一种微压差式风速测量系统的制作方法

本实用新型涉及一种用于测量流体的速度的装置，具体涉及一种微压差式风速测量系统。

背景技术：

通风系统是地下工程(如煤矿、地铁、抽水蓄能电站等)安全运行的重要保障，地下工程的井巷中的风速和风量均需要符合相关行业规程的要求，定期的巷道风速测量是当前巷道风速风量管理的重要手段。现有的测量风速的方式一般为专职或兼职人员手持风表在矿井巷道的断面进行测量，为了提高测量的准确性，在测量时必须沿着移动路线呈W或M型进行测量。这种方式对于现代化大型矿井等大型工程来说不太适用，因为大型矿井各巷道断面较大，人员手持风表不能够测量到矿井巷道上部的风速，从而造成较大误差。同时对于矿井风硐等风速大、人员不易测量的巷道，该方式也不适用。

并且现有技术中，采用压差法测量地下工程巷道风速的仪器和系统存在着固定布置不便于移动、测量精度低、人工读数等缺点。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了克服由于地下工程巷道断面较大，人员手持风表不能够测量到巷道上部的风速，从而造成较大误差的问题，提供了一种微压差式风速测量系统。

本实用新型的一种微压差式风速测量系统，包括风速仪、支撑杆和皮托管，风速仪包括机壳、电源、处理器、存储器、微压差传感器、绝对静压传感器、温度传感器、湿度传感器和显示屏，

电源、处理器、存储器、微压差传感器、绝对静压传感器、温度传感器、湿度传感器均安装于机壳内，显示屏安装于机壳的外壁，处理器分别与存储器、微压差传感器、绝对静压传感器、温度传感器、湿度传感器和显示屏电气联接；电源用于为风速仪供电；

支撑杆为伸缩式直杆，该支撑杆的杆身上通过皮托管固定器固定有一个或一个以上的皮托管、且所有皮托管的进气口均位于同一条直线上，所有皮托管的全压出气口均通过全压胶管连通后再与微压差传感器的高压接口连通、所有皮托管的静压出气口均通过静压胶管连通后再与微压差传感器低压接口连通。

作为本实用新型的进一步改进，皮托管固定器包括支撑杆夹、连接杆和皮托管夹，支撑杆夹夹紧固定于支撑杆上、其通过连接杆固定皮托管夹，皮托管夹夹紧固定皮托管。

作为本实用新型的进一步改进，所述风速测量系统包括多个支撑杆，所述多个支撑杆竖直固定于矿井巷道的顶板与底板之间，且该多个支撑杆上的所有皮托管的进气口均位于矿井巷道中的同一个断面上；所有支撑杆上的皮托管的全压出气口均通过全压胶管连通后再与微压差传感器的高压接口连通、所有皮托管的静压出气口均通过静压胶管连通后再与微压差传感器低压接口连通。

作为本实用新型的进一步改进，每根支撑杆上的皮托管的数量为三个、其沿支撑杆的长度方向均匀分布。

作为本实用新型的进一步改进，支撑杆是由多个间隔设置且相互套接的内管和外管构成，内管和外管通过锁紧接头连接固定，支撑杆顶端和底端均设有柔性固定爪。

作为本实用新型的进一步改进，多个支撑杆沿矿井巷道的断面的宽度方向均匀分布设置。

作为本实用新型的进一步改进，支撑杆夹上设有紧固螺栓。

作为本实用新型的进一步改进，风速仪中微压差传感器、绝对静压传感器、温度传感器和湿度传感器均通过RS232接口电路与处理器电气联接。

本实用新型的有益效果是：具有测量结果精确、结构简单、易于快速布置、性能稳定等优点，用于大断面、高风速等人工测量不便的特殊巷道。解决了大断面井巷及高速风道中平均风速的测定难题，保证了测量结果的可靠性。

附图说明

图1为实施方式一、八所述的一种微压差式风速测量系统的风速仪的电路模块图；

图2为实施方式一、四所述的一种微压差式风速测量系统的结构示意图，图中箭头表示风向，点划线表示同一断面；

图3为实施方式二、七所述的一种微压差式风速测量系统的皮托管固定器的结构示意图；

图4为实施方式五所述的一种微压差式风速测量系统的支撑杆的结构示意图；

图5为实施方式二、七所述的一种微压差式风速测量系统的皮托管固定器与皮托管的组装结构示意图；

图6为实施方式三、六所述的一种微压差式风速测量系统的实施图。

具体实施方式

具体实施方式一

一种微压差式风速测量系统，是由风速仪1、支撑杆2和皮托管3构成。

如图1所示，其中，风速仪1包括机壳4、安装于机壳4内的电源5、处理器6、存储器7、微压差传感器8、绝对静压传感器9、温度传感器10、湿度传感器11和安装于机壳4的外壁的显示屏12，处理器6分别与存储器7、微压差传感器8、绝对静压传感器9、温度传感器10、湿度传感器11和显示屏12电气联接；电源5用于给风速仪1内的电路供电；

