[发明专利]一种用于浑水压力测量的滤网阻沙装置及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及浑水压力测量领域，特别是关于一种用于浑水压力测量的滤网阻沙装置及其使用方法。

背景技术

在许多水利水电工程中，常需测量水压和压差，测量清水压力和压差时，多采用压力传感器。而我国多泥流河流很多，如果将多泥流河流中的浑水直接接入压力测试系统，因浑水在测试管道中没有流动，泥沙将逐渐沉积，测试管道中浑水密度将逐渐大于实际浑水密度，浑水密度的变化将严重影响压力测量的精度。

在某些试验中，取压点有可能是低于大气压力的负压，为避免进气和保护传感器，常需将传感器布置在取压点下方，如取压点压力有可能低于汽化压力，传感器需布置于取压点10m以下。如图1所示，假定传感器0安装在取压点以下，取压点和传感器0之间高程差为Z，取压点压力为p，传感器测量压力为p_m,则传感器测量压力p_m和取压点压力p存在如下关系：

p_m=p+Z·ρg    (1)

式中，p_m是传感器测量压力,Pa；p是取压点压力，Pa；Z是取压点和传感器之间高程差，m；ρ是测量管道内浑水的平均密度，kg/m³；g是当地的重力加速度，m/s²。

从式(1)中可以看出，其它参数不变的情况下，传感器测量压力p_m与测量管道内浑水的平均密度ρ成正比。但是，测量管路内是静水，浑水密度会因泥沙沉积而变化，浑水密度的变化将给压力测量带来很大的不确定性。假定被测量浑水系统（以下简称浑水系统）内浑水密度为ρ_s=1050kg/m³，而测量管路内密度ρ_M=1060kg/m³，取压点压力p=100000Pa，Z=10m，则p_m=203950Pa。但是，由于测量管路中的浑水密度处于变化中，且无法准确测量，如仍采用浑水系统内密度ρ_s=1050kg/m³，换算出的取压点压力为100981Pa，比实际压力高出近1%。当然也可能固体颗粒进入测量管路较少，测量管路内ρ_M=1010kg/m³，如仍采用ρ_s=1050kg/m³，换算出的取压点压力为96077Pa，比实际压力低4%。因此，有必要设计一种系统，只允许浑水压力传递给测压传感器，尽可能阻隔浑水中的泥沙颗粒进入测量管路及传感器。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种用于阻隔浑水中泥沙颗粒进入测压系统的滤网阻沙装置及其使用方法，以消除泥沙颗粒在测压系统的聚集沉积给压力测量带来的不确定性，提高浑水压力的测量精度。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种用于浑水压力测量的滤网阻沙装置，其特征在于，它包括：一卧式布置的过滤单元以及安装于所述过滤单元上的阀门组件；其中，所述过滤单元包括一无底的过渡桶，一敞口端与所述过渡桶的一端对接在一起的浑水桶，一敞口端与所述过渡桶的另一端对接在一起的清水桶，一装夹在所述浑水桶和过渡桶连接处的中细滤网，以及一装夹在所述过渡桶和清水桶连接处的细滤网；所述浑水桶的桶底中心通过管道与浑水系统取压点连接，所述清水桶的桶底中心通过测压管道与测压传感器连接。

所述阀门组件包括一个设置在所述浑水桶和浑水系统之间管道上的第一连通阀门，一个设置在所述清水桶和测压传感器之间管道上的第二连通阀门，三个分别设置在所述浑水桶、过渡桶及清水桶的桶壁上部且靠近所述浑水桶、过渡桶及清水桶右端面的排气/充水阀门，以及三个分别设置在所述浑水桶、过渡桶及清水桶的桶壁下部且靠近所述浑水桶、过渡桶及清水桶左端面的排沙阀门。

所述浑水桶、过渡桶以及清水桶的桶壁均采用透明的有机玻璃制成；桶径以便于观测为准选择，每一桶长应不小于其桶径的1.5倍；所述浑水桶和清水桶的桶底均采用金属封板，且两个桶底、三段圆桶及两个滤网通过分布在圆桶外的若干螺栓把合成一整体。

连通所述浑水桶和浑水系统的所述第一连通阀门与连通所述清水桶和测压传感器的所述第二连通阀门位于所述过滤单元的同一高度。