流量计现场校准检验系统技术方案

一种流量计现场校准检验系统，包括：管或其他导管、气体源、以及计算装置。管具有相对流量传感器设置的端部，并与气体源相通。管和气体源将校准气体以可重复的质量流量注入所述管中。在校准操作过程中，导管将至少一部分的校准气体引导至流量传感器上。所述计算装置用于基于从流量传感器获得的测量值来计算校准气体的估算流速。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种校准系统，更具体而言，涉及一种流量计现场校准检验系统。
技术介绍
在商业及工业测量市场上，通常选择热散逸流量计用于流量测量装置。用于这样的仪表的典型的传感元件是电阻式温度检测器(RTD)，该检测器的电阻与该元件本身的温度相关。典型的传感器采用至少两个RTD元件。其中一个RTD元件用作参考元件，并且正常情况下不加热。第二个RTD用作加热的主动元件。在使用当中，加热RTD元件上的流量的作用可用于对被监测管道或导管中的物质的流速进行测量。在热散逸工业中，通常使用两种方法来确定导管中的流量。一种技术是保持参考RTD与主动RTD之间的恒定温差。该方法中，由于流动介质的物理特性引起主动RTD散热，因此要测量将主动RTD保持在高于参考RTD的常温所需要的电压或电流。在另一方法中，在由恒定电流热源或恒定功率热源加热主动RTD的同时，要测量主动RTD与参考RTD之间的电压差。在该测量过程中，类似于另一方法的情况，主动RTD由于流动介质的物理特性而损失热量。影响常规流量计精度的一个因素是流动介质的物理成分的恒定性。在很多应用中，流动介质保持大致相同的成分，在这些情况下，常规流量计可提供足够精确的流速测量值。然而，在例如火炬气以及其他可变的混合气体合成物的情况下，介质的物理成分一直在变化，严重影响了精确的流速的获得。流量计需要周期性地校准，以检验该流量计精度是否处于某个可容许的范围内。现有校准技术要求将流量计从其安装位置上取下来。取下之后，通常将该流量计交回给制造商或具有用于该流量计正确校准的专门设备的其他机构。这个过程昂贵并耗费时间。
技术实现思路
本专利技术的第一个目的通过一种校准系统实现，该校准系统包括:导管，其包括相对于流量传感器设置的第一端部；气体源，用于将校准气体以可重复的质量流量引入所述导管中，所述导管将至少一部分的所述校准气体引导至所述流量传感器上；以及计算装置，用于基于从所述流量传感器获得的测量值来确定所述校准气体的估算流速。管和气体源将校准气体以可重复的质量流量注入管中。在校准工作过程中，导管将至少一部分的校准气体引导至流量传感器上。计算装置用于基于从所述流量传感器获得的测量值来计算校准气体的估算流速。根据本专利技术提出，校准系统还包括:外壳，其可连接至可包含有流动气体介质的结构；以及其中所述外壳大小设计为可滑动地容纳其上连接有所述流量传感器的探测器，所述导管允许所述流量传感器在流速测量过程中伸入所述流动气体介质内，允许所述流量传感器在校准过程中被收回至所述外壳中。根据本专利技术进一步提出，所述流量传感器包括一体化的以分时方式工作的主动/参考传感器元件，所述一体化的主动/参考传感器元件在预定时期内是加热的主动传感器，所述一体化的主动/参考传感器元件在被允许冷却之后，用作基本上不加热的参考传感器。优选的是，所述流量传感器包括与单独的加热器元件一起工作的主动传感器元件，以及参考传感器元件。进一步优选的是，所述流量传感器包括主动传感器元件和参考传感器元件。有利的是，所述导管的所述第一端部位于可使得仅将所述校准气体引导至所述主动传感器元件上的位置。可选的是，所述导管的所述第一端部位于可使得将所述校准气体同时引导至所述主动传感器元件和所述参考传感器元件上的位置。进一步可选的是，所述导管包括第二端部，其中所述导管的所述第一端部位于将所述校准气体引导至所述主动传感器元件上的位置，以及其中所述导管的所述第二端部位于将所述校准气体引导至所述参考传感器元件上的位置。根据本专利技术提出，所述流量传感器包括热散逸传感器。此外，所述流量传感器包括热线风速仪。有利的是，流量传感器是从包括热散逸传感器、热线风速仪、多普勒传感器、以及涡街流量计的组中选择的一种传感器。