CN205861169U - 一种气溶胶采样器流量在线校准装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种气溶胶采样器流量在线校准装置，包括标准孔板流量计、软管及变径管，包括标准孔板流量计、软管及变径管；所述标准孔板流量计前端为进气口，后端与软管前端连接，所述软管后端与变径管的小端连接，所述变径管的大端与超大流量气溶胶采样器的进气口连接。本实用新型利用了符合国家标准(GB/T 2624.2‑2006)要求的孔板流量计进行计量传递，并配合温压补偿，可以方便地得到标况流量和工况流量。计量传递可靠，使用前不需要再进行标定，流量计易于维护。

Description

一种气溶胶采样器流量在线校准装置

技术领域

本实用新型属于计量传递方法，具体涉及超大流量气溶胶采样器流量校准。

背景技术

超大流量气溶胶采样器，用于空气中大量颗粒物的富集，24小时取样体积一般大于10000m³，是大气辐射监测的重要设备。流量测量的准确性是超大流量气溶胶采样器的重要技术指标，也是在使用和维护中面临的重要问题。超大流量气溶胶采样器一般体积较大，固定式安装，内部结构较为紧凑和复杂，其使用的流量计一般安装于取样滤材下游，管路较短，难以保证上游直管段的长度，无法满足国标(GB/T 2624-2006用安装在圆形截面管道中的差压装置测量满管流体流量)的要求，通常情况下使用与前端直管段一同标定的流量计。在日常的维护中，可以仅校准相关的传感器。但经过较长时间使用后，其节流元件也存在污染、变形等可能，因此仅校准传感器而不连同上游管路一同校准，并不能保证流量测量的准确性。如果对流量计进行完整的校准，则需要将流量计连同其前端管路拆下一同进行校准，操作难度大，周期长，而且拆装过程会改变管路安装的位置细节，影响流量测量的准确性。可见，对超大流量气溶胶采样器的流量校准最好采用现场在线校准方式进行。

目前国内外市场上用于气溶胶采样器校准的校准器较少,而且这类产品所能校准的流量范围大多都在60m³/h左右。文献(陈祯，李恺骅.一种新型微电脑大流量校准仪.陕西科技大学学报(自然科学版).2008,26(2):80-84)中提出 了一种适用流量范围42～135m³/h，使用孔板节流装置进行在线校准的方法。但该装置本身未按照国家标准要求设计，使用前需要事先标定，且不能用于流量为450～1000m³/h的超大流量气溶胶采样器。关于超大流量气溶胶采样器流量的现场在线校准方法，尚未见公开文献报道。

发明内容

本实用新型提出了一种超大流量气溶胶采样器流量在线校准的方法。该方法以符合国家标准(GB/T 2624.2-2006)的孔板流量计作为流量基准，通过管路连接孔板流量计和超大流量气溶胶采样器，以超大流量气溶胶采样器的采样泵作为抽气动力。该装置结构和操作简单，计量传递准确。

本实用新型的解决方案为：

本实用新型提供一种超大流量气溶胶采样器流量在线校准装置，其特殊之处在于：

包括标准孔板流量计、软管及变径管；所述标准孔板流量计前端为进气口，后端与软管前端连接，所述软管后端与变径管的小端连接，所述变径管的大端与超大流量气溶胶采样器的进气口连接。

以上为本实用新型的基本结构，基于该基本结构，本实用新型还做出以下优化限定：

本实用新型的标准孔板流量计包括前直管、后直管、孔板、差压计、第一绝压计、第二绝压计、可编程控制器及温度计；

所述前直管的前端为进气口，所述孔板位于前直管和后直管之间，所述后直管后端与软管连接；

所述差压计的测试口位于前直管；

所述第一绝压计的测试口位于后直管；

所述第二绝压计的测试口安装于变径管；

所述温度计位于后直管。

所述可编程控制器完成数据的采集和存储，并根据国家标准GB/T2624.2-2006中流量计算公式编制程序，实现流量的计算。

进一步的，本实用新型直管和后直管均为内径155mm的标准不锈钢管，其中前直管1长度为2400mm，后直管3长度为620mm；

所述差压计测试口距孔板2上游端面155mm；

所述绝压计距孔板2上游端面75mm；

所述温度计安装于后直管且距孔板上游端面520mm处；

所述孔板2的开孔直径为77mm。

再进一步的，本实用新型变径管与软管通过卡套连接；所述变径管的大端的开口尺寸与超大流量气溶胶采样器进气口相同，采用法兰结构，螺栓连接，橡胶圈密封。该结构的优点是：操作方便，密封可靠。

再进一步的，本实用新型的前直管均分为两段，两段直管通过法兰连接。

再进一步的，本实用新型的标准孔板流量计还包括设置在前直管的加固圈。

本实用新型的优点是：

1、本实用新型利用了符合国家标准(GB/T 2624.2-2006)要求的孔板流量计进行计量传递，并配合温压补偿，可以方便地得到标况流量和工况流量。计算过程依照国家标准中的方法进行，准确可靠。该方法简单易行，计量传递可靠，使用前不需要再进行标定，流量计易于维护。

