专利名称：液体流量计的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种液体流量计，特别涉及一种利用应变元件将被测液体流量冲击产生的拉力或压力或弯曲力或扭转力转换为与其成相应关系的电信号处理存储及显示的用于油田的液体流量计。
油田注液体井的井下注液体量是一处重要的计量参数。目前实际测试中用于测量井下注液体量的仪器为机械浮子式、涡轮式和电子浮子式三种类型。机械浮子式井下流量计是通过流经锥管的液体冲击其中的浮子，并带动与浮子杆相连记录笔，在旋转的记录卡片上记录出流量的变化。这种装置由于需要从预先在室内作出的浮子位移高度和流量的关系曲线上才能查出相应的流量值，因此实际应用时，既不方便，也难以精确计量。加上它的浮子测量机构与记录机构连在一起，均为运动部件，容易造成记录机构渗进液体从而进一步影响测量的精度和可靠性。而采用涡轮式井下流量计的主要问题是由于实际中注入的液体并不纯净，里面含有的杂质和污物，容易造成涡轮旋转受阻，从而降低测量的精度和可靠性，甚至影响仪器的使用寿命。电子浮子式井下流量计是利用测试转换元件，在不改变简单耐用的浮子测量机构的基础上，直接将浮子的位移量转换成相应的电信号，来达到简便可靠地计量注液体井各注液体层的注液体量。但这种流量计的主要总是结构复杂，耗电量大，由于没有改变原来机械浮子式测量机构，因而精度比较低。
本实用新型的目的在于提供一种新型的利用注入进液管的液体冲击受力装置产生的拉力或弯曲力或扭转力引起与之连接的应变装置产生与其受力变形成相应关系的电信号，从而达到精确简便可靠地计量注液体井各注液体层注液体量的新型液体流量计。
本实用新型是这样实现的，本实用新型包括有进液管、传感器和测量装置，其特征在于传感器由受力装置和与之联接的力敏传感器组成，进液管5的侧壁有进液口，进液管的下部连接有出液管，受力装置和力敏传感器设置在进液管内部，受力装置位于进液口下部相应于出液管的中部，下部连接受力装置的力敏传感器其上端固设在进液管上部的管接头上；有一电路套管密封连接在进液管的上部，电路套管内设置有测量装置，测量装置连接有信号输出通讯接口，力敏传感器的信号通过信号线与测量装置连接。
受力装置由至少有一个承受液体冲击产生拉力或压力或弯曲力或扭转力的承受体组成，承受体为叶轮或涡轮或叶片或圆柱体或圆盘或圆锥体。
电路套管、进液管和出液管为分体结构螺接或一体结构。
出液管处于承受体相应位置的内径为8.5-80毫米，受力装置的外径为8-79.5毫米。
力敏传感器由一连接受力装置的弹性元件和粘贴在弹性元件上的电阻应变元件，粘贴在弹性元件上的电阻应变元件外部设有密封套。
应变装置为连接受力装置的弹性元件和粘贴在弹性元件上的电阻应变元件，弹性元件密封固接在管接头上。粘贴在弹性元件上的电阻应变元件外部包有密封防水套。
测量装置由测量电路、转换电路、控制电路和电源组成。
粘贴在弹性元件上的应变元件由1-8个电阻应变元件或者1-3个电阻应变元件与固定电阻组成桥式测量电路的四个桥臂R1-R4。
转换电路主要由放大器IC1和A/D转换器IC2组成，放大器IC1的输入端与电桥测量电路的输出端ab连接，输出端与A/D转换器IC2的输入端连接，A/D转换器IC2的输出端连接到控制电路输入端。控制电路为一带有程序存储器的微处理器IC3和数据存储器IC4，微处理器IC3的信号通过通讯接口与外部设备联接。
本实用新型与现有技术相比，其优点是适用性强，使用简便，测量精确，自动化程度高。