微压差传感器8，用于测量巷道内全压与静压的压差；

绝对静压传感器9，用于测量巷道内绝对静压；

温度传感器10，用于测量巷道内的温度；

湿度传感器11，用于测量巷道内的湿度；

处理器6，根据各传感器传来的数据，通过内部预设的程序进行处理，程序可以是求风速的公式，通过各传感器测得所需参数后，代入公式即可求得当前风速；

存储器7，用于存储数据；

显示屏12，用于显示测量得到的参数以及计算结果得到的参数，本显示屏12可以采用触摸屏或者普通显示屏，如果采用普通显示屏，则可以在机壳1上设有按键，用于操作控制；

电源5，用于供给上述各电路的工作用电；

如图2所示，支撑杆2为伸缩式直杆，该支撑杆2的杆身上通过皮托管固定器13固定有一个或一个以上的皮托管3，所有皮托管3的进气口均位于同一条直线上，所有皮托管3的全压出气口均通过全压胶管14连通后再与微压差传感器8的高压接口连通，所有皮托管3的静压出气口均通过静压胶管15连通后再与微压差传感器8低压接口连通，微压差传感器8。

支撑杆2根据矿井巷道的的顶板与底板之间的高度来调节伸缩长度，结构简单，能够快速设置固定在巷道中，然后将所有的皮托管3全部正对风流方向并且位于同一条直线上，如果支撑杆2的数量为一个或一个以上，则需要间隔一定距离或按照巷道的宽度平均设置，并且要求所有的的皮托管3全部正对风流方向并且位于同一个巷道断面上，每个皮托管3分别采集其所处巷道断面位置的全压和静压，由于皮托管3的全压出气口均通过全压胶管14连通，则全压在全压胶管14内均衡，同理皮托管3的静压出气口均通过静压胶管15连通，静压在静压胶管15内均衡，全压与静压二者均衡后再进入微压差传感器8比较作差，能够更加精确地测得压差，并且由于一根支撑杆2上有一个或一个以上的皮托管3，则可以根据需要，在巷道内的不同高度均配有一个皮托管3，能够采集巷道该断面不同位置，尤其是上方的风速。

具体实施方式二

如图3和图5所示，本具体实施例与具体实施例一所述的一种微压差式风速测量系统区别在于，皮托管固定器13包括支撑杆夹16、连接杆17和皮托管夹18，支撑杆夹16夹紧固定于支撑杆2上、其通过连接杆17固定有皮托管夹18，皮托管夹18夹紧固定皮托管3，根据皮托管3的长度，可以安装多个皮托管固定器13用于固定一个皮托管3，令皮托管3保持稳固，减少在风中抖动的可能。

具体实施方式三

如图6所示，本具体实施例与具体实施例一所述的一种微压差式风速测量系统区别在于，风速测量系统包括多个支撑杆2，多个支撑杆2竖直固定于矿井巷道的顶板与底板之间，且该多个支撑杆2上的所有皮托管3的进气口均位于矿井巷道中的同一个断面上；所有支撑杆2上的皮托管3的全压出气口均通过全压胶管14连通后再与微压差传感器8的高压接口连通、所有皮托管3的静压出气口均通过静压胶管15连通后再与微压差传感器8低压接口连通，共处同一个断面能够更加精确地获得当前断面上风速，并且位于同一断面上的不同高度位置的皮托管3测得的全压和静压都需要先在管路中均衡后再通过微压差传感器8进行比较作差。

具体实施方式四

如图2所示，本具体实施例与具体实施例一或具体实施例三所述的一种微压差式风速测量系统区别在于，一根支撑杆2上的皮托管3的数量为三个、其沿支撑杆2的长度方向均匀分布，能够测得一定范围内上方、中部和下方的风速。

具体实施方式五

如图4所示，本具体实施例与具体实施例四所述的一种微压差式风速测量系统区别在于，支撑杆2是由多个间隔设置且相互套接的内管19和外管20构成，内管19和外管20通过锁紧接头21连接固定，支撑杆2顶端和底端均设有柔性固定爪22，通过锁紧接头21旋松后，内管19能够插入或拉出外管20，进而调节整根支撑杆2的长度使其适应矿井巷道的顶板与底板之间的距离，而柔性固定爪22用于紧抵于矿井巷道的顶板与底板上固定支撑杆2。

具体实施方式六

如图6所示，本具体实施例与具体实施例三所述的一种微压差式风速测量系统区别在于，多个支撑杆2沿矿井巷道的断面的宽度方向均匀分布设置，同时根据需要皮托管3也可以均匀分布设置，进而将矿井巷道中的断面平均分为多个测量区，保证测量效果。

具体实施方式七

如图3和图5所示，本具体实施例与具体实施例二所述的一种微压差式风速测量系统区别在于，支撑杆夹16上设有紧固螺栓23，该紧固螺栓23能够旋入支撑杆夹16并紧抵支撑杆2上，将皮托管固定器13牢固固定在支撑杆2上。

具体实施方式八

如图1所示，本具体实施例与具体实施例一所述的一种微压差式风速测量系统区别在于，风速仪1中微压差传感器8、绝对静压传感器9、温度传感器10和湿度传感器11均通过RS232接口电路24与处理器6电气联接。

本实用新型的一种微压差式风速测量系统，其具体原理如下：

通过皮托管3测量同一断面上不同高度和方位的全压和静压，并分别经过全压胶管14和静压胶管15的均衡后输入到风速仪1中的微压差传感器8测量压差，在风速仪1中，微压差传感器8测量巷道内全压与静压的压差h_vi，绝对静压传感器9测量巷道内绝对静压P，温度传感器10测量巷道内的温度t，湿度传感器11测量巷道内的湿度

进而根据处理器6存储的公式和进行代入运算，其中，ρ为空气密度、T＝(273.15+t)为绝对温度、P_st为饱和蒸汽压力，求得经过当前断面的实时的风速v。