机为气体提供循环动力，驱动气体在封闭的环形管道中循环流动，由于离心风机或压缩机对气体做功导致离心风机或压缩机出口气体温度显著升高，需要压缩机的气体温升进行冷却控制。

2、目前常用的环道气体温度控制方法采用水冷却的方式对压缩机出口的气体进行降温冷却，通过pid控制方法对冷却水量的调节变化实现对气体温度的控制，但是由于pid控制方法的本质是基于偏差的控制，即当检测到的气体温度与目前温度的偏差时，再调节相应的冷却水量对温度进行控制，在控制方法上存在滞后、超调以及震荡的情况，难以实现气体温度的精确控制。同时，由于环线式气体流量标准装置需要实现快速的在不同气体压力(气体密度)，不同气体流量下进行流量测试，压缩机功率变化范围相当的宽泛，此外不同的测试设备、不同的环境温度调节，都会对环线装置中气体的温度造成影响，传统的pid温度控制方法难以满足环线式流量标准装置大范围工况的调节需要，采用pid温度控制策略的环线式气体流量标准装置在实际运行过程中，在气体温度控制方面往往出现温度稳定时间过长，测试工况调节后，温度波动等情况，影响了环线式气体标准装置的准确度，同时也极大的影响了环线式气体标准装置的运行效率。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种环道式气体流量测试装置的温度控制系统及方法，解决了现有技术中温度调节存在滞后、超调以及震荡的问题。

2、本专利技术通过下述技术方案实现：

3、第一方面，本申请提供了一种环道式气体流量测试装置的温度控制系统，包括离心风机、第一调节模块、第二调节模块、第三调节模块、第四调节模块、第五调节模块、第一测量模块、第二测量模块、第三测量模块、第四测量模块以及气体混合单元；

4、所述离心风机用于传输气体，且所述离心风机通过升温通道或降温通道连接至气体混合单元；所述第五调节模块设置于升温通道上，且所述第五调节模块用于控制升温通道的通断；所述降温通道包括一条主降温通道以及三条子降温通道，所述离心风机通过主降温通道连通至三条子降温通道，且所述三条子降温通道均连通至气体混合单元；所述第一调节模块以及第一测量模块顺次设置于主降温通道上，所述第一调节模块用于控制主降温通道的通断，并将离心风机输入主降温通道中的气体进行一次降温，所述第一测量模块用于测量第一调节模块输出的气体对应的压力、流量及温度；所述第二调节模块设置于第一子降温通道上，所述第二调节模块用于控制第一子降温通道的开断；所述第三调节模块以及第二测量模块顺次设置于第二子降温通道上，所述第三调节模块用于控制第二子降温通道的通断，并将主降温通道输入第二子降温通道中的气体进行二次降温，所述第二测量模块用于测量第三调节模块输出的气体对应的压力、流量及温度；所述第四调节模块以及第三测量模块顺次设置于第三子降温通道上，所述第四调节模块用于控制第三子降温通道的通断，并将主降温通道输入第三子降温通道中的气体进行二次降温，所述第三测量模块用于测量第四调节模块输出的气体对应的压力、流量及温度；所述第四测量模块设置于气体混合单元的输出端上，以测量气体混合单元输出气体的压力和温度，所述第四测量模块连通至环道的输入端，所述环道的输出端连通至离心风机的输入端。

5、在一种可能的实施方式中，所述第一调节模块包括顺次设置于主降温通道上的第二分流调节阀以及风冷散热单元，所述第二分流调节阀的一端与所述离心风机的一端连通，所述第二分流调节阀的另一端连通至风冷散热单元的输入端，所述风冷散热单元的输出端连通至第一测量模块；所述第二分流调节阀用于控制主降温通道的通断，所述风冷散热单元用于对离心风机输入主降温通道中的气体进行一次降温。

6、在一种可能的实施方式中，所述第一测量模块包括顺次设置于主降温通道上的第一流量测量单元、第一压力测量单元以及第一温度测量单元，所述第一流量测量单元的输入端连通至所述风冷散热单元的输出端，所述第一流量测量单元的输出端上设置有第一压力测量单元以及第一温度测量单元，且所述第一流量测量单元的输出端分别连通至三条子降温通道中，从而连通至第二调节模块、第三调节模块以及第四调节模块中；所述第一流量测量单元、第一压力测量单元以及第一温度测量单元分别用于测量主降温通道中气体的流量、压力以及温度。

