[发明专利]一种基于管道外壁温度测量的非接触式管程流体温度测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及管程流体温度测量方法，尤其涉及一种基于管道径向传热模型和管道外壁温度测量的非接触式管程流体温度测量方法，属于流体测量技术领域。

背景技术

流体温度作为工业、科研领域的一项重要参数，其准确、快速的测量对工业生产与过程控制有着举足轻重的作用。

常见的流体温度测量方法包括直接接触式测量和间接式测量。直接接触式测量方法如专利CN203452771U、CN102998000A等，将传感器与被测对象直接接触，采集被测流体的温度信息，完成直接温度测量过程。其方法简单、直接，测量准确，但破坏了原有管道封闭结构，增加了装置的复杂程度，成本较高，对被测装置的气密性与稳定性可能造成较大影响，在某些特殊环境下不能使用。间接式测量方法如专利CN102706465A、CN103674310A等，通过测量管道外壁或管道外壁辅助装置的温度，结合相关热传导模型反演计算出管道内部流体温度，其方法采用非接触方式进行测量，对被测装置不会造成任何影响，适用性强，测量装置简单、成本低，有利于装置智能化、集成化控制，但未考虑管程流体流速与初始温度对传热速率的影响，准确性不易控制。

上述具体专利对比文件和相关文献为：

1)、“一种可拆卸式管线测温装置”，专利号CN203452771U。该实用新型提供一种可拆卸式管线测温装置，测温包壳体的两端为变径接头，变径接头的另一端与连接法兰连接，测温包壳体表面有测温孔，测温孔中斜插测温杆，测温杆的斜插角度为45度，测温杆的斜插深度为40mm；连接法兰有法兰外径、法兰片内径和均布的4个螺栓孔:连接法兰的另一端连接油井管线。但该实用新型需要对被测对象进行拆解安装，不适用于管路不允许拆解的液压系统油温测量。

2)、“温度测量方法”，专利号CN102706465A。该发明公开了一种温度测量方法，包括以下过程:在容器外部贴附一层测量介质，测量容器外壁温度与介质外壁温度，结合所述容器材质及测量介质的热传导速率，根据模型计算容器内壁温度。该方法贴附测量介质对被测装置温度场影响大；测量的温度为容器内壁温度，与容器内部流体温度存在偏差；且对于圆形管道，热传导速率简单以热导率λ代替，误差较大。

3)、“一种基于油管表面温度测量的油温测量方法”，专利号CN103674310A。该发明涉及一种基于油管表面温度测量的油温测量方法，包括：测量管道外壁温度T_wb与空气温度T₀，确定管道内径d_i与管道外径d_o，根据测量模型：T=Twb+[h1+σϵ(Twb4-T04)]dw2λ1ln(dw/dn)+[h1+σϵ(Twb4-T04)]dwNuλ2;]]>计算出当前油液温度。该模型未考虑管程流体流速与初始温度对传热速率h₁的影响，若选用的定性温度与实际温度偏差大于10℃时，测得温度相对误差将大于5％。