壓差式液體密度連續測定儀的製作方法

2023-05-17 19:54:36

專利名稱：壓差式液體密度連續測定儀的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種液體密度檢測儀器。
在本發明之前，液體密度測量有以下幾種方法;如浮子式密度計，壓力式密度計，重力式密度計、振動式密度計等;這些密度計的共同缺點是1、不耐高壓，不能直接接入工作管路;2、主要測量元件不耐衝擊，易損壞;3、測量元件易被堵、被卡、工作可靠性差;4、結構複雜，加工精度高，大多要求另配定量泵，因而價格昂貴，不便維修使用;5、測量精度受壓力、流態及液體其它性能的影響很大，故至今未在鑽井現場中使用。
本發明的目的是提供一種耐衝擊、壽命長、工作可靠、結構簡單、造價低，並能直接接入具有各種壓力的工作管路(或槽)內，連續測量各種牛頓和非牛頓液體密度的儀器。
本發明是這樣實現的，根據水力學原理和實際測量中得知1、靜液柱中任意兩點間的壓差可用下式表示△P＝g·ρ·△H式中△H為兩點間的高差，△P為兩點間的壓差，ρ為液體密度，g為重力加速度。
從式中可以看出當△H定值時，壓差△P與密度ρ成正比。
2、液體在水平放置的管內滿管流過時，如果流態為穩定流，則在同一過水截面上的上下兩對稱點的壓差△P與液體的動壓力和流速無關，也可用上式表示(參看圖2及其A-A剖面圖)即
△P＝g·ρ·△H式中△H為上下對稱點B、C之間的高差，△P為上下對稱點B、C之間的壓差，ρ為液體密度，g為重力加速度，即當△H一定時，△P與ρ成正比。
3、液體在水平放置管內滿管流過時，如果管長L≥9d(d為管子內徑)，測量截面A-A距液體流入端的距離a≥6d，距液體流出端的距離n≥3d，則測量截面A-A處的流態為穩定流。
以上述結論為據，製作出如圖2及其A-A剖面圖所示的壓差信號系統。從圖中看出，上下對稱點B、C之間的高差△H是定值，壓差△P只與液體密度ρ有關，即正比關係;而與管內的壓力，流速無關。該壓差△P通過壓差傳感器15轉換成電信號，由信號傳輸線17輸出，經放大器3放大，A/O轉換器4轉換成數位訊號送入計算機5，經數據處理後，由顯示儀表7直接顯示液體密度，也可用印表機6列印輸出，或聲光報警器8聲光報警。
本發明用以下實施例給出(參看

圖1)它由測量系統1。放大器3、A/O轉換器4，計算機5，印表機6、數字顯示儀7、聲光報警器8等組成。測量系統1(參看圖2及其A-A剖面圖)包括流態穩定管11，上測壓管16、下測壓管13，上連通管18、下連通管19、壓差傳感器15等，其特點是壓差傳感器15的上端與上連通管18的下端相連，上連通管18的上端插入上測壓管16頂部並留1mm間隙，壓差傳感器15的下端與下連通管19的上端相連接，下連通管19的下端焊固在下測壓管13的管壁上;上、下測壓管16、13、分別在流態穩定管11測量截面A-A上下對稱點B、C上引出;B點與C點之間的距離為△H，△H與下測壓管13的外徑之和小與流態穩定管11的外徑;流態穩定管11的管壁分別遮堵住上、下測壓管16、13管口B、C的上半部，B、C管口的下半部與流態穩定管11相通;流態穩定管11水平放置，其長度l≥9d(d為流態穩定管11的內徑)，測量截面A-A距流態穩定管11的液體流入端的距離a≥6d，距液體流出端的距離n≥3d。
上、下測壓管16、13管口B、C的下部半開的目的，是要將測壓管內的空氣堵在管內，起隔離和緩衝作用，防止液體(泥漿)進入上、下連通管18、19、與壓差傳感器接觸。使△H與下測壓管13的外徑之和小於流態管11外徑的目的，是要在下測壓管13的管口C下有一個斜面，可使液體在流態穩定管11中流動時，衝刷下測壓管13的管口C，防止液體中的雜質(如泥漿中的鑽屑)堵塞管口C，影響測量精度。將態穩定管11水平放置，使測量截面A-A距液體流入端的距離a≥6d，距液體流出端的距離n≥3d的目的，是使液體在測量截面A-A處形成穩定流。上、下測量管16、13、分別焊固在測量截面的上、下對稱點B、C上的目的，是為了使B、C點間的壓差△P與穩定管11內的壓力，流速無關，而僅與液體密度ρ成正比，這樣壓差△P信號經計算機處理後能直接顯示出液體密度ρ的值。
本發明與其他液體密度測量儀器相比的明顯優點是1、消除了壓力、流速、流態及液體其它性能對液體密度測量的影響，提高了測量精度。
2、能直接放入槽內或直接接入各種壓力、流速級別的管路內，進行液體密度的連續測量。
3、結構簡單、工作可靠、安裝方便、操作簡單、易行;具有較好的抗震、防堵、耐衝擊，耐腐蝕的性能。
權利要求
1.一種液體密度測定儀，它由測量系統1、放大器3、A/D轉換器4、計算機5、印表機6、數字顯示儀7、聲光報警器8等組成，其特徵在於上下測壓管16、13分別從測量系統1中流態穩定區內A-A截面的上下對稱點B、C上引出；
2.權利要求1中所述的液體密度測定儀，其特徵在於A測量系統1包括流態穩定管11、上測壓管16、下測壓管13，上連通管18、下連通管19、壓差傳感器15等;壓差傳感器15的上端與上連通管18的下端相連，上連通管18的上端插入上測壓管16的頂部並留間隙;壓差傳感器15的下端與下連通管19的上端連接，下連通管19的下端焊固在下測壓管13的管壁上;上、下測壓管16、13分別焊固在流態穩定管11的測量截面A-A的上下對稱點B、C上;流態穩定管11的管壁分別遮堵上、下測壓管16、13管口B、C的上半部分，B、C管口的下半部與流態穩定管11相通;上、下連通管18、19分別與上、下測壓管16、13相通;B測量截面A-A的上下對稱點B、C之間的距離為△l、△l與測壓管13外徑之和小於流態穩定管11的外徑;C流態穩定管11水平放置，其長度L≥9d(d為流態穩定管11的內徑)，測量截面A-A距液體流入端的距離a≥6d，距液體流出端的距離n≥3d。
全文摘要
一種壓差式液體密度連續測量儀，它由測量元件、計算機、顯示儀表等組成，本儀器消除了壓力、流量、流態及液體其它性能對液體密度測量的影響，因此測量值準確；本儀器能直接放入槽內或直接接入各種壓力、流量級別的管路內，進行液體密度連續測量，本儀器結構簡單、工作可靠、安裝方便、操作簡單、易行，具有良好的抗震、防堵、耐衝擊、耐腐蝕的功能。
文檔編號G01N9/26GK1068193SQ9110616
公開日1993年1月20日 申請日期1991年6月27日 優先權日1991年6月27日
發明者蔣震亞, 王鵬飛 申請人:遼河石油學校