CN101329245B - 液体管流阻力检测装置以及减阻剂的减阻效果检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种液体管流阻力检测装置，用于对减阻剂的减阻效果进行评价中使用，它包括一套液体循环单元和一检测单元，所述液体循环单元具有储液罐和多个连接管道和球阀形成的循环管路，在循环管路上设一挠性泵以及一变频器，且在测量管段两端装设一微差压计，所述检测单元与变频器和微差压计电连接。本发明采用挠性泵，其剪切强度较现有技术中使用的离心泵低，更适于评价减阻效果；本发明装置采用变频器控制泵的排量，只测量差压，可以简化检测装置和操作步骤，减少测量环节和可能的误差，提高结果的可信度。

Description

液体管流阻力检测装置以及减阻剂的减阻效果检测方法
技术领域：
本发明涉及流变学检测领域，特别涉及一种对减阻剂的减阻效果进行检测和评价的方法以及其中使用的液体管流阻力检测装置。
背景技术：
减阻剂(drag reducing agents，DRAs)或称减阻多聚物(drag reducingpolymers，DRPs)，是用于降低流体流动阻力的高分子化合物。研究表明，天然来源或人工合成的DRAs均具有减阻性能，其溶液具有粘弹性，在极低用量(纳摩尔级)的情况下，能将管道中液体流量增加至3倍或更多，所以减阻剂在诸多领域中得到广泛的应用。将水溶性减阻剂注入血液后，在极低用量(纳摩尔级)的情况下，即可改善动物模型的血流动力学、增加组织灌流。减阻剂有可能在心血管疾病、失血性休克或肾脏疾病等的治疗中发挥作用。
对减阻剂的减阻效能的评价需要通过专门的检测装置实现，现有的检测装置，采用离心泵提供液体流动的动力，因此对DRAs具有机械剪切作用，可加速其降解，因此会影响检测的准确性；另外，现有技术在管路中采用压力传感器和流量计，分别测定压力和流量两个参数，操作步骤较多，易于产生误差。因此，需要改进现有的检测评价方法以及检测装置。
发明内容：
本发明的目的在于提供用于该方法中的液体管流阻力检测装置。
一种液体管流阻力检测装置，包括一套液体循环单元和一检测单元，其中，所述液体循环单元具有储液罐和多个连接管道和球阀形成的循环管路，在循环管路上设一挠性泵以及一变频器，循环管路中挠性泵连接一测量管段，且在测量管段两端装设一微差压计，所述检测单元与变频器和微差压计电连接。
以上所述液体管流阻力检测装置，还包括一架子，其中挠性泵、变频器和储液槽装在架子的下方，测量管段和微差压计安装在架子的上方。
还包括一流量计，流量计安装在架子上方的连接管道上。
以上所述液体管流阻力检测装置，所述储液槽底部具有一放空口，装设一放空阀门。
以上所述液体管流阻力检测装置，检测单元包括一数据采集处理器、一数据输出设备，并且，微差压计、数据采集处理器、数据输出设备、变频器、和流量计电路相连。
以上所述液体管流阻力检测装置，所述数据采集处理器为计算机，所述数据输出设备为显示器，微差压计将测量管段两端的压差值传送给计算机，并经计算将检测结果通过显示器显示。
以上所述液体管流阻力检测装置，所述数据采集处理器为计算机，所述数据输出设备为显示器，计算机通过控制变频器调节挠性泵的转速。
以上所述液体管流阻力检测装置，所述数据采集处理器为计算机，流量计实时传送流量数据给计算机，当该数值偏离计算机设定数值范围时，计算机通过控制一球阀来控制管道中的液体流量。
本发明的另一目的在于提供一种能提高准确性和可信度的对减阻剂的减阻效能进行检测的方法。
一种减阻剂的减阻效能检测方法，包括以下步骤：
步骤一：使用上述检测装置，使所述液体循环单元处于液体循环状态；
步骤二：通过所述检测单元，调整变频器频率设定一流量，读取微差压计的读数作为参照值；再向液体循环单元中注入被检物减阻剂，再次读取微差压计的读数作为实验值；
步骤三：改变变频器的频率从而变化流量，重复步骤二的操作；
步骤四：将不同流量下参照值和实验值分别制成曲线，并进行对比，如在相同流量下，实验值低于参照值，则说明减阻剂具有减阻效果，反之，则不具有减阻效果。
以上方法中，所述设定流量最大为20L/min。
采用上述设计，本发明装置中采用挠性泵，其剪切强度较现有技术中使用的离心泵低，更适于评价减阻效果；采用变频器控制泵的排量，更加方便与准确；本发明方法中只测量差压，可以简化检测装置和操作步骤，减少测量环节和可能的误差，提高结果的可信度。
附图说明：
图1为本发明结构组成示意图。
图2为本发明中检测单元连接框图。
图3为采用本发明装置检测某一减阻剂的减阻效果图。
具体实施方式：
本发明的检测方法，是在一个液体循环体系中，在装有减阻剂的测试管段两端加装一微差压计，通过计算机检测在不同流量下微差压计的读数，并将其与相同流量下对参照液体检测的微差压计的读数进行对比，以此来评价减阻剂的减阻效果。
本发明检测方法通过一液体管流阻力检测装置来实现，参见图1和图2所示，该液体管流阻力检测装置包括一套液体循环单元和一检测单元，其中：
液体循环单元包括一储液槽11、一挠性泵12、一与挠性泵12相连的变频器13、一测量管段14、一微差压计15、若干球阀16和若干连接管道和管件17，还可在管道中选装一流量计18。整套装置安装在一个小型的架子上，其底部根据需要可以安装滚轮，以便于移动；其中挠性泵12、变频器13和储液槽11装在架子的下方，储液槽11底部设计了放空口，通过放空阀门19控制，以便于管道的放空和清洁；测量管段14和微差压计15安装在架子的上方以便于观察和测量，测量管段14的两端开孔连接微差压计15；在选装流量计18的情况下，流量计18安装在主连接管道17上以对装置流量进行实时检测。
检测单元包括一数据采集处理器21(如计算机)、一数据输出设备22(如显示器)，并且，微差压计15、数据采集处理器21、数据输出设备22、变频器13、流量计18均电路相连形成检测单元，一方面，微差压计15将测量管段14两端的压差值传送给计算机，差压信号可通过计算机实时连续采集，并经计算将检测结果通过显示器显示；另一方面，计算机通过控制变频器13来调节挠性泵12的转速，从而控制管路中液体的流量(可采用称重法测定)；另一控制流量的方式，通过流量计18来实现：流量计18实时传送流量数据，当该数值偏离计算机设定数值范围时，计算机通过控制一球阀16来控制管道中的液体流量。
具体的，在具体实施中，可选用以下设备：
挠性泵12，额定排量20L/min，额定扬程约15米；变频器13，功率约0.5～1kW；微差压计15，量程<100kPa；流量计18，选装；储液槽11，1～2L，有机玻璃或PVC材料制成，内装循环液如生理盐水或模拟血液；测量管段14，约1000mm长，内径5mm的圆管；连接管道和管件17，由有机玻璃、PVC、或其它材料制成；球阀/考克16，由有机玻璃或PVC材料制成；架子，最好为固定角钢架；数据采集处理器21，为集成板卡或采集模块，装载于计算机中；数据输出设备22，为显示器；另外电路电源，可为24V直流电源(约0.5A)。
采用本装置进行测定过程：
步骤一：在储液槽11中放入循环液生理盐水，打开循环管路17上的球阀16使管路中充满液体，调整变频器13使挠性泵12达到设定的流量，循环稳定一段时间后，数据采集处理器21读取微差压计15测得的测试管段14两端的压力差值，通过数据输出设备22输出。通过计算机改变变频器13的频率从而改变挠性泵12的流量(20L/min以下)，测定在设定流量下的差压值。
步骤二：对减阻剂进行测试时，将待测物质和循环液生理盐水放入另一同样的储液槽11中，接入本装置中。打开循环管路17上的球阀16使管路中充满以待测物质作为溶质的溶液，重复步骤一中的后续操作，测定不同流量下的差压值。
步骤三：比较待测物质溶液与生理盐水(对照品)在不同流量下所测得的差压值，以次来确定待测物质的减阻性能，如该溶液压差值明显低于生理盐水压差值，则说明该待测物质具有减阻性能。
上述使用生理盐水为循环液，测定聚乙二醇减阻剂减阻性能结果参见图3，说明压力随流量增加而增加，在相同流量下，生理盐水中添加减阻剂后能够使压力降低，说明该减阻剂具有减阻效果。
本发明还可以用于比较不同减阻剂的减阻效果。仍然采用以上相同的操作，可将对不同减阻剂检测数据进行比较，数值较低的待测品减阻效果较好。

