专利名称：能提供两种流场的大口径气体流量标准装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种能提供两种流场的大口径气体流量标准装置，用于对流量计 进行校对。
背景技术：
传统的大口径气体流量标准装置包括风源设备，该风源设备一般为风机或压缩 机，在风源设备出口端设置测量管、直管和被校表安装管，该测量管、直管和被校表安装管 的中心线在一条直线上，且测量管的进气口通过流动整直器与风源设的出气口相连，测量 管的出气口通过直管与被校表安装管进气口相连，在被校表安装管上可安装需要被校对的 流量计。同时，在所述测量管上装有标准测速仪，所述直管的长度与其内管径之比大于30。 所述标准装置的风源设备产生的气体漩涡较多、较大，紊流度大，且不是均勻流场(即气体 的轴向流速方向一致、大小相等)，该气体首先通过流动整直器，在流动整直器中形成气流， 并消除气流中的漩涡、降低紊流度，该气流通过测量管上的标准测速仪时，标准测速仪测量 出气流的流速，以便得到气流的标准流量；所述气流继续在所述直管内流动，并在直管的出 气口处形成充分发展流速分布的流场，被校准的流量计测出直管出气口处的流量值，我们 将该流量值与气流的标准流量进行比较，从而实现对流量计进行校准。如果气流通过标准 测速仪时不是均勻流场，这样就需要用很复杂的方法才能得到相对准确的气流标准流量。 目前一般有两种技术方案一种是在测量管上并联多个标准流量计，但它会导致整个装置 的结构较为复杂，并大幅增加建设和生产成本；另一种是在测量管横截面内的不同位置安 装多个标准测速仪，这几个标准测速仪同时测出测量管不同点的流速，然后我们将测出值 综合运算，得到标准流量，测量和计算都比较繁琐、复杂，且准确度不高，为此，亟需解决上 述技术问题。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种能提供两种流场的大口径气体流 量标准装置，在提供充分发展流速分布流场的基础上，还能提供均勻流场。本实用新型的技术方案如下一种能提供两种流场的大口径气体流量标准装置， 在风源设备出口端设置测量管、直管和被校表安装管，该测量管、直管和被校表安装管的中 心线在一条直线上，且测量管的出气口通过直管与被校表安装管进气口相连；在所述测量 管上装有标准测速仪，所述直管的长度与其内管径之比大于30，其关键在于在所述风源 设备与测量管进气口之间设置进气管、中间管和出气管，该进气管、中间管和出气管的中心 线在一条直线上，其中进气管为进气口小、出气口大的锥形管，该进气管的进气口与所述风 源设备出口端相接，进气管的出气口通过与中间管与所述出气管的进气口相连，该出气管 的出气口与所述测量管进气口相连，且出气管的管径由进气口向出气口逐渐缩小，使出气 管管壁的轮廓线形成维达辛斯基曲线；在所述中间管内装有流动整直器，该流动整直器的 栅格中心线与中间管的中心线相平行。[0005]本实用新型在传统结构的基础上，在所述风源设备与测量管进气口之间增设进气 管、中间管和出气管，该进气管、中间管和出气管的中心线在一条直线上，其中进气管为进 气口小、出气口大的锥形管，该进气管的进气口与所述风源设备出气口相接，进气管的出气 口通过与中间管与所述出气管的进气口相连，该出气管的出气口与所述测量管进气口相 连，且出气管的管径由进气口向出气口逐渐缩小，使出气管管壁的轮廓线形成维达辛斯基 曲线；在所述中间管内装有流动整直器，该流动整直器的栅格中心线与中间管的中心线相 平行。采用以上技术方案，所述风源设备产生的气体先在进气管内流动形成气流，并降低 流速，其次在中间管内流动，并穿过中间管内流动整直器的栅格，在流动整直器的作用下， 气流中的漩涡被消除、紊流度有效减小，气流然后进入出气管内，在出气管管壁轮廓线的作 用下，气流在出气管的出气口处形成轴向流速方向一致、大小相等的均勻流场，这就是本装 置能提供的第一种流场，也是新增的流场，从而只需用一台标准测速仪测量横截面内一点 的流速值就可精确表示气流的标准流量；所述气流最后在直管内流动，由于直管的长度与 该直管的内管径之比大于30，这样就使气流在直管的出气口处形成充分发展流速分布的流 场，这是本装置能提供的第二种流场。被校准的流量计可测出此处的流量值，我们将该流量 值与标准测速仪测量的标准流量值进行比较，就能对流量计进行校准。