专利名称：高耐静压动态压力测量方法
技术领域：
本发明属于压力测量领域，特别是一种高耐静压动态压力的测量 方案。
背景技术：
管道作为五大运输工具之一，在液体、气体和浆液长距离运输等 方面具有独特的优势，尤其在石油、化工、天然气及城市供水等产业 中有着不可替代的作用。以原油管道为例，随着管线的增多、管龄的 增长，由于自然因素导致的管线泄漏变得日益严重，特别是在各大采 油作业区及广远的输油气管路上，人为的钻孔、凿孔进行偷盗油气的 案例频繁发生，不仅会影响管输的正常运行，而且当输送有毒害、腐 蚀性、易燃易爆的介质时，还会污染环境，引起火突爆炸事故，给人 们的生命财产和生存环境造成了巨大的威胁。为了监测管道的安全运 行状态，需要检测泄漏与人为破坏的特征信号，因而，管道的动压信 号检测是监测管道状态的技术关键。
实际生产中管道主管路内，工作介质通过加压输送，压力信号变 化较复杂，在较高的静态压力基础上叠加着动态压力信号。但在实际 的测试中，往往只需要测量其静态压力或者动态压力信号，对于检测 自然因素导致的管线泄漏，国内外已有较成熟的方法，其中以静压传 感器检测负压波的方法最为典型。如何对管线的运行进行预警防护， 防止人为破坏事件的发生，需要将同一砂工作介质压力信号按照静态 和动态进行分离，并且能够有效测量其微小的动态压力信号，至今还 没有一种筒单、可靠、有效的仪器可以解决这一问题。目前，市场上 动态压力传感器要么灵敏度不够，要么不能够承受工作介质的高静态 压力，因而不能满足实际生产需要。
发明内容
针对上述存在的缺陷，该发明设计了 一种能够耐高静压的高灵敏 度的动态压力测量方法，安装于输送管道上，通过检测人为破坏或突 发泄漏引起的动态压力信号，对管线的正常运行进行监控。
本方案是通过如下技术措施来实现的它设置与主通道连接的旁 支通道，旁支通道设置为包括取样通道和阻尼通道，阻尼通道通过蓄 能器接于差压测量与变送器一侧，取样通道接于差压测量与变送器另 一侧，两侧所得压力信号通过电容电桥处理后输出。
由于实际中主通道和旁支通道中充满了工作介质，工作介质的静 态压力往往很高，而且差压测量与变送器一側直接连接取样通道，因 此，这一侧的压力瞬间就上升为主通道的实际压力，如果仅在蓄能器 输入端连接阻尼通道，由于其孔径很小，蓄能器内的压力不能突变， 只能緩慢增加，因此，差压测量与变送器另一侧的压力也只能緩慢增 加，造成了两侧压力的瞬时压差过大，容易导致电容器差压测量与变 送器内的电容器损坏。为了避免瞬时差压过大，所以在蓄能器的输入 端增设了与阻尼通道并联的溢流通道，溢流通道通过蓄能器连接差压 测量与变送器，溢流通道中设置有可设定压力的双向溢流阀，可以预 先设点溢流阀开启压力。
.阻尼通道中设置有阻尼系数调节机构，最好为孔径可调阻尼器， 这种阻尼器可以改变蓄能器的时间常数，可以有效测量压力变化的瞬 态平均静态压力，进而实现压力跟踪测量，为压力变送器提供压力基
准。、、 、萄'"、 r 、 "人、，、人，-'、、 工作介质与旁支通道隔离，因此，在由主通道进入旁支通道的入口处
设置具有良好形变特性的隔离元件，旁支通道通过隔离元件与主通道 隔离，在隔离元件以下的旁支通道和蓄能器中充满耦合液，这样保证 阻尼器等不受阻塞，同时又实现了主通道的压力传递。
本发明提供的测量方法，具有以下优点 高灵敏度、微压差测量，精度可达0-15mw//2O; 具有压力动态跟踪特性和滤波作用的静压基准源； 瞬态压力波动保护、耐高静压；
内部填充与工作介质隔离的耦合液，实现压力传递，介质隔离， 防止阻尼器通孔被工作介质杂质堵塞；
方法简单，易于实现，其实现形式结构简单、安装方便、动态压 力信号4-20mA标准输出。
图l为本发明^施例实际生产压力信号波形图； 图2为本发明实施例的原理图3为本发明实施例检测到的静态平均压力波形图； 图4为本发明实施例检测到的动态压力信号波形图； 其中，l为主通道，3为可设定压力的双向溢流阀，4为蓄能器，
5为差压测量与变送器，6为孔径可调阻尼器，7为隔离元件，A为旁 支通道，B为溢流通道，C为阻尼通道，D为取才羊通道。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明做进一步的解释、说明。
一种高耐静压动态压力测量方法，实现方式如图所示，它设置与 主通道1连接的旁支通道A,旁支通道A设置为包括取样通道D和阻 尼通道C,阻尼通道C通过蓄能器4接于差压测量与变送器5 —侧， 取样通道D接于差压测量与变送器5另一侧，两侧所得压力信号通过 电容电桥处理后输出。其中差压测量与变送器采用现有技术，例如 量程为0—100Pa的微差压电容式变送器1151DR型变送器。
