一種管道流量測量裝置的製作方法

2023-04-22 22:44:56

專利名稱：一種管道流量測量裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種流量測量裝置，尤其是用於管道的流量測量裝置。
背景技術：
速度式流量計是發展最早的流量測量儀表，它是以直接測量管道內流體流
速作為流量測量依據的，如常用的水錶和新式的LTD型通用電子流量計，但在 髒汙流體中的計量準確度不高。電磁流量計結構複雜、價格昂貴且易受外界電 磁場影響。渦街流量計利用"卡門渦街"原理，實現了數位化測量，但漩渦體 被玷汙後會給測量結果帶來很大誤差，且很難在大管徑多雜質管道流體中使用。 超聲波流量計有安裝維修方便和通用性好等特點，但因其對漂浮雜質敏感且易 受幹擾、測量有盲區等，使應用場合受限。

發明內容
本發明的目的是提供一種安裝維修方便，適於對汙水、雨水管道中液體流 量測量的管道流量測量裝置。
本發明的管道流量測量裝置，包括壓力變送器、計算機、螢光顆粒投放容 器，控制螢光顆粒投放容器啟閉的電磁閥和光電轉換信號放大器，壓力變送器 的兩個信號輸出端分別與計算機的接口板卡I/O的輸入端和公共端相連，電磁閥 的兩個控制端分別與計算機的接口板卡I/O的輸出端和公共端相連，螢光顆粒投 放容器的出料口接有伸縮軟管，光電轉換信號放大器由光電轉換管、信號放大 環節和用於遮擋側光的伸縮軟管組成，伸縮軟管套在光電轉換管上，光電轉換 管與信號放大環節的輸入端相連，信號放大環節的輸出端接計算機接口板卡I/O
口的輸入端。
使用時，螢光顆粒投放容器固定於管道測試點的正上方，光電轉換信號放 大器裝設在距螢光顆粒投放容器一定距離處，壓力變送器置於管道底部的測試 點，壓力變送器將液位壓力轉換成相應比例的標準電信號，輸入到計算機，由 計算機隨時採集數據監視液位的升與降，且進行管道流量截面計算，並控制電 磁閥開啟釋放螢光顆粒，計算機記錄螢光顆粒釋放時間，投放的螢光顆粒漂浮 在所測斷面流體液面上，當其順流到遮擋側光的伸縮軟管下方時，螢光顆粒的 輝光激勵光電轉換管，光電轉換管將光信號轉換為電信號，經信號放大環節放 大後輸給計算機，作為計時終止值。計算機通過螢光顆粒在液面上行走的距離、 時間，可算得實時流速，結合液位截面形狀，即可確定管道該時段的實際流量。
本發明的優點安裝調試測量方便，不受管道幾何形狀、管徑大小和管道 液位影響，對汙水領域流量計量有很強的適用性，可實現對汙水、雨水管道等 不可壓縮液體的排水管道中液體流量的在線測量，本發明裝置通過計算機與網 絡聯用可實現遠距數據測量和共享。