7、在一种可能的实施方式中，所述第二调节模块包括设置于第一子降温通道上的第三分流调节阀，所述第三分流调节阀的一端与第一流量测量单元的输出端连通，所述第三分流调节阀的另一端连通至气体混合单元中，所述第三分流调节阀用于控制第一子降温通道的通断。

8、在一种可能的实施方式中，所述第三调节模块包括顺次设置于第二子降温通道上的第四分流调节阀以及水冷热交换单元，所述第四分流调节阀的一端与第一流量测量单元的输出端连通，所述第四分流调节阀的另一端与水冷热交换单元的输入端连接，所述水冷热交换单元的输出端连通至第二测量模块中，所述第四分流调节阀用于控制第二子降温通道的通断，所述水冷热交换单元用于将主降温通道输入第二子降温通道中的气体进行二次降温。

9、在一种可能的实施方式中，所述第二测量模块包括顺次设置于第二子降温通道上的第二流量测量单元、第二压力测量单元以及第二温度测量单元，所述第二流量测量单元的输入端连通至所述水冷热交换单元的输出端，所述第二流量测量单元的输出端上设置有第二压力测量单元以及第二温度测量单元，且所述第二流量测量单元的输出端连通至气体混合单元中；所述第二流量测量单元、第二压力测量单元以及第二温度测量单元分别用于测量第二子降温通道中气体的流量、压力以及温度。

10、在一种可能的实施方式中，所述第四调节模块包括顺次设置第三子降温通道上的第五分流调节阀以及液氮深冷热交换单元，所述第五分流调节阀的一端与第一流量测量单元的输出端连通，所述第五分流调节阀的另一端与液氮深冷热交换单元的输入端连接，所述液氮深冷热交换单元的输出端连通至第三测量模块中；所述第五分流调节阀用于控制第三子降温通道的通断，所述液氮深冷热交换单元用于将主降温通道输入第三子降温通道中的气体进行二次降温。

11、在一种可能的实施方式中，所述第三测量模块包括顺次设置第三子降温通道上的第三流量测量单元、第三压力测量单元以及第三温度测量单元，所述第三流量测量单元的输入端与液氮深冷热交换单元的输出端连通，所述第三流量测量单元的输出端上设置有第三压力测量单元以及第三温度测量单元，且所述第三流量测量单元的输出端连通至气体混合单元中；所述第三流量测量单元、第三压力测量单元以及第三温度测量单元分别用于测量第三子降温通道中的流量、压力以及温度。

12、在一种可能的实施方式中，所述第五调节模块包括设置于升本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种环道式气体流量测试装置的温度控制系统，其特征在于，包括离心风机、第一调节模块、第二调节模块、第三调节模块、第四调节模块、第五调节模块、第一测量模块、第二测量模块、第三测量模块、第四测量模块以及气体混合单元；

2.根据权利要求1所述的环道式气体流量测试装置的温度控制系统，其特征在于，所述第一调节模块包括顺次设置于主降温通道上的第二分流调节阀(3)以及风冷散热单元(4)，所述第二分流调节阀(3)的一端与所述离心风机(1)的一端连通，所述第二分流调节阀(3)的另一端连通至风冷散热单元(4)的输入端，所述风冷散热单元(4)的输出端连通至第一测量模块；所述第二分流调节阀(3)用于控制主降温通道的通断，所述风冷散热单元(4)用于对离心风机(1)输入主降温通道中的气体进行一次降温。

3.根据权利要求2所述的环道式气体流量测试装置的温度控制系统，其特征在于，所述第一测量模块包括顺次设置于主降温通道上的第一流量测量单元(5)、第一压力测量单元(6)以及第一温度测量单元(7)，所述第一流量测量单元(5)的输入端连通至所述风冷散热单元(4)的输出端，所述第一流量测量单元

