[发明专利]一种多孔介质填充结构可视化压力测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种多孔介质压力测量技术，特别涉及一种多孔介质填充结构可视化压力测量装置。

背景技术

多孔介质是由固体物质组成的骨架和由骨架分隔成大量密集成群的微小空隙构成的介质。自然界中蕴藏着煤、石油、天然气的岩石和土壤等均属于多孔介质。在核能领域中，第四代反应堆中的高温气冷堆和超临界水堆均采用球形燃料元件堆积模式，属于多孔介质的范畴。近年来众多学者针对多孔介质模型开展了大量深入的实验研究，而压力作为流体流动的一种重要特性，对其进行准确的测量是不可或缺的。

压力测量的基本工作原理是以市售的压力传感器作为基本测量元件，将流体流动时产生的压力通过引压管引至压力传感器，产生压力读数值。

例如，中国专利201010557354提供了一种多孔介质孔隙体积变化量的测量方法及装置，它包括调压控制器、上下游控制阀和放空阀。这个装置及测量方法操作简单、读数方便、性能稳定，适用于复杂压力变化条件下多孔介质材料孔隙体积大范围变化的快速准确测量。但是这种装置不能进行压力的测量，不适用于在实验进行中使用。

又如，中国专利200410004536提供了一种动孔隙水压力测量方法，它以市售的压力传感器作为基本测量元件，在压力传感器上加装一个由硬质材料制成的封盖，该封盖将压力传感器的感应探头罩扣在一个空间中，此空间通过封盖上设置的若干个具有适当孔径的通孔与外界连通，使用时将带有封盖的压力传感器放入待测土体中，土体中的孔隙水充满感应探头所在空间后，即可以开始测量。此设计可以广泛应用于实验室各种砂、土动态力学行为研究工作，操作方便。缺点是：（1）不能针对流体进行压力测量，仅能针对固体进行测量，无法实现密封；（2）不能根据实际实验需求进行可视化测量；（3）不能根据实验需要自行组合多孔介质的模型，只能测量已有的多孔介质材料，不适合一般的实验回路。

发明内容

针对上述现有技术存在的缺陷或不足，本发明的目的在于，提供一种既能准确测量流体压力值，又能盛装不同尺寸的多孔介质填充结构可视化压力测量装置。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种多孔介质填充结构可视化压力测量装置，包括有机玻璃管，安装在有机玻璃管上下两端的上/下孔板，安装在孔板内的不锈钢丝网，以及安装在有机玻璃管不同高度处的测压环，该测量装置进一步包括有安装在有机玻璃管上下端的上/下有机玻璃法兰，该上/下有机玻璃法兰与碳钢法兰相连接，将有机玻璃管固定在实验回路上。

所述孔板上开设有多个开孔；

所述孔板上的开孔等直径且均匀设置在孔板上；

所述不锈钢丝网由经处理的304不锈钢丝制成；

所述有机玻璃管的壁面开设有取压孔，所述测压环与有机玻璃管壁面连接安装后将该取压孔包含在测压环内；

所述取压孔的直径为0.8mm；

所述测压环正上方开设有排气孔，所述测压环的一个侧面安装有测压嘴，所述排气孔用尼龙螺丝进行密封；

所述测压环正上方开设有排气孔，所述测压环相对的两个侧面安装有测压嘴；

所述孔板与有机玻璃法兰通过螺纹连接；

所述有机玻璃管和有机玻璃法兰之间采用嵌入式粘接。

与现有技术相比，本发明测量装置至少具有以下优点：

1.孔板与有机玻璃法兰直接采用螺纹连接，防止由于孔板脱落使得多孔介质从有机玻璃管中漏出；

2.取压孔尺寸小于1mm，能更加准确地测量压力或压差；

3.测压环直接粘接在有机玻璃管上，保证了密封、节省了空间，同时还加强了实验段强度；

4.在测压环上方开4个排气小孔，排除测压环内残余的气体，保证了测量结果的准确性和精确性；

5.采用不锈钢网固定多孔介质位置，防止多孔介质从有机玻璃管中溢漏出来；

6.合理布置压力测量点，可精确监控压力的变化趋势；

7.在测压环侧面布置一个或两个测压嘴，可同时进行压力和压差的测量，减小测量误差。同时，多个测压环分布在管壁可以方便地测量不同管道高度之间的压差。

附图说明

图1是本发明测量装置的整体结构示意图；

图2是本发明孔板结构示意图；

图3是本发明A型测压环结构示意图；

图4是本发明B型测压环结构示意图。

其中：

a为有机玻璃管；b为有机玻璃法兰；c为孔板；d为不锈钢丝网；

e为A型测压环；f为B型测压环；1为孔板上开孔处（流体从此处流入流出）；