一種基于變頻器的流量測量裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種基于變頻器的流量測量裝置，包括風(fēng)機(jī)/水泵，所述風(fēng)機(jī)/水泵上裝有變頻器，所述變頻器可對風(fēng)機(jī)/水泵進(jìn)行變頻驅(qū)動控制并且反饋風(fēng)機(jī)/水泵的功率和轉(zhuǎn)速信號，還包括與變頻器連接的流量計(jì)處理器，所述流量計(jì)處理器內(nèi)置風(fēng)機(jī)/水泵曲線數(shù)據(jù)庫，所述流量計(jì)處理器根據(jù)接收的功率和轉(zhuǎn)速信號與所述曲線數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比較計(jì)算，輸出流量及風(fēng)機(jī)/水泵運(yùn)行效率至流量表。本實(shí)用新型不僅可使膠管氣密測試工作輕便，測量精度高、測量范圍廣。
【專利說明】
一種基于變頻器的流量測量裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及流量測量裝置，具體說是一種基于變頻器的流量測量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]水栗和風(fēng)機(jī)大多用于流體控制行業(yè)，隨著化工行業(yè)的興起，使得流體的計(jì)量與控制顯得日益重要。流量計(jì)量廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、國防建設(shè)、科學(xué)研究對外貿(mào)易以及人民生活各個領(lǐng)域之中。在石油工業(yè)生產(chǎn)中，從石油的開采、運(yùn)輸、煉冶加工直至貿(mào)易銷售，流量計(jì)量貫穿于全過程中，任何一個環(huán)節(jié)都離不開流量計(jì)量，否則將無法保證石油工業(yè)的正常生產(chǎn)和貿(mào)易交往。在化工行業(yè)，流量計(jì)量不準(zhǔn)確會造成化學(xué)成分分配比失調(diào)，無法保證產(chǎn)品質(zhì)量，嚴(yán)重的還會發(fā)生生產(chǎn)安全事故。在電力工業(yè)生產(chǎn)中，對液體、氣體、蒸汽等介質(zhì)流量的測量和調(diào)節(jié)占有重要地位。流量計(jì)量的準(zhǔn)確與否不僅對保證發(fā)電廠在最佳參數(shù)下運(yùn)行具有很大的經(jīng)濟(jì)意義，而且隨著高溫高壓大容量機(jī)組的發(fā)展，流量測量已成為保證發(fā)電廠安全運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)。如大容量鍋爐瞬時給水流量中斷或減少，都可能造成嚴(yán)重的干鍋或爆管事故。這就要求流量測量裝置不但應(yīng)做到準(zhǔn)確計(jì)量，而且要及時地發(fā)出報警信號。在鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)中，煉鋼過程中循環(huán)水和氧氣(或空氣)的流量測量是保證產(chǎn)品質(zhì)量的重要參數(shù)之一。在輕工業(yè)、食品、紡織等行業(yè)中，也都離不開流量計(jì)量;而且由于化工流體的強(qiáng)腐蝕性使得各種流量檢測裝置的精度下降甚至損壞。為了保證流體流量的精確控制，企業(yè)不得不定期更換價格不菲的流量檢測裝置，這無形給化工企業(yè)帶來生產(chǎn)效率不高、產(chǎn)品成本增加、企業(yè)資金大量流失等一系列難題。
[0003]傳統(tǒng)差壓式流量計(jì)由一次裝置和二次裝置組成。一次裝置稱流量測量元件，它安裝在被測流體的管道中，產(chǎn)生與流量(流速)成比例的壓力差，供二次裝置進(jìn)行流量顯示。二次裝置稱顯示儀表。它接收測量元件產(chǎn)生的差壓信號，并將其轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的流量進(jìn)行顯示。差壓流量計(jì)的一次裝置常為節(jié)流裝置或動壓測定裝置(皮托管、均速管等)。二次裝置為各種機(jī)械式、電子式、組合式差壓計(jì)配以流量顯示儀表。差壓計(jì)的差壓敏感元件多為彈性元件。由于差壓和流量呈平方根關(guān)系，故流量顯示儀表都配有開平方裝置，以使流量刻度線性化。