专利名称：：一种智能化差压式流量传感装置及其设计方法
技术领域：
：本发明属于エ业測量与控制领域，应用于气体、液体等流体的流量测量过程中，解决单ー差压测量装置使用过程的量程局限。
背景技术：
：如图I所示，为目前通用的流体流量測量方式，差压式流量传感器2以截流方式安装在充满流体的管线I上，当有流体通过时，在装置的上游侧与測量装置或下游侧之间产生ー个静差压，这个差压值与流体的瞬时流量具有对应关系，井随流体的速度变化而变化。由差压测量装置3测得实时差压量值，根据该差压的实测值和流量传感器的特性，以及装置使用时流体的温度、压カ等条件，通过部件4计算得到瞬时流量值。按照GB/T2624定义，质量流量与差压的关系式为权利要求1.一种智能化差压式流量传感装置，包括差压流量传感器(2)、差压信号转换装置(3)、测量结果积算模块(4)，其中差压流量传感器(2)安装在流体管路(I)上，依次与差压信号转换装置(3)、测量结果积算模块(4)连接，其特征在于测量结果积算模块(4)由模拟量转换、微处理器硬件模块和量程修正模块组成。2.一种智能化差压式流量传感装置的设计方法，其具体设计步骤如下步骤一在流体管路(I)上安装如权利要求I所述的智能化差压式流量传感装置，其中测量结果积算模块(4)的模拟量转换部分将差压信号转换装置(3)输送的模拟量电信号转换为微处理器硬件模块可接收的数字量信号，量程修正模块通过微处理器硬件模块完成流量测量修正函数的计算处理功能；步骤二流量计算修正分步骤I:取得差压流量传感器(2)原始测量范围外测量特性信息首先，对所要扩展的差压流量传感器(2)量程范围进行分段，在满足测量精度要求的前提下，选用尽可能少的标准流量测量装置(5)覆盖该扩展范围；其次，在流体管路(I)不同的流量范围内，将对应范围的标准流量测量装置(5)安装于流体管路(I)上，在流体管路(I)上增加阀门(6)控制管道流量，使用对应范围的标准流量测量装置(5)和差压流量传感器(2)记录比对同一时刻分别得到的流量测量值；最后，当流体管路(I)流量范围发生变化时，更换对应范围的标准流量测量装置(5)，完成全量程范围的比对测量，得到被测传感器原始测量范围外测量特性信息；分步骤2:引入修正函数根据分步骤I得到的被测传感器原始测量范围外测量特性信息，拟合计算得到补偿函数k(Ap)的表达式，当流体管路(I)流量瞬时值超过差压流量传感器(2)的既定量程范围时，流出系数C的变化超出了原来常量值所对应的误差范围，则流量计算公式由传统的计算公式CEpr-—f=-==e-ct4御P、Jl-,44变为引入流出系数C的修正函数的计算公式，公式如下=购)),——-s-d^ZApPi彳-#4其中，流出系数C、可膨胀性系数e、直径比P、流量传感器孔径d均以常量看待，Pl为流体在温度、压力动态变化条件下的密度修正值，Ap为差压测量值，由于函数k(Ap)是在预先设计的扩展量程范围内所作的修正结果，因此该修正函数与测量范围有一一对应关系，即当差压测量传感器(2)需要作不同扩展量程应用时，修正函数需重新设定。步骤三本发明涉及智能化差压式流量传感装置中的测量结果积算模块(4)的设计分步骤I:硬件部分，测量结果积算模块(4)硬件部分由通用芯片电路构成，以流量测量精度为依据，选用足够有效位数的数模转换模块；以满足测量数据处理速度为原则，选用微处理器有效位数、工作主频参数和内存规模，数模转换模块与微处理器之间按照常规的电路连接方式连接，再配置就地测量结果显示电路，或数据远传电路，构成流量测量修正模块的硬件电路；分步骤2:软件部分，分为三个运算模块设计第一个运算模块根据差压传感器(3)采样得到的差压值，根据上述步骤二的分步骤2得到的传统流量值的修正值，计算出当前对应的修正函数k(Ap)的瞬时值；第二个运算模块完成传统流量计算功能，得到传统流量值；第三个运算模块将第一、第二运算模块计算的结果相乘，得到修正后的流量测量值。第一、第二运算模块互为并行工作方式，二者与第三运算模块为串行工作方式。分步骤3:将上步完成的软件部分固化安装在分步骤I完成的硬件电路结构中，完成测量结果积算模块(4)的设计。3.如权利要求2所述的一种智能化差压式流量传感装置的设计方法，其特征在于步骤二下的分步骤I所述的取得差压流量传感器(2)原始测量范围外测量特性信息的方式为通过查找流出系数C表取得。4.如权利要求2所述的一种智能化差压式流量传感装置的设计方法，其特征在于步骤二下的分步骤2所述的拟合计算,采用tablecurve函数拟合工具软件完成。全文摘要一种智能化差压式流量传感装置及其设计方法。本发明属于工业测量与控制领域，应用于气体、液体等流体的流量测量过程中，解决单一差压测量装置使用过程的量程局限。本发明涉及的装置包括差压流量传感器2、差压信号转换装置3、测量结果积算模块4，其中差压流量传感器2安装在流体管路1上，依次与差压信号转换装置3、测量结果积算模块4连接，其测量结果积算模块4由模拟量转换、微处理器硬件模块和量程修正模块组成。可以在单一差压测量装置的条件下，不需增加差压测量单元，通过增加具有补偿功能的辅助计算模块的方法，解决量程限制问题，满足使用要求。在同样测量条件下可减少差压测量装置辅助测量硬件投入，降低设备成本，提高测量装置的适用性。文档编号G01F1/50GK102768049SQ20121023306公开日2012年11月7日申请日期2012年7月6日优先权日2012年7月6日发明者董锁利申请人:中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所