采用以上结构，本实 用新型能提供两种流场，第一种为均勻流场，第二种为现有装置能提供的充分发展流速分 布流场，由于本装置能够使出气管出气口处的气流形成均勻流场，这样只需一台标准测速 仪就可精确测量气流的标准流量，该采用标准测速仪的测量值就是气流的标准流量，测量 方便、直接，较好地克服了传统结构的缺陷，既能简化装置，降低造价，又不用像以前那样需 要繁琐的综合运算才能得出气流的标准流量，构思巧妙，结构简单、制作方便，适于大规模 推广运用。所述标准测速仪为一台。由于所述出气管出气口处的气流为均勻流场，那么只用 一台标准测速仪测量横截面内一点的流速就能准确表示气流的标准流量，标准测速仪的数 目合适，既能准确、方便地测量气流的标准流量，又不浪费标准测速仪，有利于节约成本。作为优化，所述流动整直器靠近中间管的进气口。在所述中间管内设置2 3个整流筛网，该整流筛网靠近中间管的出气口，并与中 间管的中心线相垂直。采用以上结构能进一步消除小的漩涡，有利于进一步降低减小紊流度，从而改善 本实用新型的使用性能。作为优化，所述整流筛网的数目为3个。作为本实用新型的一个实施例，所述中间管为方管。所述风源设备为风机或压缩机，同时，还可根据实际情况选择其他的风源设备，并 不以风机或压缩机为限制。有益效果本实用新型在提供充分发展流速分布流场的前提下，还能提供均勻流 场，这样只用一台标准测速仪就可准确表示气流的标准流量，较好地克服了传统结构的缺 陷，结构简单、制作方便，适于大规模推广运用。
图1是实施例1的结构示意图；[0015]图2是图1中进气管6、中间管7、出气管8的剖视图；图3是图2的左视图；图4是实施例2的结构示意图；图5是图1中进气管6、中间管7、出气管8的剖视图；图6是图5的左视图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明实施例1如图1 3所示，本实用新型由风源设备1、测量管2、直管3、被校表安装管4、标 准测速仪5、进气管6、中间管7、出气管8、流动整直器9、整流筛网10和管11等部件构成， 其中风源设备1为风机或压缩机，同时还可根据实际情况选择其他的风源设备，并不以风 机或压缩机为限制。在风源设备1的出口端按照气体流动方向(该方向如图中箭头所示)依 次设置所述进气管6、中间管7、出气管8、测量管2、直管3、被校表安装管4和管11，上述7 根管均同向设置，且这7根管的中心线在一条直线上。所述进气管6为进气口小、出气口 大的锥形管，该进气管6的进气口与风源设备1的出口端相接，进气管6的出气口与中间管 7进气口相接，该中间管7为圆管。在上述中间管7内设有所述流动整直器9和整流筛网10，其中流动整直器9靠近 中间管7的进气口处，该流动整直器9的结构为本领域技术人员所熟知，即流动整直器9由 多个板状的叶片9b交错布置成网格结构，且流动整直器9的栅格9a可为方形孔，也可为正 六边形孔，还可为圆形孔，且该栅格9a的中心线与所述中间管7的中心线相平行。所述流 动整直器9的形状与中间管7相适应，具体为圆形，且流动整直器9的外边沿通过点焊与中 间管7的内壁固定。所述所述整流筛网10靠近中间管7的出气口，该整流筛网10与中间 管7的中心线相垂直，整流筛网10的形状与中间管7相适应，本实施例中为圆形结构，整流 筛网10的外边沿与中间管7内壁固定。上述整流筛网10的数目为2 3个，在本实施例 中，整流筛网10的数目为3个。如图1 3可看出，所述出气管8的进气口与中间管7出气口对接固定，出气管8 的出气口与上述测量管2进气口对接固定。上述出气管8的管径由进气口向出气口右逐渐 缩小，使出气管8管壁的轮廓线形成维达辛斯基曲线。所述维达辛斯基曲线为本领域普通 技术人员所公知的技术，例如陈克诚主编的《流体力学实验技术》曾对维达辛斯基曲线有过 详细记载，该《流体力学实验技术》由机械工业出版社于1983年出版。如图1 3可进一步看出，在所述测量管2上装有标准测速仪5，在本实施例中，标 准测速仪5的数量为一台。上述标准测速仪5可为静压皮托管，也可为热线风速计或激光 测速仪，还可根据需要选用其他类似仪器，且标准测速仪5与测量管2的安装方式为现有技 术，在此不做赘述。上述测量管2的出气口与直管3的进气口对接固定，该直管3的轴向长 度与该直管的内管径之比大于30，以保证流经直管3的气流能在该直管的出气口处形成充 分发展流速分布流场。同时，所述比值可在一定范围内按需要做相应调整，如30 50。上 述被校表安装管4的进气口与直管3的出气口对接固定，该被校表安装管4用于安装被校 准的流量计12 (图中用双点划线表示)，该流量计12与被校表安装管4的安装方式为现有技术，在此也不做赘述。