CN106225855A - 一种组合式笛形管风速检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种组合式笛形管风速检测装置，包括测量支撑杆、取样滑块、静压测量孔、全压测量孔、取样点接口、静压总管、全压总管和刻度。其中，取样滑块设置在测量支撑杆内，并可在杆内滑动；全压测量孔设置在取样滑块的正对来流流体方向的面上，静压测量孔设置在取样滑块的垂直于流体运动方向的面上；取样滑块上还设有定位螺钉孔；全压测量孔与全压总管上的取样点接口连接，静压测量孔与静压总管上的取样点接口连接；静压总管、全压总管和刻度设置在测量支撑杆的外部。本发明的检测装置实现了在管道内流体流量测量过程中，可同时快速测量同一测压孔多个测点的压力数据，具有效率高、灵活性强、适用性广、操作简洁等优点。

Description

一种组合式笛形管风速检测装置

技术领域

本发明涉及一种可同时测量管道内多点数据的测量装置，特别适用于管直径大于400mm、流速3m/s以上管道内流体流量的快速检测。

背景技术

流体流量是涉及许多科学技术领域的一个参量，而流量测量是一门迅速发展的技术。流体流量的精准测量不仅可以实现对流量的调节和控制，而且能够达到节约能源、提高经济效益、促进科学技术发展的目的，因此，流量计的研究和开发工作则显得尤为重要。目前，对于大管径和非稳定工况下的管道内流体流量测量还缺少既快速又准确的测量方法。

在现代工业中，流量测量有各种不同的方法，应用于不同的场合和不同的测量目的。这些测量方法基于不同的测量原理，使用各种不同的输出信号变化来反映流体流量的变化。目前，工程测试中大部分流量测量仍采用传统的单点测量的方式，但对于管道直径(或当量直径)大于400mm的管道，存在计量误差较大、操作复杂、测量精度低等不足。相较于单点测量，多点测量的方法具有测量精度高、速度快等优势，但能够适应多种管径的多点测量装置未被广泛开发与应用。

目前，已有多点测量用途的专利为：专利一公开了一种可同时测量多组数据的烧结抽风压力测量装置(授权公告号：CN204064537U，授权公告日：2014.12.31)，该实用新型公开了一种可同时测量多组数据的烧结抽风压力测量装置，仅用于烧结抽风压力测量技术领域，且每一个毕托管都需要一个微压计进行测量；专利二公开了一种基于S型皮托管的风向风速测量装置及方法(授权公告103543288A，授权公告日：2014.01.29)该发明属于电器控制与煤矿安全技术领域，解决了目前在煤矿安全监控领域广泛使用的风速传感器仅能测量单方向的风速、无法判断风向的情况，同时又能精确测量出风速，但操作较为繁琐，测量次数多，耗时长；专利三公开了一种带位置指示装置的皮托管(授权公告号CN 202119792U，授权公告日2012.01.18)该实用新型涉及一种带位置指示装置的皮托管，由于测试的复杂性和准确度，但仍然存在测量次数多，操作繁琐等缺点。以上三种装置，各有优点，但不能满足人们测量流体流量时，高精度、适用性广、操作简洁等需求。

发明内容

本发明的目的就是为了解决按照现有国内及国际标准进行工程测试中，采用传统的流量测量装置局限于单一测点且不能同时测量同一测压孔的多组数据，测量中存在时间跨度长、测量过程繁杂导致测量结果误差大等不足，而提出的一种管道内流体流量快速检测装置，可同时测量出多个测点的流量数据，弥补了以上缺点。

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

一种组合式笛形管风速检测装置，包括测量支撑杆、取样滑块、静压测量孔、全压测量孔、取样点接口、静压总管、全压总管和刻度，其中，取样滑块设置在测量支撑杆内，并可在杆内滑动；全压测量孔设置在取样滑块的正对来流流体方向的面上，静压测量孔设置在取样滑块的垂直于流体运动方向的面上；所述取样滑块上还设有定位螺钉孔；所述全压测量孔与全压总管上的取样点接口连接，所述静压测量孔与静压总管上的取样点接口连接；所述静压总管、全压总管和刻度设置在测量支撑杆的外部。