4.根据权利要求3所述的环道式气体流量测试装置的温度控制系统，其特征在于，所述第二调节模块包括设置于第一子降温通道上的第三分流调节阀(8)，所述第三分流调节阀(8)的一端与第一流量测量单元(5)的输出端连通，所述第三分流调节阀(8)的另一端连通至气体混合单元(19)中，所述第三分流调节阀(8)用于控制第一子降温通道的通断。

5.根据权利要求4所述的环道式气体流量测试装置的温度控制系统，其特征在于，所述第三调节模块包括顺次设置于第二子降温通道上的第四分流调节阀(9)以及水冷热交换单元(11)，所述第四分流调节阀(9)的一端与第一流量测量单元(5)的输出端连通，所述第四分流调节阀(9)的另一端与水冷热交换单元(11)的输入端连接，所述水冷热交换单元(11)的输出端连通至第二测量模块中，所述第四分流调节阀(9)用于控制第二子降温通道的通断，所述水冷热交换单元(11)用于将主降温通道输入第二子降温通道中的气体进行二次降温。

6.根据权利要求5所述的环道式气体流量测试装置的温度控制系统，其特征在于，所述第二测量模块包括顺次设置于第二子降温通道上的第二流量测量单元(13)、第二压力测量单元(14)以及第二温度测量单元(15)，所述第二流量测量单元(13)的输入端连通至所述水冷热交换单元(11)的输出端，所述第二流量测量单元(13)的输出端上设置有第二压力测量单元(14)以及第二温度测量单元(15)，且所述第二流量测量单元(13)的输出端连通至气体混合单元(19)中；所述第二流量测量单元(13)、第二压力测量单元(14)以及第二温度测量单元(15)分别用于测量第二子降温通道中气体的流量、压力以及温度。

7.根据权利要求6所述的环道式气体流量测试装置的温度控制系统，其特征在于，所述第四调节模块包括顺次设置第三子降温通道上的第五分流调节阀(10)以及液氮深冷热交换单元(12)，所述第五分流调节阀(10)的一端与第一流量测量单元(5)的输出端连通，所述第五分流调节阀(10)的另一端与液氮深冷热交换单元(12)的输入端连接，所述液氮深冷热交换单元(12)的输出端连通至第三测量模块中；所述第五分流调节阀(10)用于控制第三子降温通道的通断，所述液氮深冷热交换单元(12)用于将主降温通道输入第三子降温通道中的气体进行二次降温。

8.根据权利要求7所述的环道式气体流量测试装置的温度控制系统，其特征在于，所述第三测量模块包括顺次设置第三子降温通道上的第三流量测量单元(16)、第三压力测量单元(17)以及第三温度测量单元(18)，所述第三流量测量单元(16)的输入端与液氮深冷热交换单元(12)的输出端连通，所述第三流量测量单元(16)的输出端上设置有第三压力测量单元(17)以及第三温度测量单元(18)，且所述第三流量测量单元(16)的输出端连通至气体混合单元(19)中；所述第三流量测量单元(16)、第三压力测量单元(17)以及第三温度测量单元(18)分别用于测量第三子降温通道中的流量、压力以及温度。

9.根据权利要求1所述的环道式气体流量测试装置的温度控制系统，其特征在于，所述第五调节模块包括...

【技术特征摘要】

3.根据权利要求2所述的环道式气体流量测试装置的温度控制系统，其特征在于，所述第一测量模块包括顺次设置于主降温通道上的第一流量测量单元(5)、第一压力测量单元(6)以及第一温度测量单元(7)，所述第一流量测量单元(5)的输入端连通至所述风冷散热单元(4)的输出端，所述第一流量测量单元(5)的输出端上设置有第一压力测量单元(6)以及第一温度测量单元(7)，且所述第一流量测量单元(5)的输出端分别连通至三条子降温通道中，从而连通至第二调节模块、第三调节模块以及第四调节模块中；所述第一流量测量单元(5)、第一压力测量单元(6)以及第一温度测量单元(7)分别用于测量主降温通道中气体的流量、压力以及温度。

【专利技术属性】
技术研发人员：张强，陈学锋，刘丁发，邱奕龙，
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：

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