【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于流量测量控制，特别涉及一种可调节式气体流量测控装置及方法。
技术介绍
1、差压流量测量在工业领域中有着广泛的应用，特别是在气体流量测量中。然而传统的差压流量测量装置只能实现流量测量，对于控制则需要另外加装比例阀等控制设备，这在一定程度上会导致管道内存在额外压损，导致流量测量精准度不高。
2、此外在实际应用场景下，需要一种可以实时测量流量，实时控制流量的测控一体装置，传统的压差测量装置无法同时兼顾精准测量和实时控制。
技术实现思路
1、专利技术目的：针对上述
技术介绍
中存在的问题，本专利技术提供了一种可调节式气体流量测控装置及方法，相比于传统差压式流量测量装置，不受管道压损影响，在结构更加简单的同时，可以获得更精准的测量效果。此外本专利技术还提供了详细的计算方法，可以实现气体流量的实时测量和控制。
2、技术方案：一种可调节式气体流量测控装置，包括依次连接的前端气路模块、比例阀测控模块和后端气路模块；所述比例阀测控模块包括一体成型的阀体部分和基座部分；所述阀体部分包括阀体外壳和内部的活动阀芯；所述基座部分连接前端气路模块和后端气路模块，且两端气路沿阀芯与基座上部的开口连通；通过阀芯活动可以改变开口高度；所述前端气路模块和后端气路模块分别设有用于测量压力的前端压力测量孔和后端压力测量孔。
3、进一步地，所述阀体部分包括电磁线圈、预紧弹簧、阀芯和阀体外壳；预紧弹簧分别连接阀芯和阀体外壳，为阀芯提供压紧力；沿所述阀芯外部缠绕有电磁线圈，通过外部
4、进一步地，所述基座部分横截面为“工”形，两侧分别连接前端自锁接头和后端自锁接头；基座两侧上端面分别通过前端连接口和后端连接口与阀体部分连通；阀芯下部设有突起部、与前端连接口配合。
5、进一步地，所述阀芯顶部开有凹槽，预紧弹簧设置于凹槽内。
6、进一步地，所述前端气路模块包括依次连通的气流输入孔、前端测量气道和前端接口；所述前端测量气道侧壁设有前端压力测量孔；所述前端接口通过前端自锁接头连接至比例阀测控模块。
7、进一步地，所述后端气路模块包括依次连通的后端测量气道和气流输出孔；后端测量气道侧壁设有后端压力测量孔；通过后端自锁接头分别连接比例阀测控模块和后端测量气道。
8、一种采用上述可调节式气体流量测控装置的测控方法，包括以下步骤：
9、步骤s1、基于阀芯受力平衡关系拟合开口高度和控制电流间的关系式；
10、步骤s2、基于差压式气体流量测量原理计算气体流量，最终获取后端管道流量q与控制电流、前后端压差间的关系。
11、进一步地，所述步骤s1中当开口高度为h时，阀芯力平衡公式如下：
12、；
13、；
14、；
15、其中代表弹簧预紧力，g代表阀芯重力、fi代表电磁力、ps代表流体静压；代表初始弹簧预紧力，代表弹簧初始位置，代表弹簧弹性系数；选型时由于，，舍弃g和ps，上式简化为：
16、；
17、其中电磁力，其中b代表磁感应强度、i代表电流强度，l代表线圈长度；因此：
18、。
19、进一步地，所述步骤s2中传统压差式流量测量公式如下：
20、；
21、其中k代表修正系数，代表后端气流密度，q代表后端流量、代表前后端气路压差；
22、采用标定方法获取k与h的关系，根据步骤s1中获取的，求出；
23、此外与后端压力p2的关系如下：
24、；
25、其中m代表气体的摩尔质量、r为气体常数、t代表温度；
26、综合上式可得：
27、。
28、本专利技术采用的技术方案与现有技术方案相比，具有以下有益效果：
29、本专利技术采用比例阀测控模块直接作为前后压差产生来源，相比于现有压差式气体流量测量装置，无需考虑另外设置压差孔造成管道压损过大的问题，结构更加简单的同时，确保了气体流量测量结果的精准，实现测控一体。
