[发明专利]一种基于L型皮托管的改进型风量测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种风量测量装置，特别是一种基于L型皮托管的改进型风量测量装置。

背景技术

皮托管又叫毕托管，是实验室内量测均点流速常用的仪器。在科研、生产、教学、环境保护以及净化室、矿井通风、能源管理部门，常用皮托管测量管道风速、炉窑烟道内的气流速度，经过换算来确定流量，也可测量管道内的水流速度。用皮托管测速和确定流量，有可靠的理论根据，使用方便、准确，是一种经典的广泛的测量方法。皮托管一般由一L型管和一由U型管构成的差压仪组成。

根据传感技术学报第20卷第3期《皮托管测量影响因素分析I_检测杆与安装角的影响》，得到管型5(外径7.5mm内径2.0mm)和管型8(外径10.0mm内径5.0mm)分别在风速为32.5m/s和45.8m/s下不同安装角(L型管的伸入被测风道端偏离被测风道中心轴线的夹角)的测量值及误差。

表1 v＝32.5m/s时的速度测量值及其误差

表2 v＝45.8m/s时的速度测量值及其误差

由表可推测出：安装角在10°范围内误差均小于2％.所以皮托管进行测量时安装角不能过大，需严格控制在10°范围内。即皮托管应基本垂直于被测管。

根据TB/T1704-2001、GB/T25123.1-2010及GB/T25123.2-2010的要求，轨道机车车辆和公路车辆用旋转电机做温升试验时，需要对其提供的冷却风量进行精确测量。实际操作中，一般采用L型皮托管进行测量。为了保证风量测量精度，其被测通风管道通常较长，其测风点距电机进风口也较长，使其测风点位置过高，导致人工测量时保持L型管水平稳定比较困难。

在现有的技术方案中，固定L型管要么直接用手，要么进行固定的装置过于复杂，不便安装，不能适应各种大小管径或形状的风道。若手工控制，10°的控制范围在短时间内可以达到要求，但通常进行测量时每次需要测量很多点(至少10个)，每次测量耗时10到20分钟，有时为了找到最佳风量点，需要连续测量多次，在长时间的测量过程中，很难保证L型管的垂直度。由于一般测量点较高，要手持L型管并保持前后左右的稳定需要很大的劳动强度。同时人对L型管造成的摇摆，会直接体现为U型管中液面计数的波动，从而影响压差的读数，进一步增大人为因素试验误差。

有时，进行风量测量时，风管管径较大，测量点很高，需要梯形台阶辅助才能进行测量。若采用皮托管进行测量，则一次风量测量需要3人才能完成(一人持管，一人读数，一人计数)。

另外，根据TB/T1704-2001的要求，为了取得风道中动压力头的平均值，将风筒截面分为N个圆环(一般N＝5)，在该风筒截面两中心轴与圆环相交的2N个点上测动压力头。测量点的位置按下式确定：

Ri=D22i-12N]]>

式中N—风筒截面内分成的圆环数；

i—从风筒中心算起的圆环序号；

R_i—从风筒中心到第i个圆环的半径，mm；

D—风筒直径，mm。

由此标准可知，测量过程中需要将L型管按照R_i的值准确放置。不同型号的风道，其管径各有不同。由于风道管径的不同，各不同的试验人员均对此L型管进行记号标识，从而使L型管上记号混乱不清，且普通的标记容易被抹掉消失。

总而言之，在现有的试验条件下，风量测量时有如下缺点：

1、测量点较高，手工持L型管较为困难；

2、测量位置不能准确定位，L型管无刻度；

3、不能适应不同大小及形状的风道；

4、不能保证L型管在允许的偏角范围内。

发明内容

针对现有技术不足，本发明的首要目的是提供一种基于L型皮托管的改进型风量测量装置，其既解决了手持L型管带来的人为误差问题，同时对风量测量过程中遇到的测量点定位问题进行了相关改进，保证了数据测量的精确性，又减轻了人员的工作负荷，降低了人力资源成本。