管道内流体流量的测量方法、测量系统及辅助测量系统的制作方法_2

文档序号:9429370阅读:来源:国知局
系统,以实现对微小管道内流体 流量的准确测量。如图3所示,具体包括处理器301和流量计302。
[0044] 其中,流量计302用于对封闭管道内流体进行测量,并将测量得到的实时流速值 发送给处理器301 ;
[0045] 处理器301用于根据封闭管道的内径对应的流速与瞬时流量的对应关系,确定上 述实时流速值对应的瞬时流量值;并根据该瞬时流量值,确定封闭管道内流体的累积流量 值。
[0046] 其中,封闭管道的内径对应的流速与瞬时流量的对应关系,是根据测量用管道内 流体在多个流速下的流速值和瞬时流量值确定的,测量用管道内流体在多个流速下的流速 值是通过流量计测量得到的,测量用管道内流体在多个流速下的瞬时流量值是预定时间内 测量用管道内流体流入容器内的体积与该预定时间的比值,该测量用管道的内径与上述封 闭管道的内径相同。
[0047] 发明人在实现本发明的过程中发现,流量计对微小的封闭管道测得的流量虽然是 不准确的,但其测得的流速是准确的。本发明实施例提供的技术方案,预先确定封闭管道 的内径对应的流速与瞬时流量的对应关系。其中,在多个流速下对与封闭管道的内径相同 的测量用管道进行测量,确定预定时间内从测量用管道流出的流体体积与预定时间的比值 即为准确的瞬时流量值,据此可以确定出封闭管道的内径对应的流速与瞬时流量的对应关 系。进而可以测得封闭管道内流体的流量。
[0048] 本发明实施例中,上述对应关系可以是预先确定并输入给处理器的。当然,也可以 是处理器预先确定的。相应的,上述系统还包括与上述封闭管道的内径相同的测量用管道、 流体供给装置和流速调节装置。其中:
[0049] 流体供给装置用于从测量用管道的一端将流体输入测量用管道;
[0050] 流速调节装置用于调节输入所述测量用管道的流体流速;
[0051] 流量计还用于对测量用管道内流体在多个流速下的流速值进行测量,并将测量得 到的流速值发送给处理器;
[0052] 处理器还用于根据预定时间内从所述测量用管道的另一端流出的流体体积与所 述预定时间的比值,确定所述测量用管道内流体在多个流速下的瞬时测量值,并根据所述 测量用管道内流体在多个流速下的流速值和瞬时流量值,确定所述封闭管道的内径对应的 流速与瞬时流量的对应关系。
[0053] 其中,流体供给装置和流速调节装置可以由同一个设备实现,例如调速栗。当然, 也可以分别由不同的设备实现,本发明对此不作限定。
[0054] 流量计通过固定在封闭管道的外表面的探头,对封闭管道内流体进行测量。微小 管道不仅内径小,其外径通常也很小。而现有的流量计,受安装要求的限制,对于外径小于 7_的微小管道,探头无法固定。为解决这一问题,基于上述任意系统实施例,所述探头与所 述封闭管道的外表面之间设置有垫片。
[0055] 由于设置有垫片,使得探头可以固定在微小管道的外表面,从而可以进行测量。
[0056] 优选地,所述垫片与所述封闭管道接触的一面与所述封闭管道的外表面贴合,所 述垫片与所述探头接触的一面与所述探头贴合,所述垫片沿所述封闭管道轴向的长度不小 于所述探头夹装要求的长度。
[0057] 上述各个测量系统实施例中,处理器可以设置与流量计外部,例如利用电脑的处 理器;处理器也可以设置于流量计内部,即利用流量计的处理器。
[0058] 本发明实施例还提供一种管道内流体流量的辅助测量系统,如图4所示,包括:
[0059] 处理器401、流量计402、测量用管道403、流体供给装置404和流速调节装置405。
[0060] 其中,流体供给装置404用于从所述测量用管道403的一端将流体输入所述测量 用管道403 ;
[0061] 所述流速调节装置405用于调节输入所述测量用管道403的流体流速;
[0062] 所述流量计402用于对所述测量用管道403内流体在多个流速下的流速值进行测 量,并将测量得到的流速值发送给所述处理器401 ;
[0063] 所述处理器401用于根据预定时间内从所述测量用管道403的另一端流出的流 体体积与所述预定时间的比值,确定所述测量用管道403内流体在多个流速下的瞬时测量 值,并根据所述测量用管道403内流体在多个流速下的流速值和瞬时流量值,确定所述测 量用管道403上的内径对应的流速与瞬时流量的对应关系。
[0064] 其中,流体供给装置和流速调节装置可以由同一个设备实现,例如调速栗。当然, 也可以分别由不同的设备实现,本发明对此不作限定。
[0065] 可选的,所述流量计通过固定在所述测量用管道的外表面的探头,对所述测量用 管道内流体在多个流速下的流速值进行测量;所述探头与所述测量用管道的外表面之间设 置有垫片。
[0066] 优选地,所述垫片与所述测量用管道接触的一面与所述测量用管道的外表面贴 合,所述垫片与所述探头接触的一面与所述探头贴合,所述垫片在所述测量用管道轴向的 长度不小于所述探头夹装要求的长度。
[0067] 上述各个辅助测量系统实施例中,处理器可以设置与流量计外部,例如利用电脑 的处理器;处理器也可以设置于流量计内部,即利用流量计的处理器。
[0068] 假设需要对管道内径为5mm、壁厚为1mm的铜管(见图5)内的流量进行测量。可先 取一张厚度为1mm的铜板,通过剪裁和弯曲,成为如图6所示的两个弧长小于半圆(5*3. 14 =15.6mm),长度为图7所示的固定值(满足大于超声波流量计换能器夹装表面的要求) 的垫片。从而可以使得探头固定,这样就可以安装使用超声波流量计进行测量了。
[0069] 截取一段足够长(如20cm)长、内径为5mm铜管作为测量用管道,如图8所示,测 量用管道801的一端连接调速栗802,另一端的下方放置量杯803。调速栗的另一端伸入水 箱804中的流体,以便将该流体抽取送入测量用管道801。调速栗802还用于调节流速。超 声波流量计805的两个探头分别通过上述垫片806固定在测量用管道的外表面。
[0070] 启动调速栗802,流体从水箱804通过管路,流经超声波流量计的探头,最终流入 量杯内。通过调节调速栗的阀门的大小可以调节流体的流速。在此过程中,超声波流量计 显示出流速和流量值,但只有流速值是比较稳定可靠的,流量值肯定是错误的。
[0071] 具体的,调整流速,当流速稳定为ul时,再稳定1分钟,当超声波流量计显示流 速稳定,同时记下时间tl和容量瓶内的初始体积VI。持续一段时间后为t2,记下量筒内 的体积V2。得到在流速为Ul时,实际瞬时流量为(V2-VlV(t2_tl) =ql。
[0072] 将流速从较小的ul,逐渐增大到u2,u3,直至现场可能最大的流速U,就可以得到 在某一固定温度t,在一定流速范围内(ul~U),不同流速对应不同瞬时流量的ui-qi - 组数据,通过该组数据,也可以拟和出相应的曲线和公式.qi = f(ui),则一段时间内的累 计流量为
[0073] 在实际测量中,将制作的两个垫片和超声波流量计换能器加装在被测5mm管径 上,开始测量后,不断采集到实时的流速值,通过通信口,传送到处理器807中,处理器807 利用上述修正公式,实时转为瞬时流量,进行积分,可以不断得到累计流量。
[0074] 本领域内的技术人员应明白,本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序 产品。因此,本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实 施例的形式。而且,本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机
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