由于实际中主通道l和旁支通道A中充满了工作介质，工作介质的 静态压力往往很高，而且差压测量与变送器5 —侧直接连接取样通道D, 因此，这一侧的压力瞬间就上升为主通道l的实际压力，如果仅在蓄能 器4输入端连接阻尼通道C,由于其孔径很小，蓄能器4内的压力不能 突变，只能緩慢增加，因此，差压测量与变送器5另一侧的压力也只能 緩慢增加，造成了两侧压力的瞬时压差过大，容易导致电容器差压测 量与变送器5内的电容器损坏。为了避免瞬时差压过大，所以在蓄能器 4的输入端增设了与阻尼通道C并联的溢流通道B，溢流通道B通过蓄 能器4连接差压测量与变送器5，溢流通道B中设置有可设定压力的双 向溢流阀3，可以预先设点溢流阀开启压力。
阻尼通道C中设置有阻尼系数调节机构，最好为孔径可调阻尼器6, 这种阻尼器可以改变蓄能器的时间常数，可以有效测量压力变化的瞬 态平均静态压力，进而实现压力跟踪测量，为压力变送器提供压力基 准。
为了防止溢流通道C中的阻尼器6被工作介质中的杂质堵塞，需 要将工作介质与旁支通道A隔离，因此，在由主通道l进入旁支通道 A的入口处设置具有良好形变特性的隔离元件7,旁支通道A通过隔离 元件7与主通道1隔离，在隔离元件7以下的旁支通道A和蓄能器4 中充满耦合液，这样保证阻尼器等不受阻塞，同时又实现了主通道1 的压力传递。
使用时，当主通道1压力达到溢流阀3的开启压力时，其一向溢 流阀开启，主通道内的工作介质经过溢流通道B迅速进入蓄能器4，
可以加速蓄能器4内的压力提高；当主通道1内的压力降至溢流阀的 关闭压力时，溢流阀关闭，工作介质通过阻尼通道C继续緩慢进入蓄 能器4。反之，当蓄能器4内的压力达到溢流阀的开启压力时，溢流 阀的另一向溢流阀开启，工作介质经过溢流通道B迅速进入主通道1, 可以加速蓄能器4内的压力下降；当蓄能器内压力降至溢流阀3的关 闭压力时，溢流阀3关闭，工作介质通过阻尼通道C继续緩慢进入主 通道1。这样，经过溢流通道B的溢流阀3可以实现蓄能器4内压力 的快速变化，从而能够迅速降低因主管路压力突变而导致的加在差压 测量与变送器5电容器两侧的过大压差，保证变送器不受损坏，因此， 能够承受较高的静态压力和压力突变。
由于差压测量与变送器一侧直接通过取样通道与主通道相连，这 一侧的测得压力就是主通道中的实际压力的平均静压力，经过差压测 量与变送器输出转换放大后其波形如图3所示；经过差压测量与变送 器的检测，仅提取其实时动态压力信号，经过差压测量与变送器输出 转换放大后波形如图4所示。而图1作为对比为实际生产压力信号波 形图。这样就实现了静态压力基准与动态压力的测量。
权利要求
1.一种高耐静压动态压力测量方法，其特征在于它设置与主通道连接的旁支通道，旁支通道设置为包括取样通道和阻尼通道，阻尼通道通过蓄能箱接于差压测量与变送器一侧，取样通道接于差压测量与变送器另一侧，两侧所得压力信号通过电容电桥处理后输出。
2. 根据权利要求1所述的高耐静压动态压力测量方法，其特征在 于在上述阻尼通道中设置有阻尼系数调节机构。
3. 根据权利要求1所述的高耐静压动态压力测量方法，其特征在 于上述旁支通道还包括与阻尼通道并联的溢流通道，溢流通道通过 蓄能器连接差压测量与变送器。
4. 根据权利要求3所述的高耐静压动态压力测量方法，其特征在 于所述溢流通道中设置有可设定压力的双向溢流阀。
5. 根据权利要求1或2或3或4所述的高耐静压动态压力测量方法， 其特征在于上述旁支通道通过隔离元件与主通道隔离，其中装有耦 合液。
全文摘要
本发明属于压力测量领域，特别是一种高耐静压动态压力的测量方案。本方案是通过如下技术措施来实现的它设置与主通道连接的旁支通道，旁支通道设置为包括取样通道和阻尼通道，阻尼通道通过蓄能器接于差压测量与变送器一侧，取样通道接于差压测量与变送器另一侧，两侧所得压力信号通过电容电桥处理后输出。本方案方法简单，易于实现，其实现形式结构简单、安装方便、动态压力信号4-20mA标准输出。
文档编号G01L13/06GK101206152SQ20071011427
公开日2008年6月25日 申请日期2007年12月19日 优先权日2007年12月19日
发明者初文杰, 选 孙, 磊 宋, 李国平, 娜 王, 艾长胜, 赵洪华 申请人:济南大学