同时，在所述被校表安装管4的出气口接所述管11，是为了防止被 校准流量计12出口气一侧的流场突变，以保证流量计12正常工作。实施例2如图4 6可看出，在本实施例中，所述中间管7为方管，进气管6的出气口及出 气管8的进管口也相应调整为方形。所述中间管7内的流动整直器9也对应调整为方形结 构，流动整直器9的栅格9a可为方形孔，也可为正六边形孔，还可为圆形孔。所述中间管7 内的整流筛网10也对应调整为方形结构，本实施例的其余结构与实施例1完全相同，在此 不做赘述。本实用新型的工作原理如下所述风源设备1产生气体，该气体首先进入进气管6内，在该进气管6内流动形成 气流，且流速得到降低，流速降低后的气流其次在中间管7内先穿过流动整直器9的栅格 9a,以消除大的漩涡，并使气流方向与中间管7的中心线相平行，再穿过整流筛网10的网 孔，以消除小的漩涡、进一步减小紊流度，然后通过出气管8，在出气管8管壁轮廓线的作用 下，使气流在出气管8的出气口处形成均勻流场，气流通过测量管2的标准测速仪5时，标 准测速仪5测量此处的流量，该测量值就为准确的气流标准流量；流过标准测速仪5的气流 其后流过所述直管3，并在直管3的出气口处形成充分发展流速分布流场，该气流流经被校 对的流量计12时，流量计12测出此处的流量，我们将该测量值与标准测速仪5的标准测量 值进行比较，气流最后通过管11流出本装置。
权利要求1.一种能提供两种流场的大口径气体流量标准装置，在风源设备(1)出口端设置测量 管(2)、直管(3)和被校表安装管(4)，该测量管(2)、直管(3)和被校表安装管(4)的中心线 在一条直线上，且测量管(2)的出气口通过直管(3)与被校表安装管(4)进气口相连；在所 述测量管(2)上装有标准测速仪(5)，所述直管(3)的长度与其内管径之比大于30，其特征 在于在所述风源设备(1)与测量管(2)进气口之间设置进气管(6)、中间管(7)和出气管 (8)，该进气管(6)、中间管(7)和出气管(8)的中心线在一条直线上，其中进气管(6)为进 气口小、出气口大的锥形管，该进气管(6)的进气口与所述风源设备(1)出口端相接，进气 管(6)的出气口通过与中间管(7)与所述出气管(8)的进气口相连，该出气管(8)的出气口 与所述测量管(2)进气口相连，且出气管(8)的管径由进气口向出气口逐渐缩小，使出气管 (8)管壁的轮廓线形成维达辛斯基曲线；在所述中间管(7)内装有流动整直器(9)，该流动 整直器(9)的栅格(9a)中心线与中间管(7)的中心线相平行。
2.根据权利要求1所述的能提供两种流场的大口径气体流量标准装置，其特征在于 所述标准测速仪(5)为一台。
3.根据权利要求1所述的能提供两种流场的大口径气体流量标准装置，其特征在于 所述流动整直器(9 )靠近中间管(7 )的进气口。
4.根据权利要求3所述的能提供两种流场的大口径气体流量标准装置，其特征在于 在所述中间管(7)内设置2 3个整流筛网(10)，该整流筛网(10)靠近中间管(7)的出气 口，并与中间管(7)的中心线相垂直。
5.根据权利要求4所述的能提供两种流场的大口径气体流量标准装置，其特征在于 所述整流筛网(10)的数目为3个。
6.根据权利要求4所述的能提供两种流场的大口径气体流量标准装置，其特征在于 所述中间管(7)为方管。
7.根据权利要求1所述的能提供两种流场的大口径气体流量标准装置，其特征在于 所述风源设备(1)为风机或压缩机。
专利摘要本实用新型公开一种能提供两种流场的大口径气体流量标准装置，在风源设备出口端设置测量管、直管和被校表安装管，三者的中心线在一条直线上，且测量管的出气口通过直管与被校表安装管进气口相连；在风源设备与测量管进气口之间设置进气管、中间管和出气管，三者的中心线在一条直线上，其中进气管为锥形管，该进气管的小口径端与风源设备出口端相接，进气管的大口径端通过与中间管与出气管的进气口相连，该出气管的出气口与所述测量管进气口相连，且出气管的管径由进气口向出气口逐渐缩小，使出气管管壁的轮廓线形成维达辛斯基曲线；在中间管内装有流动整直器。本实用新型在提供充分发展流速分布流场的前提下，还能提供均匀流场。
文档编号G01F25/00GK201917383SQ201120011119
公开日2011年8月3日 申请日期2011年1月14日 优先权日2011年1月14日
发明者余勇, 刘一兵, 刘玉萍, 周爱华, 姜仲霞, 李小新, 李春霞, 毛新业, 马荻 申请人:重庆工业自动化仪表研究所, 重庆市科学技术研究院