CN101109654A - 一种管道流量测量装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的管道流量测量装置包括压力变送器、计算机、荧光颗粒投放容器，控制荧光颗粒投放容器启闭的电磁阀和光电转换信号放大器。使用时，压力变送器将液位压力信号输入到计算机，计算机进行管道流量实时截面计算，并控制电磁阀开启释放荧光颗粒和计时，光电转换管接收荧光颗粒辉光激励产生电信号，该信号经放大后送给计算机，作为计时终止值。计算机通过荧光颗粒在液面上行走的距离、时间，可算得实时流速，结合液位截面形状，即可确定管道该时段的实际流量。本发明装置安装调试测量方便，不受管道几何形状、管径大小和管道液位影响，对污水领域流量计量有很强的适用性，可实现在线测量，本发明装置通过计算机与网络联用可实现远距数据测量和共享。
Description
技术领域
本发明涉及一种流量测量装置，尤其是用于管道的流量测量装置。
背景技术
速度式流量计是发展最早的流量测量仪表，它是以直接测量管道内流体流速作为流量测量依据的，如常用的水表和新式的LTD型通用电子流量计，但在脏污流体中的计量准确度不高。电磁流量计结构复杂、价格昂贵且易受外界电磁场影响。涡街流量计利用“卡门涡街”原理，实现了数字化测量，但漩涡体被玷污后会给测量结果带来很大误差，且很难在大管径多杂质管道流体中使用。超声波流量计有安装维修方便和通用性好等特点，但因其对漂浮杂质敏感且易受干扰、测量有盲区等，使应用场合受限。
发明内容
本发明的目的是提供一种安装维修方便，适于对污水、雨水管道中液体流量测量的管道流量测量装置。
本发明的管道流量测量装置，包括压力变送器、计算机、荧光颗粒投放容器，控制荧光颗粒投放容器启闭的电磁阀和光电转换信号放大器，压力变送器的两个信号输出端分别与计算机的接口板卡I/O的输入端和公共端相连，电磁阀的两个控制端分别与计算机的接口板卡I/O的输出端和公共端相连，荧光颗粒投放容器的出料口接有伸缩软管，光电转换信号放大器由光电转换管、信号放大环节和用于遮挡侧光的伸缩软管组成，伸缩软管套在光电转换管上，光电转换管与信号放大环节的输入端相连，信号放大环节的输出端接计算机接口板卡I/O口的输入端。
使用时，荧光颗粒投放容器固定于管道测试点的正上方，光电转换信号放大器装设在距荧光颗粒投放容器一定距离处，压力变送器置于管道底部的测试点，压力变送器将液位压力转换成相应比例的标准电信号，输入到计算机，由计算机随时采集数据监视液位的升与降，且进行管道流量截面计算，并控制电磁阀开启释放荧光颗粒，计算机记录荧光颗粒释放时间，投放的荧光颗粒漂浮在所测断面流体液面上，当其顺流到遮挡侧光的伸缩软管下方时，荧光颗粒的辉光激励光电转换管，光电转换管将光信号转换为电信号，经信号放大环节放大后输给计算机，作为计时终止值。计算机通过荧光颗粒在液面上行走的距离、时间，可算得实时流速，结合液位截面形状，即可确定管道该时段的实际流量。
本发明的优点：安装调试测量方便，不受管道几何形状、管径大小和管道液位影响，对污水领域流量计量有很强的适用性，可实现对污水、雨水管道等不可压缩液体的排水管道中液体流量的在线测量，本发明装置通过计算机与网络联用可实现远距数据测量和共享。
附图说明
图1是本发明的管道流量测量装置及装设在排水管道测流量的示意图。
具体实施方式
参照图1，本发明的管道流量测量装置，包括压力变送器1、计算机2、荧光颗粒投放容器3，控制荧光颗粒投放容器3启闭的电磁阀4和光电转换信号放大器5，压力变送器1的两个信号输出端分别与计算机2的接口板卡I/O的输入端和公共端相连，荧光颗粒投放容器3固定于测试点的正上方，电磁阀4的两个控制端分别与计算机2的接口板卡I/O输出端和公共端相连，荧光颗粒投放容器3的出料口接有伸缩软管6，光电转换信号放大器5由光电转换管7、信号放大环节8和用于遮挡侧光的伸缩软管9组成，装设在距荧光颗粒投放容器3一定距离处。图示实例中，信号放大环节8包括电阻R1、反馈电阻R2和一个运算放大器，运算放大器的反相输入端和正相输入端共接光电转换管7，电阻R1的一端和运算放大器输出端相接，反馈电阻R2跨接在电阻R1的另一端和运算放大器的反相输入端之间，运算放大器的输出端接计算机2接口板卡I/O口的输入端，运算放大器的正输入端与计算机2接口板卡I/O口的公共端相接并接地。伸缩软管9套在光电转换管7上。
本发明中，所说的压力变送器1可采用扩散硅压力变送器，光电转换管7可为硅光电二极管。
流量测量过程：
1、管道截面测算：计算机通过I/O口采集压力变送器输出的标准电信号，经量纲处理转换为相应管道流量测试点的液位高度h，算出测试段的截面积。以圆型管道为例，由算式
可求得液面高度中心角，式中d为测试段管道直径，该污水管道液位截面积为
2、时间、流速测算：计算机通过I/O输出命令开启荧光颗粒投放容器的电磁阀，荧光颗粒沿着伸缩软管投放到液面上，并开始计时，荧光颗粒随管道中的液流流动到遮挡侧光的伸缩软管下，光电转换管接收到辉光，激励产生电信号，此电信号经信号放大环节放大后输入计算机，经过计算机处理作为计时终止值，从而可获得荧光颗粒漂流时间值t。依据此时间t及荧光颗粒漂流距离L可以得到实时的流体液面流速V＝L/t，再由计算机处理计算即可得到管道测试点的流体截面平均水流速度
进而可由 得到实时瞬时流量。
通过压力变送器测得的不同时段的液位，再由计算机算得不同液位下相关时段的流量，累加可得该管道的总流量值。
Claims (2)
1.一种管道流量测量装置，其特征在于包括压力变送器(1)、计算机(2)、荧光颗粒投放容器(3)，控制荧光颗粒投放容器(3)启闭的电磁阀(4)和光电转换信号放大器(5)，压力变送器(1)的两个信号输出端分别与计算机(2)的接口板卡I/O的输入端和公共端相连，电磁阀(4)的两个控制端分别与计算机(2)的接口板卡I/O的输出端和公共端相连，荧光颗粒投放容器(3)的出料口接有伸缩软管(6)，光电转换信号放大器(5)由光电转换管(7)、信号放大环节(8)和用于遮挡侧光的伸缩软管(9)组成，伸缩软管(9)套在光电转换管(7)上，光电转换管(7)与信号放大环节(8)的输入端相连，信号放大环节(8)的输出端接计算机(2)接口板卡I/O口的输入端。
2.根据权利要求1所述的管道流量测量装置，其特征在于信号放大环节(8)包括电阻(R1)、反馈电阻(R2)和一个运算放大器，运算放大器的反相输入端和正相输入端共接光电转换管(7)，电阻(R1)的一端和运算放大器输出端相接，反馈电阻(R2)跨接在电阻(R1)的另一端和运算放大器的反相输入端之间。
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