這種利用差壓測量流量的方法歷史悠久，比較成熟，世界各國一般都用在比較重要的場合，約占各種流量測量方式的70%。發(fā)電廠主蒸汽、給水、凝結(jié)水等的流量測量都采用這種表計(jì)。然而此類流量計(jì)存在測量精度普遍偏低、范圍度窄(一般僅3:1-4:1)的缺點(diǎn)。尤其是隨著變頻技術(shù)的發(fā)展，變頻器已廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，變頻技術(shù)能夠改善目前的水栗流量控制，實(shí)現(xiàn)電機(jī)變速運(yùn)轉(zhuǎn)以有效降低電機(jī)能耗;變水量及變風(fēng)量系統(tǒng)越來越普遍，在此類系統(tǒng)中，流量變化范圍大(30%?100%)，而且有一定測量精度要求，此類流量計(jì)的應(yīng)用受到了極大的限制。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]針對上述問題，本實(shí)用新型提供一種工作輕便，測量精度高、測量范圍廣的基于變頻器的流量測量裝置。
[0005]本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為:一種基于變頻器的流量測量裝置，包括風(fēng)機(jī)/水栗，所述風(fēng)機(jī)/水栗上裝有變頻器，所述變頻器可對風(fēng)機(jī)/水栗進(jìn)行變頻驅(qū)動控制并且反饋風(fēng)機(jī)/水栗的功率和轉(zhuǎn)速信號，還包括與變頻器連接的流量計(jì)處理器，所述流量計(jì)處理器內(nèi)置風(fēng)機(jī)/水栗曲線數(shù)據(jù)庫，所述流量計(jì)處理器根據(jù)接收的功率和轉(zhuǎn)速信號與所述曲線數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比較計(jì)算，輸出流量及風(fēng)機(jī)/水栗運(yùn)行效率至流量表。所述實(shí)用新型采用變頻器對所述風(fēng)機(jī)/水栗進(jìn)行變頻驅(qū)動控制，有利于風(fēng)機(jī)/水栗的變頻調(diào)速，降低了啟動電流，避免了風(fēng)機(jī)/水栗啟動時對電網(wǎng)的沖擊，從而延長栗和閥門等東西的實(shí)用壽命；同時從變頻器引進(jìn)風(fēng)機(jī)/水栗運(yùn)行功率及轉(zhuǎn)速的參數(shù)，使得流量計(jì)的直接輸入?yún)?shù)從現(xiàn)有技術(shù)中的一個壓差變成兩個，即為速度和功率，從而大大提高了流量計(jì)的測量精度，擴(kuò)大了流量計(jì)的測量范圍，使到流量計(jì)能滿足變風(fēng)量/變水量系統(tǒng)的運(yùn)用要求。同時，有別于傳統(tǒng)差壓流量計(jì)將壓差計(jì)安裝在某一段水平管道上，此流量計(jì)不需要壓差計(jì)，從而沒有對管道形成干擾，提高了測量的相對誤差精度，所述實(shí)用新型自動調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)/水栗的轉(zhuǎn)速和功率，實(shí)現(xiàn)了完全自動化，無需人工干預(yù)，節(jié)省人力，工作輕便、性能良好，達(dá)到了高效率的目的。
[0006]作為優(yōu)選，所述變頻器通過傳感器采集的水壓、流量信息對風(fēng)機(jī)/水栗進(jìn)行變頻驅(qū)動控制，所述實(shí)用新型設(shè)置傳感器，可以將風(fēng)機(jī)/水栗的被測量的流量等按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成為電信號輸出給變頻器，變頻器通過此電信號對風(fēng)機(jī)/水栗進(jìn)行變頻驅(qū)動控制。
[0007]作為優(yōu)選，所述功率和轉(zhuǎn)速均以4_20mA信號送至流量計(jì)處理器，此電流傳輸信號能最好的實(shí)現(xiàn)所述流量測量裝置的測量。
[0008]作為優(yōu)選，所述所述變頻器的輸出電纜上設(shè)有電纜套，變頻器本身有較強(qiáng)的電磁干擾，會干擾一些設(shè)備的工作，因此所設(shè)置的電纜套可以起到隔離電磁干擾的作用。