根据本专利技术进一步提出，导管的所述第一端部是圆锥形。根据本专利技术提出，所述导管的所述第一端部包括限定于所述导管的至少一部分内的多个孔。根据本专利技术进一步提出，所述导管的至少一部分被包含于探测器内，所述探测器具有连接至其上的所述流量传感器。根据本专利技术进一步提出，所述导管外置于探测器的外侧，所述探测器具有连接至其上的所述流量传感器。本专利技术的另一个目的通过一种校准方法实现，该校准方法包括:将校准气体引入相对于流量传感器设置的校准气体管中；将所述校准气体以可重复的质量流量引导至所述流量传感器上；获取来自于所述流量传感器的输出；以及基于来自于所述流量传感器的所述输出来确定所述校准气体的估算流速。根据本专利技术提出，根据本专利技术的方法还包括基于所述校准气体的所述估算流速和所述校准气体的已知流速来计算流速误差。根据本专利技术进一步提出，在计算了所述流速误差之后，所述方法还包括:将所述流量传感器引入包含有流动气体介质的导管中；以及通过测量从所述流量传感器获得的输出以及补偿所述流速误差来确定所述流动气体介质的实际流速。优选的是，根据本专利技术的方法还包括:将校准气体以多种不同的质量流速引导至所述流量传感器上；从所述流量传感器获取在所述多种不同的质量流速中的每种流速下的输出；以及基于来自于所述流量传感器的所述多个输出来确定所述校准气体的多个估算流速。优选的是,所述方法是自动地启动。本专利技术的另一个目的通过一种校准系统实现，该校准系统包括:导管，其包括相对于补偿气体特性传感器设置的端部，所述补偿气体特性传感器安装于探测器的非流动室内；气体源，用于将校准气体引入所述导管中，所述导管将至少一部分的所述校准气体引导至所述气体特性传感器上；以及计算装置，用于基于从所述气体特性传感器获得的测量值来确定所述校准气体的热传递。本专利技术的又一目的通过一种校准系统实现，该校准系统包括:用于将校准气体引入相对于流量传感器设置的校准气体管中的装置；用于将所述校准气体以可重复的质量流量引导至所述流量传感器上的装置；用于获取来自于所述流量传感器的输出的装置；以及用于基于来自于所述流量传感器的所述输出来确定所述校准气体的估算流速的装置。本专利技术的最后一个目的通过一种用于在导管中的流动介质的流量计，包括:探测器，适合于伸入到在所述导管中流动的所述介质中；流量传感器，其与所述探测器接触，并适合于提供与所述介质的流速相关的输出信号；管，其包括相对于所述流量传感器设置的第一端部；气体源，用于将校准气体以可重复的质量流量引入所述管中，所述管将至少一部分的所述校准气体引导至所述流量传感器上；以及计算装置，其用于当所述流量计以流动气体介质工作模式工作时确定所述介质的流速，其中，所述计算装置当所述流量计以校准模式工作时，还基于从所述流量传感器获得的测量值来确定所述校准气体的估算流速。附图说明 以下结合附图详细描述优选实施例，本专利技术的上述和其它的目的、特点以及其它优点得到更好的理解，其中:图1是根据本专利技术的一个实施例的包含流量及气体特性传感器的流量计探测器的侧视图；图2示出了在导管内的图1的流量计探测器的典型实施例；图3是示出了根据本专利技术的一个实施例在图1的流量计探测器的中间井(mid-well)部分中包含的各种部件的更详细的装配放大剖视图；图4是示出了图1的流量计探测器的热流量传感器部分的更详细的剖视图；图5是示出了可耦合至流量传感器及气体特性传感器的基本电路部件的简化实施例方框图；图6是示出了 △ R与流量传感器及气体特性传感器的相应输出之间的关系的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种校准系统，包括：导管，其包括相对于流量传感器设置的第一端部；气体源，用于将校准气体以可重复的质量流量引入所述导管中，所述导管将至少一部分的所述校准气体引导至所述流量传感器上；以及计算装置，用于基于从所述流量传感器获得的测量值来确定所述校准气体的估算流速。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：埃里克·J·威布尔，
申请(专利权)人：流体元件国际公司，
类型：发明
国别省市：