本实用新型属于高温流量计校准技术领域，涉及一种液氧煤油发动机用高温气体流量计校准技术。
背景技术：
在液氧煤油发动机地面试验中，为了模拟发动机实际工作时的状态，在试车系统增加液氧蒸发器系统来满足给液氧系统增压的需求。而液氧煤油发动机热试车过程中的蒸发器气体流量是火箭贮箱增压能力是否满足飞行要求的关键参数，影响着火箭发射的成败，因此，在液氧煤油发动机的地面试验中，要实现对蒸发器气体流量的准确测量。目前液氧煤油发动机试验系统的蒸发器的气体出口温度为150℃，出口流量为300m3/h，试验系统采用孔板流量计进行测量。
但是目前对气体流量测量系统中的流量测量元件通常使用常温、低压空气介质进行校准，当孔板等测量元件工作在高温状态时，其性能会随温度发生变化，导致零漂并影响灵敏度系数，若使用常温状态下校准系数进行测量，会带来较大的测量误差。同时，测量元件因材料、工作原理等不同，其从常温状态到高温状态的变化规律也无法准确获得，难以使用常温状态下的校准系数对测量数据进行修正。因此，只有通过高温校准的方式才能实现高温气体的精确测量。
目前能产生气体温度到150℃，出口流量为300m3/h的高温气体流量标准装置非常少，现有蒸汽流量站，但产生的也不是高温空气，而是水蒸气，不但介质不能满足液氧煤油发动机地面试验用高温气体流量计的要求，而且温度不可调，无法对高温气体流量计进行校准。
技术实现要素：
本实用新型的目的是提供一种液氧煤油发动机用高温气体流量计校准装置，解决了目前液氧煤油发动机在地面试验时，发动机蒸发器出口高温气体流量计无法实流校准的问题。
本实用新型所采用的技术方案是提供一种液氧煤油发动机用高温气体流量计校准装置，其特殊之处在于：包括高温输入气路、常温输入气路、检测气路、高温输出气路及常温输出气路；
所述高温输入气路包括依次设置在管线上的空压机、比例调节阀、电加热器组件、高温气体储气罐、稳压罐及第一高温开关阀；所述常温输入气路包括依次设置在管线上的真空泵组、音速喷嘴、真空缓冲罐及第二高温开关阀；所述检测气路包括依次设置在管线上的第一压力变送器、音速喷嘴器组、第一温度变送器、第二压力变送器及第二温度变送器，其中第二压力变送器与第二温度变送器之间用于连接被检流量计；所述高温输出气路包括依次设置在管线上的第三高温开关阀及第一消音器；所述常温输出气路包括依次设置在管线上的开关阀及第二消音器；
所述开关阀与第一高温开关阀均与第一压力变送器连接；所述第三高温开关阀及第二高温开关阀均与第二温度变送器连接。
进一步地，上述电加热器组件包括多个swdr管道加热器；多个swdr管道加热器以环形排布的方式固定在管道外壁。
进一步地，第二压力变送器与第二温度变送器之间设有夹表器。
本实用新型还公开一种利用上述的液氧煤油发动机用高温气体流量计校准装置实现高温气体流量计校准的方法，包括以下步骤：
s1、判断被校流量计是高温流量计还是常温流量计，若为高温流量计，执行步骤s2-s4；若为常温流量计，执行步骤s5-s7；
s2、开启第一高温开关阀与第三高温开关阀；关闭开关阀与第二高温开关阀；
s3、启动空压机，调节调节阀的开度；通过电加热器组件组件将气体加热到预设温度；
s4、读取当前温度值下的被检流量计的流量值、第二压力变送器、第二温度变送器、第一压力变送器及第一温度变送器的值；计算音速喷嘴的标准质量流量的值，具体计算公式为：
其中，0为第一压力变送器测量到的压力值，t0为第一温度变送器测量的温度值，d为流出系数，c为临界流函数，d和c均为常量；将qm与当前温度值下的被检流量计的流量值比对完成校准；
s5、关闭第一高温开关阀与第三高温开关阀；开启开关阀与第二高温开关阀；
