專利名稱：亞音速—音速文丘里噴嘴的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種差壓式流量傳感器，尤其是涉及一種用于各種工況下(音速、亞音速及音速和亞音速之間)的天然氣、煤氣、蒸汽、空氣、氧氣等多種氣體在管道DN10mm-600mm范圍內流量的精確計量，同時也適用于水和其它液態流體的流量計量。
二背景技術：
目前文丘里噴嘴流量傳感器，只能在管道管徑＞Φ50mm規格以上時有相應國家標準，在管道管徑≤Φ50mm規格以下時無標準可依，另外在音速和亞音速之間即PA2/PA1＝0.75～UKP(臨界壓力比)這一空檔內的流量(臨界流)測量范圍受到限制。
三、實用新型內容本實用新型解決了上述三個(音速、亞音速及臨界流)范圍內隨工況變化自動精確修正測量偏差的問題，它適用于各種工況下的天然氣、煤氣、蒸汽、空氣、氧氣等多種氣體在管道管徑DN10mm-600mm范圍內流量在各種流速狀態下的精確計量，同時也適用于水和其它液態流體的計量本實用新型的技術方案是，設計一種亞音速—音速文丘里噴嘴，其特征是它由亞音速噴嘴和音速噴嘴組合構成，它的前部直管段1、中部曲面喉徑段2及后部擴散段3固定連接。
所述的喉徑段2音速部分PA2/PA1＝1~0.75，在PA2/PA1＝0.75~UKP(臨界壓力比)部分兩種噴嘴的幾何曲面圓滑過渡并連為一體結構。
與現有技術相比，本實用新型具有的優點和效果如下本實用新型是由亞音速和音速噴嘴組合構成，包括前部直管段(1)、中部曲面喉徑段(2)及后部擴散段(3)加工后焊接組成。在音速部分的設計技術標準，符合國際標準ISO9300的規定；在PA2/PA1＝1~0.75范圍的亞音速部分，設計技術標準符合國際標準ISO5167的規定。而在PA2/PA1＝0.75~UKP(臨界壓力比)音速-亞音速文丘里流量傳感器將上述兩部分用一段幾何曲線銜接起來，并融為一體，從而擴大了流量的測量范圍。如何讓兩部分銜接起來并融為一體，擴大流量測量范圍，是該傳感器的創新點。因此它具有如下特點1、具有完善的壓力和溫度補償功能，在工作壓力和溫度變化幅度大的情況下使用，可確保測量精度；2、在超臨界及亞臨界流動狀態下均能精確測量氣體流量；3、在其工作量程比可達1∶30～1∶80；a)在相同工作狀態下，與孔板、噴嘴等其它節流裝置相比，壓力損失小；b)具有精度高、復現性好、性能穩定、使用方便、壽命長、適應范圍廣等優點。
四
附圖1BYWZJ型亞音速—音速文丘里流量傳感器結構簡圖附圖2文丘里噴嘴原理示意圖附圖3文丘里噴嘴喉部的流速特性曲線附圖4流量傳感器在某一溫度時的流量特性曲線附圖5流量傳感器壓力損失特性曲線。
五具體實施方式
附圖1為的結構簡圖，參見附圖，包括它可以由前部直管段、中部曲面喉徑段及后部擴散段加工后焊接組成。
附圖2是文丘里原理示意圖圖中I-II段為文丘里噴嘴II—III段為擴壓器 D—管徑PA1—噴嘴前的氣體絕對壓力T1—噴嘴前的氣體絕對溫度d—噴嘴喉部直徑 PA2—噴嘴喉部氣流的絕對壓力附圖3是文丘里噴嘴喉部的流速特性曲線。
當氣流從前直管流經流量傳感器時，流速將在文丘里噴嘴處局部收縮，從而使流速增加，靜壓力降低，在噴嘴前后便產生了壓力差ΔP＝PA1-PA2，這時PA2/PA1＜1。當PA2/A1之值由1變化到臨界壓力比UKP(在常溫常壓下，空氣為0.528，天然氣為0.546)時，噴嘴喉部氣流的速度便由零逐漸增大到最大值—音速，當壓力比PA2/PA1≤UKP時，噴嘴喉部氣流速度便保持音速不變。亞音速—音速文丘里流量傳感器就是依據這一規律設計的。
附圖4是流量傳感器在某一溫度時的流量特性曲線。據圖示特性曲線可知1、在超臨界流動狀態下，當壓力PA1保持不變時，流量保持不變；當壓力PA1增大或減小時，流量值也相應增大或減小。
2、在亞臨界流動狀態下，當壓力PA1保持不變時，流量值隨壓力比(PA2/PA1)的增大而減小。
附圖5是傳感器的壓力損失特性曲線。由曲線可知當壓力比PA2/PA1減小時，(即噴嘴喉部流速增大時)，流過本傳感器的氣流壓力損失則相應增大。當壓力比PA2/PA1達到臨界壓力比UKP時，流體壓力損失δP≈9％(＜10％)。在超臨界狀態下，壓力比PA2/PA1減小，流量雖保持不變，但壓力損失δP仍繼續增大。
本實用新型是根據以上原理和變化特性，在文丘里噴嘴的基礎上研制出的一種新型流量傳感器。其工作原理與其它差壓式流量計的工作原理相同。流體通過該噴嘴時所產生的差壓值，由從距噴嘴前段1D處，和從喉部段適當位置接出的正、負壓取壓管采集壓力訊號接至差壓變送器而測得。但是，當D＝10~25mm，ReD≥4×104，以及當D＝25～50mm，ReD≥4×104，而又要求壓損很小時，本實用新型是一種可供選擇的流量傳感器。
權利要求1.亞音速—音速文丘里噴嘴，其特征是它由亞音速噴嘴和音速噴嘴組合構成，它的前部直管段1、中部曲面喉徑段2及后部擴散段3固定連接。
2.根據權利要求1所述的亞音速—音速文丘里噴嘴，其特征是所述的喉徑段2音速部分PA2/PA1＝1~0.75，在PA2/PA1＝0.75~UKP(臨界壓力比)部分兩種噴嘴的幾何曲面圓滑過渡并連為一體結構。
專利摘要本實用新型涉及一種差壓式流量傳感器，特別是涉及亞音速—音速文丘里噴嘴，其特征是它由亞音速噴嘴和音速噴嘴組合構成，它的前部直管段1、中部曲面喉徑段2及后部擴散段3固定連接。所述的喉徑段2音速部分P
文檔編號G01F1/44GK2689183SQ0326266
公開日2005年3月30日 申請日期2003年8月25日 優先權日2003年8月25日
發明者劉建華, 江壽南, 劉毅 申請人:劉建華, 江壽南, 劉毅