图1为本实用新型一个实施例结构示意剖视图；图2为本实用新型一个实施例其测量装置的电路框图；图3为本实用新型实施例测量装置中转换电路和控制电路的电原理图。
结合实施例进一步说明附图，如图1所示，本实用新型包括有进液管、传感器和测量装置，其特征在于传感器由受力装置4和与之联接的力敏传感器3组成，进液管5的侧壁有进液口51，进液管的下部连接有出液管(52)，受力装置4和力敏传感器3设置在进液管5内部，受力装置4位于进液口51下部相应于出液管52的中部，下部连接受力装置4的力敏传感器3其上端固设在进液管5上部的管接头6上；有一电路套管8密封连接在进液管5的上部，电路套管8内设置有测量装置7，测量装置7连接有信号输出通讯接口1，力敏传感器3的信号通过信号线与测量装置7连接。
受力装置4由至少有一个承受液体冲击产生拉力或压力或弯曲力或扭转力的承受体组成，承受体为叶轮或涡轮或叶片或圆柱体或圆盘或圆锥体，本实用新型的实施例其受力装置4为一叶轮。
电路套管8、进液管5和出液管52为分体结构螺接或一体结构。本实用新型的实施例(如图1所示)采用的进液管5与出液管52为分体结构并螺接，便于根据测量范围的变化更换出水管52，本实施例的电路套管8与进液管5亦为分体结构，二者均与中间的管接头6密封螺接，以便于对二部分内的部件和电路进行维修。
本实用新型的实施例出液管52处于承受体4相应位置的内径为8.5-80毫米。受力装置4的外径为8-79.5毫米。调整承受体4的大小及形状或调整出液管52的内径尺寸，可相应改变被测流体冲击承受体41的力的大小，从而改变被测流体的测量量程范围。
本实用新型的实施例其力敏传感器3由一连接受力装置4的弹性元件32和粘贴在弹性元件32上的电阻应变元件31，粘贴在弹性元件32上的电阻应变元件31外部设有密封套33。
本实用新型的实施例之测量装置7由测量电路、转换电路、控制电路和电源2组成。
粘贴在弹性元件32上的电阻应变元件31由1-8个电阻应变元件或者1-3个电阻应变元件31与固定电阻组成桥式测量电路的四个桥臂R1-R4。当采用一个应变元件31时，另外三个桥臂采用固定电阻，采用二个应变元件时另二个桥臂采用固定电阻，依此类推，当采用超过四个应变元件31时，二个应变元件31串联连接成一个桥臂。
转换电路主要由放大器IC1和A/D转换器IC2组成，放大器IC1的输入端与电桥测量电路的输出端ab连接，输出端与A/D转换器IC2的输入端连接，A/D转换器IC2的输出端连接控制电路，控制电路主要由带有程序存储器的微处理器(CPU)IC3和数据存储器IC4组成，微处理器(CPU)IC3的信号通过IC3的J3-1端经通讯接口1与外部设备联接。
粘贴在弹性元件32中部的电阻应变元件31或与固定电阻连接成的惠斯顿电桥，由电源提供的供桥电压U0，加在电桥电路的dc端，在将电桥予调平衡后，电桥的ab输出端产生电压信号Usc就只与应变片31感受应变所引起的电阻变化有关。当液体由上向下通过进液管5的进液口51注入并冲击受力装置4时，带动与受力装置4联接的应变装置3中的弹性元件32受力，引起粘贴在弹性元件32上的应变片31电阻值的相应变化，造成电桥ab端电压Usc的相应变化。经放大器IC1放大转变成标准模拟电压信号，送至A/D转换器IC2转换成数字信号，送至带程序存储器的微处理器(CPU)IC3进行采集处理，再存储在数据存储器IC4的数据区内，以便随时通过通讯接口1方便地与井上回放仪或微处理机等仪器设备进行通讯，对测试的注水井各层数据汇总存档或进行更深一步的处理。