Claims (5)

1.一种减阻剂的减阻效能检测方法，使用一种液体管流阻力检测装置，该液体管流阻力检测装置包括一套液体循环单元和一检测单元，所述液体循环单元具有储液罐和多个连接管道和球阀形成的循环管路，在循环管路上设一挠性泵以及一变频器，循环管路中挠性泵连接一测量管段，且在测量管段两端装设一微差压计，所述检测单元与变频器和微差压计电连接；
该装置还包括一架子，其中挠性泵、变频器和储液槽装在架子的下方，测量管段和微差压计安装在架子的上方；
该装置还包括一流量计，流量计安装在架子上方的连接管道上；
所述检测单元包括一计算机和一显示器，微差压计将测量管段两端的压差值传送给计算机，并经计算将检测结果通过显示器显示；
所述方法包括以下步骤：
步骤一：使所述液体循环单元处于液体循环状态；
步骤二：通过所述检测单元，调整变频器频率设定一流量，读取微差压计的读数作为参照值；再向液体循环单元中注入被检物减阻剂，再次读取微差压计的读数作为实验值；
步骤三：改变变频器的频率从而变化流量，重复步骤二的操作；
步骤四：将不同流量下参照值和实验值分别制成曲线，并进行对比，如在相同流量下，实验值低于参照值，则说明减阻剂具有减阻效果，反之，则不具有减阻效果。
2.根据权利要求1所述减阻剂的减阻效能检测方法，其特征在于，所述储液槽底部具有一放空口，设置一放空阀门。
3.根据权利要求1所述减阻剂的减阻效能检测方法，其特征在于，所述计算机通过控制变频器调节挠性泵的转速。
4.根据权利要求1所述减阻剂的减阻效能检测方法，其特征在于，所述流量计实时传送流量数据给计算机，当该数值偏离计算机设定数值范围时，计算机通过控制一球阀来控制管道中的液体流量。
5.根据权利要求1所述减阻剂的减阻效能检测方法，其特征在于，所述设定流量最大为20L/min。
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