测量管道气体流速的装置的制作方法

本实用新型涉及气体流速测量领域，特别是涉及一种测量管道气体流速的装置。

背景技术：

现有技术中，常用的管道气体流速或流量测量的仪器主要有孔板流量计、涡街流量计、涡轮流量计等，这些测量仪器虽应用广泛，但是都有各自的缺点和应用限制，目前专门针对管道进行短距离准确测量流速和流量的装置很少。对于大多数管道流体，气流的方向已经确定，因此，需要研发一种管道内气体流速测量装置。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于，提供一种测量管道气体流速的装置，能够准确测量出管道气流流速。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下的技术方案：

由于温度传感器相较于气体传感器响应速度快，测量误差小，因此，可以利用管道内进行气流温度波动变化进行流速的测量。基于此，本实用新型提供了一种测量管道气体流速的装置，包括第一管路、电源装置和温度分析装置，第一管路的管壁上设有加热棒、制冷棒、第一温度传感器和第二温度传感器，加热棒和制冷棒与电源装置电连接，第一温度传感器和第二温度传感器与温度分析装置电连接，温度分析装置和电源装置电连接。加热棒用于加热，提升第一管路内气体的温度。制冷棒用于降温，降低第一管路内气体的温度，其冷源可以选用冷水，也可以来自空调的冷气。

前述的测量管道气体流速的装置中，加热棒和电源装置之间设有第一开关，制冷棒和电源装置之间设有第二开关，电源装置和温度分析装置之间设有第三开关。

前述的测量管道气体流速的装置中，加热棒、制冷棒、第一温度传感器和第二温度传感器均通过橡胶密封圈安装在第一管路上，橡胶密封圈上设有固定孔，加热棒、制冷棒、第一温度传感器和第二温度传感器均位于所述固定孔内，橡胶密封圈由底部密封环和顶部密封帽组成。

前述的测量管道气体流速的装置中，还包括第二管路，第一管路的两端均和第二管路连通，第一管路的两端分别设有第一阀门和第二阀门，第二管路上和第一管路并联的管段上设有第三阀门。优选的，所述第一管路成U形。正常运行是封闭第一管路，当需要测速时关闭第二管路且打开第一管路。

与现有技术相比，本实用新型能够检测出管道内气体的流速。可以根据管道内不同类型的气体选用加热棒或者制冷棒，然后通过第一温度传感器和第二温度传感器采集加热棒或制冷棒下游的温度，然后通过温度分析装置计算出管道内气体的流速。

附图说明

图1是本实用新型的一种实施例的结构示意图；

图2是橡胶密封圈的一种实施例的结构示意图。

附图标记：1-第一阀门，2-加热棒，3-第一开关，4-电源装置，5-第三开关，6-第二开关，7-制冷棒，8-温度分析装置，9-第一温度传感器，10-第二温度传感器，11-橡胶密封圈，12-第一管路，13-第二阀门，14-第三阀门，15-第二管路，16-底部密封环，17-固定孔，18-顶部密封帽。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。

具体实施方式

本实用新型的实施例1：如图1所示，一种测量管道气体流速的装置，包括第一管路12、电源装置4和温度分析装置8，第一管路12的管壁上设有加热棒2、制冷棒7、第一温度传感器9和第二温度传感器10，加热棒2和制冷棒7与电源装置4电连接，第一温度传感器9和第二温度传感器10与温度分析装置8电连接，温度分析装置8和电源装置4电连接。

加热棒2和电源装置4之间设有第一开关3，制冷棒7和电源装置4之间设有第二开关6，电源装置4和温度分析装置8之间设有第三开关5。

加热棒2、制冷棒7、第一温度传感器9和第二温度传感器10均通过橡胶密封圈11安装在第一管路12上，橡胶密封圈11上设有固定孔17，加热棒2、制冷棒7、第一温度传感器9和第二温度传感器10均位于所述固定孔17内，橡胶密封圈11由底部密封环16和顶部密封帽18组成。

实施例2：如图1和图2所示，一种测量管道气体流速的装置，包括第一管路12、电源装置4和温度分析装置8，第一管路12的管壁上设有加热棒2、制冷棒7、第一温度传感器9和第二温度传感器10，加热棒2和制冷棒7与电源装置4电连接，第一温度传感器9和第二温度传感器10与温度分析装置8电连接，温度分析装置8和电源装置4电连接。加热棒2和电源装置4之间设有第一开关3，制冷棒7和电源装置4之间设有第二开关6，电源装置4和温度分析装置8之间设有第三开关5。

加热棒2、制冷棒7、第一温度传感器9和第二温度传感器10均通过橡胶密封圈11安装在第一管路12上，橡胶密封圈11上设有固定孔17，加热棒2、制冷棒7、第一温度传感器9和第二温度传感器10均位于所述固定孔17内，橡胶密封圈11由底部密封环16和顶部密封帽18组成。

还包括第二管路15，第一管路12的两端均和第二管路15连通，第一管路12的两端分别设有第一阀门1和第二阀门13，第二管路15上和第一管路12并联的管段上设有第三阀门14。较佳的，所述第一管路12成U形。

本实用新型的一种实施例的工作原理：在工作时，首先进行所需测量的气体性质进行判断，选择使用加热棒2还是制冷棒7，然后开启第三开关5给第一温度传感器9、第二温度传感器10、温度分析装置8进行供电，使其正常运。然后给加热棒2或制冷棒7进行短暂供电使第一管路12内气体温度进行短时间变化(第一管路12断面积为S)，由于气流的作用，两个温度传感器接收到温度大小和时间都不同(两个温度传感器之间距离定义为L)，但是接收到的温度波形相似，通过温度分析装置8对第一温度传感器9、第二温度传感器10监测到的气体温度进行采集，温度信号分别为S1(t)、S2(t)，计算两温度信号的相关函数：

式中τ表示两个温度传感器之间的延迟时间；

R(τ)是一个带有峰值的信号。根据相关信息理论，峰值所对应的时间τ₀即为气流流过两传感器之间的时间。则管道气体流量Q的计算公式为：

其中，L表示两个传感器的间距，S表示管道断面积，然后通过Q和τ₀计算出流速。

本实用新型的有益效果如下：本实用新型提供的管道气体变温法测量流速的装置，采用通过加热源或制冷源仅是短时间运行，短时间改变气流温度，在气流下游同一标高设置两个温度传感器进行温度测量，整个过程不需准确控制加热过程或制冷过程，温度传感器也不需要准确测量气流温度，由于同一标高临近点之间的温度变化波形相似，因此，温度传感器只需完整测量测量点温度变化波形就可，通过温度采集分析系统对温度测量数据进行相关处理后可以有效测量流速，进而可以计算流量。