[0009]作為優(yōu)選，所述變頻器的控制線距離動力電纜不少于100mm，變頻器本身有較強(qiáng)的電磁干擾，會干擾一些設(shè)備的工作，因此此距離的設(shè)置有利于防止電磁干擾。
[0010]作為優(yōu)選，所述流量測量裝置還包括與流量表連接的報警裝置。所述報警裝置的設(shè)置有利于當(dāng)流量低于警戒線或者高于警戒線時，起到報警警示的作用，可及時切斷電源，防止燒壞所述測量裝置。
【附圖說明】
[0011 ]圖1是本實(shí)用新型一種優(yōu)選方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面將結(jié)合圖1詳細(xì)說明本實(shí)用新型，在此本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例以及說明用來解釋本實(shí)用新型，但并不作為對本實(shí)用新型的限定。
[0013]—種基于變頻器的流量測量裝置，包括風(fēng)機(jī)/水栗I，所述風(fēng)機(jī)/水栗上裝有變頻器2，所述變頻器可對風(fēng)機(jī)/水栗進(jìn)行變頻驅(qū)動控制并且反饋風(fēng)機(jī)/水栗的功率5和轉(zhuǎn)速6信號，還包括與變頻器連接的流量計(jì)處理器3，所述流量計(jì)處理器內(nèi)置風(fēng)機(jī)/水栗曲線數(shù)據(jù)庫，所述流量計(jì)處理器根據(jù)接收的功率和轉(zhuǎn)速信號與所述曲線數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比較計(jì)算，輸出流量及風(fēng)機(jī)/水栗運(yùn)行效率至流量表4。所述實(shí)用新型采用變頻器對風(fēng)機(jī)/水栗進(jìn)行變頻調(diào)速，使其啟動電流限制在而定電流以內(nèi)，啟動平穩(wěn)，從而避免了啟動時對電網(wǎng)的沖擊；由于風(fēng)機(jī)/水栗的平均轉(zhuǎn)速降低了，從而可以延長所述裝置的使用壽命;可以消除啟動和停機(jī)時的水錘效應(yīng);其穩(wěn)定安全的運(yùn)行性能、簡單方便的操作方式、以及齊全周到的功能，使所述流量測量裝置實(shí)現(xiàn)了自動化、節(jié)省人力、達(dá)到了高效率的運(yùn)行目的。同時，通過從變頻器引進(jìn)風(fēng)機(jī)/水栗運(yùn)行功率及轉(zhuǎn)速的參數(shù)，使得流量表的直接輸入?yún)?shù)從現(xiàn)有技術(shù)的一個壓差變成兩個，即變?yōu)檗D(zhuǎn)速和功率，從而大大提高了流量計(jì)的測量精度，從傳統(tǒng)差壓計(jì)測量會出現(xiàn)20%的誤差縮減到目前的5%以內(nèi)誤差，也擴(kuò)大了流量計(jì)的測量范圍，傳統(tǒng)差壓機(jī)可以測量到容器內(nèi)1/4?1/3的范圍，而此實(shí)用新型將測量范圍擴(kuò)大到了30%?100%，使得流量測量裝置能滿足變風(fēng)量/變水量系統(tǒng)的運(yùn)用要求。并且，有別于傳統(tǒng)差壓流量計(jì)將壓差計(jì)安裝在某一段水平管道上，此流量計(jì)不需要壓差參數(shù)，從而避免對管道形成干擾，提高了測量的相對誤差精度及穩(wěn)定性。所述變頻器通過傳感器采集的水壓、流量信息對風(fēng)機(jī)/水栗進(jìn)行變頻驅(qū)動控制；所述功率和轉(zhuǎn)速均以4-20mA信號送至流量計(jì)處理器。
[0014]在實(shí)施過程中，所述流量表安裝在于所述風(fēng)機(jī)/水栗相連接的管道上，用于計(jì)量顯示所述管道中的水流量，水流量單位為立方米/小時。所述傳感器用于采集風(fēng)機(jī)/水栗的電壓、流量信息。在變頻器的安裝中，有一些問題是需要注意的，例如變頻器本身有較強(qiáng)的電磁干擾，會干擾一些設(shè)備的工作，因此，在所述變頻器的輸出電纜上設(shè)有電纜套；所述變頻器的控制線距離動力電纜不少于10mm等等；同時，所述流量測量裝置還設(shè)置有與流量表連接的報警裝置7.當(dāng)流量表的流量數(shù)值低于警戒線或者高于警戒線時，起到報警警示的作用，可提醒操作人員及時切斷電源，防止燒壞所述測量裝置。