2、本实用新型设计了标准孔板流量计由软管、变径管与超大流量气溶胶采 样器进气口相连，适合不同高度、不同进气口的超大流量气溶胶采样器，而且不需要重新标定，普适性好。

3、本实用新型可用于超大流量气溶胶流量的在线检测。

附图说明

图1所示为超大流量气溶胶采样器流量校准装置示意图。

其中附图标记为：1－前直管，2－孔板，3－后直管，4－标准孔板流量计，5－软管，6－变径管，7－超大流量气溶胶采样器，8－采样泵，Δp－差压计，p1－第一绝压计，T－温度计，p2－第二绝压计，PLC－可编程控制器。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型作进一步描述：

按照图1所示的连接关系，建立流量在线校准装置。超大流量气溶胶采样器流量在线校准装置，包括标准孔板流量计4、软管5及变径管6，标准孔板流量计4前端为进气口，后端与软管5前端连接，软管5后端与变径管6的小端连接，变径管6的大端与超大流量气溶胶采样器的进气口连接。标准孔板流量计包括前直管1、后直管3、孔板2、差压计Δp、第一绝压计p1、第一绝压计p2、可编程控制器及温度计；前直管1的前端为进气口，孔板2位于前直管1和后直管3之间，后直管3后端与软管5连接；差压计Δp的测试口位于前直管1；第一绝压计的测试口位于后直管；第二绝压计的测试口安装于变径管；温度计也位于后直管。可编程控制器完成数据的采集和存储，并根据国家标准GB/T 2624.2-2006中流量计算公式编制程序，实现流量的计算。

为便于运输，孔板2前直管切割为1200mm长的两段，法兰连接。在进气口后20mm处，焊接厚10mm的加固圈，防止进气口变形。使用时，标准孔板流量 计安装于支架上，距离地面500mm。差压计(Δp)测试口位于上游管路，

距孔板2上游端面155mm，差压计安装孔孔径Φ10mm，快插软管连接；第一绝压计(p1)测试口位于下游管路，距孔板2上游端面75mm，绝压计安装孔孔径Φ10mm，快插软管连接；温度计(T)安装于距孔板上游端面520mm处。孔板2开孔直径为77mm，节流孔厚度2.7mm。

测试开始，开启可编程控制器PLC，启动采样泵，超大流量气溶胶采样器开始工作，气流方向如图1所示，测试数据由PLC采集处理，给出标况流量，根据所测流量计算流量模型中的流量系数，进而对采样器流量模型中的流量系数进行修正。

进气口工况流量测试的计算公式为：

$Q_v=Q_s\frac{p_s}{p}$

式中，Q_v和Q_s分别为超大流量气溶胶采样器进气口工况流量和标况流量，m³/h；p_s为标况压力，101325Pa；p为采样器进气口压力，Pa。

流量计整体在陕西省计量院的标准气体装置上进行了验证，结果见表1。相对偏差小于1％，可以满足超大流量气溶胶采样器的在线校准要求。

表1孔板流量计验证结果

注：实验温度23℃。

前述过程为使用孔板流量计来校准的实现，按照本方法可实现使用其它标准流量计进行校准。本实用新型可用于超大流量气溶胶采样器的在线校准，也可比较容易地用于其它流量采样器的现场校准。

Claims (5)

1.一种气溶胶采样器流量在线校准装置，其特征在于：包括标准孔板流量计、软管及变径管；所述软管后端与变径管的小端连接，所述变径管的大端与超大流量气溶胶采样器的进气口连接；

所述标准孔板流量计包括前直管、后直管、孔板、差压计、第一绝压计、第二绝压计、可编程控制器及温度计；

所述前直管的前端为进气口，所述孔板位于前直管和后直管之间，所述后直管后端与软管连接；所述差压计的测试口位于前直管；所述第一绝压计的测试口位于后直管；所述第二绝压计的测试口安装于变径管；所述温度计位于后直管；所述可编程控制器完成数据的采集和存储，并根据国家标准GB/T2624.2-2006中流量计算公式编制程序，实现流量的计算。

2.根据权利要求1所述的气溶胶采样器流量在线校准装置，其特征在于：所述前直管和后直管均为内径155mm的标准不锈钢管，其中前直管长度为2400mm，后直管长度为620mm；所述差压计测试口距孔板上游端面155mm；所述第一绝压计安装于后直管，距孔板上游端面75mm；所述温度计安装于后直管且距孔板上游端面520mm处；所述孔板的开孔直径为77mm。

3.根据权利要求2所述的气溶胶采样器流量在线校准装置，其特征在于：所述变径管与软管通过卡套连接；所述变径管的大端的开口尺寸与超大流量气溶胶采样器进气口相同，采用法兰结构，螺栓连接，橡胶圈密封。

4.根据权利要求1或2或3所述的气溶胶采样器流量在线校准装置，其特征在于：所述前直管均分为两段，两段直管通过法兰连接。

5.根据权利要求4所述的气溶胶采样器流量在线校准装置，其特征在于：所述标准孔板流量计还包括设置在前直管的加固圈。