[实用新型]一种流体流速流量测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及流体流速流量测量技术，尤其涉及一种流体流速流量测量装置。

背景技术

管道中的流体广泛存在于石油化工、食品制药、冶金、公用工程和环保等行业部门，其流速与流量的在线测量对于工业生产过程中生产操作、可靠运行和质量控制等具有重要的意义。随着电子技术、材料和加工技术的飞速发展，以流程工业为先导的各工业部门发展迅速，工业装置小型化、精细化趋势日益明显，工业生产对小流量检测的要求也日益提高。现有的流速流量测量仪表对工业生产过程中10毫米以上管径中的导电流体的流速、流量的测量已经较为成熟，但对于毫米级及以下管径中的导电流体流速流量测量问题，仍然缺乏相关的检测手段。

电容耦合式非接触电导测量技术是一种新型电导测量技术。由于电极不与被测液体直接接触，因此不存在传统接触式电导测量中的电化学腐蚀和电极极化效应等问题，具有广阔的工业实际应用需求。然而，目前该技术的研究与应用主要局限于分析化学等领域中毛细管尺度及以下管径的离子浓度检测，在工业过程中毫米级管径中的导电流体流速流量测量领域基本上属于空白。

本实用新型将电容耦合式非接触测电导测量技术应用于工业过程中导电流体流速流量测量领域，设计了一种流体流速流量测量装置及方法。相应装置具有结构简单、非接触、无压力损耗、成本低和应用范围广等优点，为测量毫米级管道内流体流速流量提供了一条有效的新途径。

发明内容

本实用新型的目的克服现有技术的不足，提供一种稳定、可靠的流体流速流量测量装置。

流体流速流量测量装置包括交流激励源、三电极非接触式电导传感器、信号处理模块、数据采集模块、微型计算机，三电极非接触式电导传感器由第一电子开关、第二电子开关、第三电子开关、第四电子开关、绝缘测量管道、第一电极、第一电感模块、第三电感模块、第二电极、第三电极、第二电感模块构成；在绝缘测量管道的外壁等间距安装有第一电极、第二电极和第三电极，第一电极与第一电感模块一端相连，第二电极与第三电感模块一端相连，第三电极与第二电感模块一端相连，第一电感模块另一端与第一电子开关一端相连，第三电感模块另一端与第二电子开关一端、第三电子开关一端相连，第二电感模块另一端与第四电子开关一端相连，第一电子开关另一端、第二电子开关另一端与交流激励源相连，第三电子开关另一端与信号处理模块、数据采集模块、微型计算机顺次相连，第四电子开关另一端与信号处理模块、数据采集模块、微型计算机顺次相连。

本实用新型与现有技术相比具有有益效果：

1）三电极非接触式电导传感器中的第一电子开关、第二电子开关、第三电子开关、第四电子开关的成对使用，保证了检测到的上游和下游的电导信号具有良好的独立性，不存在信号耦合的情况，符合相关流速流量测量原理应用的要求。同时，由于上游传感器和下游传感器共用第二电极，精简了相应的电极个数，使得装置得到了简化；

2)测量方式为非接触式，对被测介质流动特性无影响，不会导致压力损失和管道阻塞，同时，该方式也适用于非洁净流体的测量；

3)三个电极上分别串联一个电感模块，用以分别抵消管道内导电流体、绝缘测量管道和金属电极形成的相应耦合电容，即使相应的耦合电容间存在微小的差别，但由于这三组电感模块可以独立调整，使得这种消除了耦合电容对测量范围和测量精度的不利影响、扩大了测量装置适用的管道尺寸的方法易于实现，有效提高了装置的精确性和可调性。

附图说明

图1是流体流速流量测量装置的结构示意图；

图2是本实用新型的三电极非接触式电导传感器等效电路图；

图3是本实用新型的三电极非接触式电导传感器在串联谐振状态时的简化等效电路图；

图中：交流激励源1、第一电子开关2、第二电子开关3、第三电子开关4、第四电子开关5、信号处理模块6、数据采集模块7、微型计算机8、绝缘测量管道9、第一电极10、第一电感模块11、第三电感模块12、第二电极13、第三电极14、第二电感模块15。

具体实施方式