[0015]所述實(shí)用新型的工作原理為:當(dāng)風(fēng)機(jī)/水栗啟動時，變頻器測量到風(fēng)機(jī)/水栗的功率、轉(zhuǎn)速，功率及轉(zhuǎn)速均以4-20mA信號發(fā)送到流量計(jì)處理器，流量計(jì)處理器根據(jù)信號及風(fēng)機(jī)/水栗型號和內(nèi)置曲線進(jìn)行計(jì)算，輸出流量及風(fēng)機(jī)/水栗運(yùn)行效率等數(shù)據(jù)至流量表。其涉及到一種基于性能曲線的流量計(jì)算方法，步驟為:
[0016]a、性能曲線的轉(zhuǎn)速、功率、流量、效率進(jìn)行無因次化；
[0017]b、求出性能曲線的二階多項(xiàng)式擬合參數(shù)；
[0018]c、將輸入轉(zhuǎn)速/功率進(jìn)行無因次化；
[0019]d、根據(jù)擬合參數(shù)及輸入?yún)?shù)計(jì)算流量、效率。
[0020]以上對本實(shí)用新型實(shí)施例所提供的技術(shù)方案進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個例對本實(shí)用新型實(shí)施例的原理以及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只適用于幫助理解本實(shí)用新型實(shí)施例的原理；同時，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例，在【具體實(shí)施方式】以及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本實(shí)用新型的限制。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于變頻器的流量測量裝置，包括風(fēng)機(jī)/水栗(I)，其特征在于:所述風(fēng)機(jī)/水栗(I)上裝有變頻器(2)，所述變頻器(2)可對風(fēng)機(jī)/水栗(I)進(jìn)行變頻驅(qū)動控制并且反饋風(fēng)機(jī)/水栗(I)的功率(5)和轉(zhuǎn)速(6)信號，還包括與變頻器(2)連接的流量計(jì)處理器(3)，所述流量計(jì)處理器(3)內(nèi)置風(fēng)機(jī)/水栗曲線數(shù)據(jù)庫，所述流量計(jì)處理器(3)根據(jù)接收的功率(5)和轉(zhuǎn)速(6)信號與所述曲線數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比較計(jì)算，輸出流量及風(fēng)機(jī)/水栗運(yùn)行效率至流量表(4)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于變頻器的流量測量裝置，其特征在于:所述變頻器(2)通過傳感器采集的水壓、流量信息對風(fēng)機(jī)/水栗(I)進(jìn)行變頻驅(qū)動控制。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述基于變頻器的流量測量裝置，其特征在于:所述功率(5)和轉(zhuǎn)速(6 )均以4-20mA信號送至流量計(jì)處理器。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述基于變頻器的流量測量裝置，其特征在于:所述變頻器(2)的輸出電纜上設(shè)有電纜套。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述基于變頻器的流量測量裝置，其特征在于:所述變頻器(2)的控制線距離動力電纜不少于100mm。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述基于變頻器的流量測量裝置，其特征在于:所述流量測量裝置還包括與流量表(4)連接的報警裝置(7)。
【文檔編號】G01F1/00GK205655869SQ201620150701
【公開日】2016年10月19日
【申請日】2016年2月29日 公開號201620150701.8, CN 201620150701, CN 205655869 U, CN 205655869U, CN-U-205655869, CN201620150701, CN201620150701.8, CN205655869 U, CN205655869U
【發(fā)明人】張虎
【申請人】張虎