圖1是本發明的管道流量測量裝置及裝設在排水管道測流量的示意圖。
具體實施例方式
參照圖l，本發明的管道流量測量裝置，包括壓力變送器l、計算機2、熒 光顆粒投放容器3，控制螢光顆粒投放容器3啟閉的電磁閥4和光電轉換信號放 大器5，壓力變送器1的兩個信號輸出端分別與計算機2的接口板卡I/O的輸入 端和公共端相連，螢光顆粒投放容器3固定於測試點的正上方，電磁閥4的兩 個控制端分別與計算機2的接口板卡I/O輸出端和公共端相連，螢光顆粒投放容 器3的出料口接有伸縮軟管6，光電轉換信號放大器5由光電轉換管7、信號放 大環節8和用於遮擋側光的伸縮軟管9組成，裝設在距螢光顆粒投放容器3 — 定距離處。圖示實例中，信號放大環節8包括電阻R1、反饋電阻R2和一個運 算放大器，運算放大器的反相輸入端和正相輸入端共接光電轉換管7，電阻Rl 的一端和運算放大器輸出端相接，反饋電阻R2跨接在電阻R1的另一端和運算 放大器的反相輸入端之間，運算放大器的輸出端接計算機2接口板卡I/O 口的輸 入端，運算放大器的正輸入端與計算機2接口板卡I/0 口的公共端相接並接地。 伸縮軟管9套在光電轉換管7上。
本發明中，所說的壓力變送器1可採用擴散矽壓力變送器，光電轉換管7 可為矽光電二極體。
流量測量過程
1、 管道截面測算計算機通過I/0 口採集壓力變送器輸出的標準電信號， 經量綱處理轉換為相應管道流量測試點的液位高度/i，算出測試段的截面積。以 圓型管道為例，由算式^h。s-'^可求得液面高度中心角^式中"為測試段管
道直徑，該汙水管道液位截面積為^^^-s—)。
2、 時間、流速測算計算機通過I/0輸出命令開啟螢光顆粒投放容器的電 磁閥，螢光顆粒沿著伸縮軟管投放到液面上，並開始計時，螢光顆粒隨管道中 的液流流動到遮擋側光的伸縮軟管下，光電轉換管接收到輝光，激勵產生電信
號，此電信號經信號放大環節放大後輸入計算機，經過計算機處理作為計時終 止值，從而可獲得螢光顆粒漂流時間值f。依據此時間f及螢光顆粒漂流距離丄 可以得到實時的流體液面流速7 =丄/"再由計算機處理計算即可得到管道測試 點的流體截面平均水流速度F，進而可由2 = ^*^得到實時瞬時流量。
通過壓力變送器測得的不同時段的液位，再由計算機算得不同液位下相關 時段的流量，累加可得該管道的總流量值。
權利要求
1.一種管道流量測量裝置，其特徵在於包括壓力變送器(1)、計算機(2)、螢光顆粒投放容器(3)，控制螢光顆粒投放容器(3)啟閉的電磁閥(4)和光電轉換信號放大器(5)，壓力變送器(1)的兩個信號輸出端分別與計算機(2)的接口板卡I/O的輸入端和公共端相連，電磁閥(4)的兩個控制端分別與計算機(2)的接口板卡I/O的輸出端和公共端相連，螢光顆粒投放容器(3)的出料口接有伸縮軟管(6)，光電轉換信號放大器(5)由光電轉換管(7)、信號放大環節(8)和用於遮擋側光的伸縮軟管(9)組成，伸縮軟管(9)套在光電轉換管(7)上，光電轉換管(7)與信號放大環節(8)的輸入端相連，信號放大環節(8)的輸出端接計算機(2)接口板卡I/O口的輸入端。
2. 根據權利要求1所述的管道流量測量裝置，其特徵在於信號放大環節(8) 包括電阻(R1)、反饋電阻(R2)和一個運算放大器，運算放大器的反相輸入端和 正相輸入端共接光電轉換管(7)，電阻(Rl)的一端和運算放大器輸出端相接， 反饋電阻(R2)跨接在電阻(R1)的另一端和運算放大器的反相輸入端之間。
全文摘要
本發明公開的管道流量測量裝置包括壓力變送器、計算機、螢光顆粒投放容器，控制螢光顆粒投放容器啟閉的電磁閥和光電轉換信號放大器。使用時，壓力變送器將液位壓力信號輸入到計算機，計算機進行管道流量實時截面計算，並控制電磁閥開啟釋放螢光顆粒和計時，光電轉換管接收螢光顆粒輝光激勵產生電信號，該信號經放大後送給計算機，作為計時終止值。計算機通過螢光顆粒在液面上行走的距離、時間，可算得實時流速，結合液位截面形狀，即可確定管道該時段的實際流量。本發明裝置安裝調試測量方便，不受管道幾何形狀、管徑大小和管道液位影響，對汙水領域流量計量有很強的適用性，可實現在線測量，本發明裝置通過計算機與網絡聯用可實現遠距數據測量和共享。
文檔編號G01P5/20GK101109654SQ20071007005
公開日2008年1月23日 申請日期2007年7月17日 優先權日2007年7月17日
發明者琴 張, 彭建州, 汪雄海 申請人:浙江大學