飽和蒸汽溼度計的製作方法
2023-12-11 23:00:22
專利名稱：飽和蒸汽溼度計的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用於飽和蒸汽溼度計量的儀表，可解決飽和蒸汽二相流量測量問題。
對蒸汽中含水份量的測量是解決飽和蒸汽——水二相流量的棘手問題，在目前的生產和科研工作中，一般採用人工取樣化學分析包括分離法、熱量法、氯離子滴定法等，這些方法測量飽和蒸汽溼度精度低、周期長、費用大，而且由於蒸汽管道中的飽和蒸汽含水分量是經常變化的，因而需要能在線自動檢測，然而目前尚無合適的儀表，雖然也曾用溼度敏感元件測量飽和蒸汽溼度，但精度低，標定亦很困難。
本實用新型的目的是設計出一種精度高、結構簡單，並能在線自動測量的飽和蒸汽溼度計。
本實用新型採用的技術方案的主體部分是由取樣管、電磁閥、壓力表、浮子式流量計、音速噴嘴、和導管組成，取樣管直接插入被測管道，用螺釘擰緊在管壁上，取樣管上端經電磁閥，連接管和壓力表或壓力變送器連接，並通過支管和具有導套、鐵芯、差動變壓器、浮子、浮子腔體組成的浮子式流量計相連接，浮子腔上部裝有頂蓋，頂蓋通過連接螺釘、螺母和導管連接，導管內裝有一隻音速噴咀，附加部分有兩個容器、帶定值發信的高精度磅秤以及微型計算機。
本實用新型實施例結合附圖加以描述。
圖1為飽和蒸汽溼度計結構示意圖。
由圖1所示，取樣管13裝在被測管道14中間，在取樣管13迎蒸汽流向的一側分別對被測管道中心線上下對稱地開有四個小孔，靠近被測管道中心線的上下兩孔的中心線距離管道中心線的距離γ1＝0.468Ro，另兩孔的中心線離管道中心線距離為γ2＝0.8842Ro，Ro為被測管道的半徑，取樣管用螺釘和被測管道連接，取樣管上端經電磁閥12和連接管11連接，連接管11上端和壓力表1或壓力變送器連接，連接管11的支管8和由導套7、差動變壓器9、鐵芯10、三通接頭6、浮子腔體5、浮子4、擋塊3、導向杆19組成的浮子式流量計連接，浮子腔體5上端裝有頂蓋2，頂蓋2通過連接螺釘20、螺母21和導管18連接，在靠近螺母21處的導管18內部裝有一個音速噴嘴22，導管18的下端浸入裝有水的容器17中，容器16的底部裝有一臺精度0.05％光電定值發信的磅秤15，數據由一臺微型計算機處理。
本實用新型是基於以下的測量原理由於飽和蒸汽不是單純的汽相，而是在氣相中含有液相——小水滴組成的混合汽即溼蒸汽，這可以以y來表示某一質量(M)的溼蒸汽的溼度，則溼度由下式定義
y＝ (M水)/(M水＋M汽) (1)式中M水、M汽分別表示溼蒸汽中所含飽和水和飽和蒸汽的質量。
則M總＝M水＋M汽即為溼蒸汽的總質量，如得測得M總和M汽，則M水＝M總－M汽，這樣可根據(1)式求得飽和蒸汽溼度值。M總是可由0.05％的磅秤稱出飽和蒸汽冷卻的水及原含飽和水的質量來獲得，電磁閥未開時，蒸汽未進入連接管11，也即未進入導管18，此時使容器17中的水液面正好處於容器17流出口的下限，當閥門打開，蒸汽進入連接管11經支管8使浮子式流量計動作，蒸汽進入導管18，一到導管下端飽和蒸汽液化成水，另外加上原飽和蒸汽夾帶的水，一道滴入容器17，則此時容器17產生溢出，流入容器16，閥門一關閉就沒有飽和蒸汽再流到導管18，此時秤15稱出在閥門開和關這段時間中第二容器中的水的質量即為M總，飽和蒸汽單相汽體質量M汽可根據音速噴嘴原理求得，只要使音速噴嘴前後壓力P2／P1＜0.528，若是空氣則氣體質量按照
M氣＝K×P1T1Z1]]>(2)式中M氣通過音速噴嘴的氣體質量流量P1噴嘴前滯止壓力T1噴嘴前滯止溫度K流量係數Z1通過音速噴嘴汽體的壓縮係數，對於飽和蒸汽來說，飽和蒸汽的質量和壓力P1或溫度T1是呈單參數關係，因而飽和蒸汽的質量可按M汽＝KPx(3)求得。
式中K為流量係數X－指數，這可根據飽和蒸汽圖表查得，實際應用中均可預先存入到微型計算機軟體模塊中。而P2／P1＜0.528這一條件一般均能達到，因為，一般從鍋爐出來飽和蒸汽壓力P1可達1.3MPa而音速噴嘴出口端壓力P2為0.1～0.2MPa。因此這一關係總能滿足。因此，飽和蒸汽單相汽體質量M汽可按公式(3)算得，求得M總、M汽，則溼度值可用微型計算機計算得到，浮子式流量計用於監視飽和蒸汽的流量，作為微型計算機開始及停止計算的開關發信。
本實用新型的研製成功為解決飽和蒸汽的二相流量提供一個在線自動測量儀器，精度高，能在線自動測量，結構簡單，標定容易。
權利要求1.一種飽和蒸汽溼度計，它包括取樣管、電磁閥、壓力表、浮子式流量計、音速噴嘴、導管，其特徵在於取樣管13經電磁閥12和連接管11連接，連接管11上端和壓力表1連接，連接管11的支管8和由導套7、差動變壓器9、鐵芯10、三通接頭6、浮子腔體5、浮子4、擋塊3、導向杆19組成的浮子式流量計相連接，浮子腔體5上部裝有頂蓋2，頂蓋2通過連接螺釘20、螺母21和導管18相連接，在導管18內部裝有一隻音速噴嘴22。
2.根據權利要求1所述的飽和蒸汽溼計，其特徵在於取樣管13一側相對於半徑為Ro的被測管道13中心線上下對稱地開有4個小孔，兩孔對稱地偏離管道中心線的距離γ1＝0.468Ro，另兩孔對稱地偏離管道中心線的距離γ2＝0.8842Ro。
專利摘要本實用新型涉及一種用於飽和蒸汽溼度測量儀表，所採用的方案主體部分是由取樣管、電磁閥、壓力表、浮子式流量計、音速噴嘴和導管組成，附加部分有兩個容器、高精度磅秤及微型計算機，藉助於音速噴嘴求得單相飽和蒸汽質量，用秤稱得飽和蒸汽的總質量，兩者之差即為飽和蒸汽所含水的質量，本實用新型的研製成功為解決飽和蒸汽的二相流量提供一個在線自動測量儀器，精度高、結構簡單，標定容易。
文檔編號G01N5/00GK2043358SQ8921133
公開日1989年8月23日 申請日期1989年1月6日 優先權日1989年1月6日
發明者俞樟民 申請人:俞樟民