[发明专利]一种流体检测计量装置

说明书

本发明涉及测量两个或多个变量的装置，特别是指一种能实现对生产现场适时监控、改善生产管理、可显示两相流体的浓度、流速、流量、产量和工作时间并能打印产量和工作时间数据的检测计量装置。

在固液或液液两相流体的连续管道输送中，例如泥浆、纸浆、水力采矿和化工溶液的连续管道输送，普遍地对混合流体的浓度、流量和产量有检测和控制要求。现有对两相流体浓度的检测，国内外一般采用放射性射线或各种波穿透管道或者通过管道反射折射进行检测，但这些方法受到诸如流质的性质、形状、大小和流质在流体中的分布状况，以及混合流体流速、管道的材料、直径等多方面因素的影响，存在着不能保证检测精度的缺陷，因而大大限制了其使用的领域范围。尤其在国内的大多数场合对浓度和流量的控制还是采用估算的方法，如挖泥船的工作量的计算往往采用插标杆等丈量方法，检测计量手段极为落后，远远跟不上工程作业的要求。

本发明的目的就在于改变传统的两相流体管道输送检测计量的落后状况，提供一种采用流体在线式连续动态称重方法检测两相流体，能够克服温度飘移、时间飘移、流体压力以及振动对检测精度影响的两相流体管道检测计量装置。这种装置可显示两相流体的浓度、流速、流量、产量和工作时间等控制指标，使生产过程得到有效控制，进而改善生产管理。

本发明的两相流体管道检测计量装置由机电传感检测装置和仪器构成。

机电传感检测装置采用在线式连续动态称重结构，由串接在管道中的测量管和机电传感部分组成，其沿管道的纵向长度为2000mm左右，包括弹性接头、测量管、外套管、压力传感器、超声流速探头、钢丝绳、下杠杆、上杠杆、平衡压铁、偏心轮、微电机、测力传感器等部件。测量管设有外套管，内外管之间注有添加了防冻液的防冻压力水，用以平衡弹性接头部位流体的压力。测量管通过两端的弹性接头与固定管道连接，压力传感器安装在前端弹性接头前的固定管道上，超声流速探头安装于测量管的前半部，测量管的两端通过两根钢丝绳分别与固定在其上部的上下两根杠杆相连，前端的钢丝绳连接下杠杆的前端，下杠杆的后端支承在上杠杆中部的下面，上杠杆的前端为平衡压铁、偏心轮和微电机，其后端与测量管后端的钢丝绳相连，上杠杆上还装有测力传感器。当进行工作时，流体流经测量管，由于浓度不断发生变化而使测量管内的流体重量也随着改变，这种变化通过钢丝绳和杠杆传递到传感器上并转换成电信号，电信号通过电缆传递给控制显示仪器。根据体积浓度与测量管中所称量的重量变化成线性关系的原理，于是就可以连续、动态地检测到与混合流体中浓度相的浓度成正比的电压信号。通过吸附在测量管的超声流速探头可以检测流体的流速。根据从测力传感器上得到的流体冲量面积和当量长度以及混合流体流经测量管所需的时间，可以测量出浓度相物质的体积产量。为了防止由温度飘移和时间飘移引起的浓度检测误差，机电传感检测装置采用了由微电机、偏心轮和测力传感器构成的短时卸载补偿机构，通过控制微电机定时使偏心轮转动，例如每小时转动一圈，由于偏心轮转动使上杠杆平衡压铁一端被微量压下后随即复位，从而使测力传感器卸载片刻(约几秒钟)，这时控制程序仍按卸载前瞬时的流体浓度来计量卸载期间的产量，这种稳定性补偿可以近似看作是在线式补偿。为了克服振动、摆动和冲击以及流体流量和工作压力脉动等因素对检测精度的影响，除了采用微机数据处理技术外，在机电传感检测装置中可以设置基准重量，在程序控制下通过与基准重量比较，校正称重误差。压力传感器将所测得的流体压力信号传递给仪器，通过程序处理，用以补偿流体压力对检测重量的影响。