[发明专利]射流密度测量装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种密度测量设备，特别是涉及一种可应用于流动的气体或液体密度测量的射流密测量装置及方法，属于流体测量技术领域。

背景技术

密度计广泛应用于石油、天然气测量以及化工和印刷等行业；目前已有的密度计有科里奥利流量密度计、压差密度计、放射密度计、振荡管密度计等；科里奥利流量密度计的精度较高但价格昂贵，且对介质清洁度要求较高；压差密度计较多的应用在石油密度测量中，可用于液体测量却无法进行气体密度测量；放射密度测量因为存在有放射源，存在一定的安全隐患；振荡管密度计需要柱体的自激卡门涡街振荡，而卡门涡街振荡有雷诺数下限，即当流速低于某雷诺数以后，不会产生卡门涡街，则密度也无法测量。

发明内容

本发明所要解决的的技术问题在于克服现有密度测量方法的不足，提供一种低雷诺数管流射流密度测量方法及测量装置。

一种射流密度测量装置，其特征在于：包括盖板和射流振荡元件；上述射流振荡元件从前至后依次包括入口流道、射流喷嘴、中间流道、出口流道，其中射流出口和射流喷嘴之间还具有两路射流反馈回路；上述中间流道从前至后为渐扩形式；上述盖板安装于射流振荡元件上部，盖板上安装有与上述入口流道相通的入口接头，和与上述出口流道相通的出口接头；入口接头和出口接头用于连接所需测量的介质管道；上述盖板还安装有伸入射流喷嘴内的动态差压传感器高压取压管和伸入射流出口内的动态差压传感器低压取压管。

利用权利所述射流密度测量装置的射流密度测量方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤A、将所需测量的介质管道连接于入口接头和出口接头之间；使射流通过射流振荡元件，产生振荡射流；

步骤B、利用动态差压传感器高压取压管和动态差压传感器低压取压管，测量射流振荡元件的射流喷嘴和射流出口的压差；

步骤C、根据下式计算射流的密度：

ρ =K*(DP/f²)  ，

式中，ρ表示射流的密度；DP表示射流振荡元件的射流喷嘴、射流出口的压差平均值；f表示射流的振荡频率；K为比例系数，对于特定的射流振荡元件，其为定值，根据实验预先标定得到；所述射流的振荡频率f通过以下方法得到：动态记录下差压传感器随时间的变化数值，应用快速傅里叶变换把时域信号转化成频域信号，得到振荡频率。

所述射流的振荡频率通过以下方法得到：动态记录下差压传感器随时间的变化数值，应用快速傅里叶变换把时域信号转化成频域信号，得到振荡频率（参考何振亚著，数字信号处理的理论与应用，北京：人民邮电出版社，北京，1983）。利用已测量得到的射流喷嘴和射流出口的压差，通过计算得到射流的振荡频率，不需要设置单独的振荡频率测量部件，简化了结构，降低了成本。

本发明涉及到的射流密度计可以大大的降低测量雷诺数的下限，结构简单，成本低廉。由流体介质流过射流振荡元件（参考蔡武昌，应启戛著，新型流量检测仪表，北京：化学工业出版社，北京，2006），在射流入口和出口之间形成振荡的差压信号，通过采集一路动态差压信号即可以进行流动介质的密度测量。相比现有技术，本发明可以实现液体和气体的流体密度测量，液体和气体的测量比例系数K一致，且本发明的可测雷诺数下限较低，测量装置结构简单，成本较低。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；图2为射流振荡元件4的俯视图。

各标号的含义如下：1流动入口、2入口接头、3盖板、4射流振荡元件、5动态差压高压取压管、6射流喷嘴、7射流附壁、8射流反馈回路、9动态差压低压取压管、10出口接头、11流动出口、12入口流道、13中间流道、14出口流道，15射流出口。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案进行详细说明：