s6、开启水环真空泵组；
s7、读取当前温度值下的被检流量计的流量值、第二压力变送器、第二温度变送器、第一压力变送器及第一温度变送器的值；计算音速喷嘴的标准质量流量的值，具体计算公式为：
其中，0为第一压力变送器测量到的压力值，t0为第一温度变送器测量的温度值，d为流出系数，c为临界流函数，d和c均为常量；将qm与当前温度值下的被检流量计的流量值比对完成校准。
本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型采用正压法音速喷嘴气体流量标准装置作为校准装置核心，通过管道加热装置实现了高温燃气的产生，解决了高温气体流量计实流校准的问题；
2、本实用新型采用高温开关阀配合实现了音速喷嘴气体流量标准装置高温/常温状态切换，可实现对高温流量计及常温流量计的校准全覆盖。
附图说明
图1是本实用新型整体结构图；
图2是本实用新型控制方法流程图；
其中附图标记为：01-高温输入气路、02-常温输入气路、03-检测气路、04-常温输出气路；05-高温输出气路；
1-空压机，2-比例调节阀，3-电加热器组件，4-高温气体储气罐，5-稳压罐，6-第一高温开关阀，7-第二消音器，8-开关阀，9-第一压力变送器，10-音速喷嘴组，11-第一温度变送器，12-第二压力变送器，13-被检孔板，14-第二温度变送器，15-第三高温开关阀，16-第一消音器，17-第二高温开关阀，18-真空缓冲罐，19-水环真空泵组。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。
参照图1，本实施例一种液氧煤油发动机用高温气体流量计校准装置主要包括高温输入气路01、常温输入气路02、检测气路03、高温输出气路05及常温输出气路04。空压机1、比例调节阀2、电加热器组件3、高温气体储气罐4、稳压罐5及第一高温开关阀6构成高温输入气路01；真空泵组19、音速喷嘴、真空缓冲罐18及第二高温开关阀17构成常温输入气路02；第一压力变送器9、音速喷嘴器组10、第一温度变送器11、第二压力变送器12及第二温度变送器14构成检测气路03；第三高温开关阀15及第一消音器16构成高温输出气路05；开关阀8及第二消音器7构成常温输出气路04。
空压机1与比例调节阀2的一端相连，比例调节阀2另一端与电加热器组件3相连，电加热器组件3通过管线连接到高温气体储气罐4中，高温气体储气罐4出气端与稳压罐5连接，稳压罐5出口端与高温开关阀6相连。第二消音器7一端接大气，另一端连接到开关阀8一端上，开关阀8另一端和高温开关阀6都连接到压力变送器9处，第一压力变送器9与音速喷嘴组10的一端连接，同时，音速喷嘴组10另一端连接到第一温度变送器11上，第一温度变送器11与第二压力变送器12、被检流量计13、第二温度变送器14一端依次相连，第二温度变送器14的另一端一方面连接到第三高温开关阀15，第三高温开关阀15与第一消音器16相连。第二温度变送器14的另一端连接到第二高温开关阀17一端上，第二高温开关阀17的另一端与真空缓冲罐18连接，真空缓冲罐18与水环真空泵组19连接。