由于被测液体的流量大小与承受体(如叶轮)41受冲击后带动与承受体(叶轮)41相连接的应变装置3中弹性元件32的受力变化量大小成比例，对应粘贴在弹性元件32上的电阻应变元件31构成的电桥ab输出端产生的电信号Usc的大小又与弹性元件32的受力变形量大小成比例。因此测得有电阻应变元件31组成的电桥ab输出端电压Usc的大小，也就得到相应的被测液体的流量值。
此外，本实用新型的液体流量计还可以同时测量注液体井各层段的实际压力和温度。
权利要求1.一种液体流量计，包括有进液管、传感器和测量装置，其特征在于传感器由受力装置(4)和与之联接的力敏传感器(3)组成，进液管(5)的侧壁有进液口(51)，进液管的下部连接有出液管(52)，受力装置(4)和力敏传感器(3)设置在进液管(5)内部，受力装置(4)位于进液口(51)下部相应于出液管(52)的中部，下部连接受力装置的力敏传感器(3)其上端固设在进液管(5)上部的管接头(6)上；有一电路套管(8)密封连接在进液管(5)的上部，电路套管(8)内设置有测量装置(7)，测量装置(7)连接有信号输出通讯接口(1)，力敏传感器(3)的信号通过信号线与测量装置(7)连接。
2.根据权利要求1所述的液体流量计，其特征在于受力装置(4)由至少有一个承受液体冲击产生拉力或压力或弯曲力或扭转力的承受体组成，承受体为叶轮或涡轮或叶片或圆柱体或圆盘或圆锥体。
3.根据权利要求1所述的液体流量计，其特征在于电路套管(8)、进液管(5)和出液管(52)为分体结构螺接或一体结构。
4.根据权利要求1所述的液体流量计，其特征在于出液管(52)处于承受体(4)相应位置的内径为8.5-80毫米。
5.根据权利要求1所述的液体流量计，其特征在于受力装置(4)的外径为8-79.5毫米。
6.根据权利要求1所述的液体流量计，其特征在于力敏传感器(3)由一连接受力装置(4)的弹性元件(32)和粘贴在弹性元件(32)上的电阻应变元件(31)，粘贴在弹性元件(32)上的电阻应变元件(31)外部设有密封套(33)。
7.根据权利要求1所述的液体流量计，其特征在于测量装置(7)由测量电路、转换电路、控制电路和电源(2)组成。
8.根据权利要求1或6所述的液体流量计，其特征在于粘贴在弹性元件(32)上的应变元件(31)由1-8个电阻应变元件或者1-3个应变元件与固定电阻组成桥式测量电桥电路的四个桥臂R1-R4。
9.根据权利要求1或7所述的液体流量计，其特征在于转换电路主要由放大器IC1和A/D转换器IC2组成，放大器IC1的输入端与电桥测量电路的输出端ab连接，输出端与A/D转换器IC2的输入端连接，A/D转换器IC2的输出端连接到控制电路输入端。
10.根据权利要求1或7所述的液体流量计，其特征在于控制电路为一带有程序存储器的微处理器IC3和数据存储器IC4，微处理器IC3的信号通过通讯接口(1)与外部设备联接。
专利摘要本实用新型涉及一种液体流量计。包括有电路套管、进液管、受力装置、力敏传感器和测量、控制装置。受力装置上连接有弹性元件,力敏传感器由弹性元件及安在弹性元件上的应变元件组成。通过注入进液管的液体冲击受力装置受力并带动应变装置中弹性元件产生变形,并通过应变元件将变形量转换为与其相应关系的电信号,经电路处理,可自动存储或直接显示被测液体的流量值。本实用新型适用性强、使用简便,测量精确,自动化程度高。
文档编号G01F1/20GK2368009SQ9824847
公开日2000年3月8日 申请日期1998年11月20日 优先权日1998年11月20日
发明者孙国峰, 孙太升 申请人:北京金时石油测试技术有限公司