[发明专利]一种管道内流体流速流量测量系统及方法

说明书

本发明公开了一种管道内流体流速流量测量系统及方法，包括串接于管道中的管接头，该管接头的弯角处外侧壁设置有动态压力传感器，该管接头还连接有肓管，该肓管与管接头连接的一端设置有端板，该肓管的另一端设置有端盖，所述肓管内设置有活塞，活塞通过弹簧抵接于端盖，活塞通过导杆连接有位移传感器；端板与活塞之间形成的第一空腔经回形管连通管接头；所述动态压力传感器和位移传感器分别通过第一模数转换器和第二模数转换器连接数据处理装置；数据处理装置根据获取的信号计算相应的流速和流量，传送给显示器显示。本发明能够测量管道内流体的流速、流量；不影响管道内流体的流通且具有结构简单的特点。

技术领域

本发明涉及流速流量计量领域，特别涉及一种管道内流体流速流量测量系统及方法。

背景技术

在许多领域中流体的压力、流速、流量的测量都是很重要的。例如，许多工业过程中需要测量各种管道的压力、流速、流量，以便于适当地控制该工业过程。需要流体测量的其他方面的使用还包括向客户传递产品，诸如石油和水。

在现有技术中，流体的流速、流量的测量多采用叶轮式测量装置，由于时轮式流速和流量测量装置须将叶轮设置于管道中，在一定程度上影响管道内流体的流通，并且叶轮式流速、流量测量装置结构复杂，长期使用后，叶轮易磨损，测量精度差。

本发明提供一种管道内流体流速流量测量系统及方法，能通过测量流体压力的方式，测量流体相应的流速和流量；不影响管道内流体的流通且具有结构简单的特点。

发明内容

本发明的目的是提供一种管道内流体流速流量测量系统及方法，能够测量管道内流体的流速和流量；不影响管道内流体的流通且具有结构简单的特点。

本发明采用如下方案：一种管道内流体流速流量测量系统，包括串接于管道中的管接头，该管接头为一弯头，其关键在于：该管接头的弯角处外侧壁设置有动态压力传感器，该管接头还连接有盲管，该盲管位于该动态压力传感器的一侧；

该盲管与管接头连接的一端设置有端板，该盲管的另一端设置有端盖，端板正对端盖的方向固接有与管接头连通的回形管,回形管的另一端朝向端板；

所述盲管内设置有活塞，活塞通过弹簧抵接于端盖，活塞靠近端盖的一端固接有导杆，导杆依次穿过弹簧、端盖后连接有位移传感器；

端板与活塞之间形成的第一空腔经回形管连通管接头；

所述动态压力传感器连接有第一模数转换器；

所述位移传感器连接有第二模数转换器；

第一模数转换器和第二模数转换器分别将各自信号传递给数据处理装置；数据处理装置根据第一模数转换器和第二模数转换器的输出信号，并结合管接头参数、流体参数计算相应的流速和流量，再将流速和流量传送给显示器显示。

本发明通过测量管接头内的动态压力以及盲管内的静态压力，并根据伯努利方程结合管接头的内径、流体密度参数计算管接头内的流速及流量。

本发明的管接头采用一弯头，动态压力传感器用于测量管接头内流体的动态压力；盲管设置于动态压力传感器的旁边，由于管接头是通过回形管连通盲管的，因此盲管内的流体保持静止状态，从而使盲管内的活塞只能感测到盲管内流体的静压力；由于动态压力传感器与盲管的位置基本上等高，其位能差异可忽略不计，端板与活塞之间形成可变第一空腔，管接头通过回形管连通该可变第一空腔，该第一空腔内活塞受到的静压力压缩弹簧并通过导杆推动位移传感器，将活塞受到的静压力变成位移量，通过位移传感器的位移和弹簧的弹性系数以及活塞面积可计算盲管内流体的静压力。

很多流体都带有杂质，盲管内的流体由于处于静止状态，时间太久往往容易发生沉积，导致产生测量误差，采用上述设置，对含杂质较多的流体尤为适用，可将端盖及活塞取下对盲管进行清理，也不容易堵塞，还能提高位移传感器的使用寿命；活塞与弹簧的组合具有减震作用，可以消除流体中的扰动。