结合图1，在系统工作在高温气体流量计校准模式下，高温管线处于选通模式，高温管线的阀门第一高温开关阀6、第三高温开关阀15处于开启状态，常温管线的阀门开关阀8、第二高温开关阀17处于关闭状态。此时，空压机1启动工作，产生高压气体进入比例调节阀2，通过比例调节阀再进入管线，比例调节阀2的开度大小与流量范围的大小线性相关，进入电加热器组件3的气体为常温空气，通过电加热器组件3进行加热，将气体加热到预设温度。电加热器采用swdr管道加热器进行气体加热，发热元件利用不锈钢管和高温电阻丝制作的环形加热管对管线内的空气进行加热，加热器管采用6组加热管环形布置，加热功率在60kw，可调节的温度范围从室温到最高150℃。电加热器组件3经过加热后的高温空气进入高温气体储气罐4，温度稳定后进入稳压罐5进行压力稳定，压力稳定后气体经过第一高温开关阀6进入第一压力变送器9，第一压力变送器9测量当前高压气体压力值，并进入音速喷嘴组10，音速喷嘴组10作为整套装置的标准表测量当前高温气体的质量流量值，音速喷嘴器组10采用0.5m3～4000m35套音速喷嘴并联组成，并经过第一温度变送器11送出，第一温度变送器11测量当前高温气体的实时温度，第二压力变送器12采集通过被检流量计13的上游压力值，第二温度变送器14采集被检流量计13的下游温度值，当前温度值和压力值要作为被检表的校准信息上传。高温气体经过第三高温开关阀15输出，并经过第一消音器16排到大气。
计算音速喷嘴的标准质量流量的值，具体计算公式为
其中，0为第一压力变送器9测量到的压力值，t0为第一温度变送器11测量的温度值，d为流出系数，c为临界流函数，d和c均为常量；将qm与当前温度值下的被检流量计的流量值比对完成校准。
结合图1和图2，在整套装置选中在常温气体流量计校准状态下，常温管线处于选通模式，高温管线的阀门—第一高温开关阀6、第三高温开关阀15处于关闭状态，常温管线的阀门—开关阀8、第二高温开关阀17处于开启状态。当装置开启时，水环真空泵组19开启，水环真空泵组19对下游管线抽真空，使得下游音速喷嘴工作在临界流状态。常温气体经过真空缓冲罐18后，压力稳定的气体流经过第二高温开关阀17进入管线，由第二温度变送器14测量被检流量计13的当前温度值，第二压力变送器12测量当前流量值的压力值，音速喷嘴组10作为标准表测量出标准气体流量值，同时，第一温度变送器11和第一压力变送器9测量标准音速喷嘴组10上下游的压力值和温度值，检定气体经过开关阀8后经由第二消音器7排出至大气。对流量值进行比对校准，完成对流量计的校准过程。
1.一种液氧煤油发动机用高温气体流量计校准装置，其特征在于：包括高温输入气路(01)、常温输入气路(02)、检测气路(03)、高温输出气路(05)及常温输出气路(04)；
所述高温输入气路(01)包括依次设置在管线上的空压机(1)、比例调节阀(2)、电加热器组件(3)、高温气体储气罐(4)、稳压罐(5)及第一高温开关阀(6)；所述常温输入气路(02)包括依次设置在管线上的真空泵组(19)、音速喷嘴、真空缓冲罐(18)及第二高温开关阀(17)；所述检测气路包括依次设置在管线上的第一压力变送器(9)、音速喷嘴器组(10)、第一温度变送器(11)、第二压力变送器(12)及第二温度变送器(14)，其中第二压力变送器(12)与第二温度变送器(14)之间用于连接被检流量计；所述高温输出气路(05)包括依次设置在管线上的第三高温开关阀(15)及第一消音器(16)；所述常温输出气路包括依次设置在管线上的开关阀(8)及第二消音器(7)；
所述开关阀(8)与第一高温开关阀(6)均与第一压力变送器(9)连接；所述第三高温开关阀(15)及第二高温开关阀(17)均与第二温度变送器(14)连接。
2.根据权利要求1所述的液氧煤油发动机用高温气体流量计校准装置，其特征在于：
所述电加热器组件包括多个swdr管道加热器；多个swdr管道加热器以环形排布的方式固定在管道外壁。
3.根据权利要求2所述的液氧煤油发动机用高温气体流量计校准装置，其特征在于：第二压力变送器(12)与第二温度变送器(14)之间设有夹表器。
技术总结