30、本专利技术提出了详细的测控方法，结合电磁比例阀工作原理和压差式流量测量原理给出了不同控制电流的情况下气体流量的测量方法，通过标定比例阀修正系数与开口高度的关系，进而获得控制电流与修正系数的关系，最终获取外接控制电流、压差值和最终流量间的数量关系。上述方法可以实现后端管道流量的实时计算和控制。
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1.一种可调节式气体流量测控装置，其特征在于，包括依次连接的前端气路模块、比例阀测控模块和后端气路模块；所述比例阀测控模块包括一体成型的阀体部分和基座部分；所述阀体部分包括阀体外壳和内部的活动阀芯；所述基座部分连接前端气路模块和后端气路模块，且两端气路沿阀芯与基座上部的开口连通；通过阀芯活动可以改变开口高度；所述前端气路模块和后端气路模块分别设有用于测量压力的前端压力测量孔和后端压力测量孔。
2.一种基于权利要求1所述的可调节式气体流量测控装置，其特征在于，所述阀体部分包括电磁线圈、预紧弹簧、阀芯和阀体外壳；预紧弹簧分别连接阀芯和阀体外壳，为阀芯提供压紧力；沿所述阀芯外部缠绕有电磁线圈，通过外部控制电流提供反向电磁力。
3.一种基于权利要求1所述的可调节式气体流量测控装置，其特征在于，所述基座部分横截面为“工”形，两侧分别连接前端自锁接头和后端自锁接头；基座两侧上端面分别通过前端连接口和后端连接口与阀体部分连通；阀芯下部设有突起部、与前端连接口配合。
4.一种基于权利要求1所述的可调节式气体流量测控装置，其特征在于，其特征在于，所述阀芯顶部开有
5.一种基于权利要求1所述的可调节式气体流量测控装置，其特征在于，其特征在于，所述前端气路模块包括依次连通的气流输入孔、前端测量气道和前端接口；所述前端测量气道侧壁设有前端压力测量孔；所述前端接口通过前端自锁接头连接至比例阀测控模块。
6.一种基于权利要求1所述的可调节式气体流量测控装置，其特征在于，其特征在于，所述后端气路模块包括依次连通的后端测量气道和气流输出孔；后端测量气道侧壁设有后端压力测量孔；通过后端自锁接头分别连接比例阀测控模块和后端测量气道。
7.根据权利要求1-6中任一项所述可调节式气体流量测控装置的测控方法，其特征在于，包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的一种可调节式气体流量测控装置的测控方法，其特征在于，所述步骤S1中当开口高度为h时，阀芯力平衡公式如下：
9.根据权利要求8所述的一种可调节式气体流量测控装置的测控方法，其特征在于，所述步骤S2中传统压差式流量测量公式如下：
...【技术特征摘要】
1.一种可调节式气体流量测控装置，其特征在于，包括依次连接的前端气路模块、比例阀测控模块和后端气路模块；所述比例阀测控模块包括一体成型的阀体部分和基座部分；所述阀体部分包括阀体外壳和内部的活动阀芯；所述基座部分连接前端气路模块和后端气路模块，且两端气路沿阀芯与基座上部的开口连通；通过阀芯活动可以改变开口高度；所述前端气路模块和后端气路模块分别设有用于测量压力的前端压力测量孔和后端压力测量孔。
2.一种基于权利要求1所述的可调节式气体流量测控装置，其特征在于，所述阀体部分包括电磁线圈、预紧弹簧、阀芯和阀体外壳；预紧弹簧分别连接阀芯和阀体外壳，为阀芯提供压紧力；沿所述阀芯外部缠绕有电磁线圈，通过外部控制电流提供反向电磁力。
3.一种基于权利要求1所述的可调节式气体流量测控装置，其特征在于，所述基座部分横截面为“工”形，两侧分别连接前端自锁接头和后端自锁接头；基座两侧上端面分别通过前端连接口和后端连接口与阀体部分连通；阀芯下部设有突起部、与前端连接口配合。
4.一种基于权利要求1所述的可调节式气体流量测...
【专利技术属性】
技术研发人员：李波，吴侠儒，
申请(专利权)人：苏芯物联技术南京有限公司，
类型：发明
国别省市：
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