当需要采用多个测量支撑杆时，支撑杆之间通过管段连接环相互连接；所述静压总管和全压总管的两端分别设有管段压力连接口，多个测量支撑杆的静压总管的管段压力连接口相互连接；多个测量支撑杆的全压总管的管段压力连接口相互连接。

进一步地，所述测量支撑杆两端均设有内螺纹，所述管段连接环上设有外螺纹，测量支撑杆和管段连接环之间通过螺纹相互连接。

本发明是一种组合式笛形管风速检测装置，实现了在管道内流体流量测量过程中，可同时快速测量同一测压孔多个测点的压力数据，具有效率高，灵活性强，适用性广，操作简洁，提高变工况管道测量的准确性等优点，解决了现有方法的多种不足。具有如下有益效果：

(1)在测量中，按管道的尺寸根据现行国家标准要求的测点数目，本发明装置可随意添加或取下取样滑块。本发明可操作性强，且适用于测量不同直径的管道的全压、静压与动压，同时多点读取平均压力使测量更加快速、灵活。

(2)本发明能够快速检测管道流量，装置的测量支撑杆外表面标刻有刻度，且取样滑块可在测量支撑杆内滑动与定位锁紧。在测量压力前，将取样滑块根据被测管径尺寸移动并固定在相应压力测点位置。本发明可同时测量多个测点的数据，克服传统测量时间长、测量次数多等缺点，达到了提高效率的目的。

(3)本发明在测量过程中能够同时测量多个测点的测量平均值，能够避免现有单点测量时间过长时工艺波动造成工况变化而产生的误差，从而使得测量的数据更准确。静压总管和全压总管是各测点压力的均压管，接上压力计即可读出全压均值、静压均值和动压均值，可以达到较高的测量精度。

(4)本发明在取样滑块上同时设置静压测量孔和全压测量孔，在同一测点同时测取全压与静压值，可以保证测量结果的准确性。

(5)本发明的测量支撑杆采用金属材质时可以用于高温工况，使用多段进行联接时适用于管径大于400mm的管道流量测量。本发明在提高测量准确性的同时，具有适用性广、效率高等特点。

附图说明

图1为检测装置的整体结构示意图，左边小图为圆圈区域内刻度的放大图；

图2为取样滑块结构示意图，(a)为侧面剖分图，(b)为正面剖分图；

图3为检测装置间的管段连接方式示意图；

图4为手柄结构示意图；

图5为圆形风管测点分布示意图；

图6为矩形风管测点分布示意图；

示意图中的标号说明：

取样滑块1、静压测量孔2、全压测量孔3、测量支撑杆4、取样点接口5、静压总管6、全压总管7、手柄8、副手柄9、压力测量装置10、软管11、管段压力连接口12、管段连接环13、紧定螺钉14、刻度15、定位螺钉孔16、凸起17。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作详细说明：

本发明一种组合式笛形管风速检测装置，包括取样滑块1、静压测量孔2、全压测量孔3、测量支撑杆4、取样点接口5、静压总管6、全压总管7、手柄8、副手柄9、压力测量装置10、软管11、管段压力连接口12、管段连接环13、紧定螺钉14和刻度15。测量支撑杆4采用圆管结构，在测量支撑杆1的外表面标刻有刻度15，刻度15沿着测量支撑杆4的长度方向设置，则取样滑块1在移动的过程中不需要另外选取测量工具进行测量。

结合图2，取样滑块1上有滑动结构，上下设置的凸起17可在测量支撑杆4(圆管)内设置的对应凹槽轨道内滑动；紧定螺钉14安装在取样滑块1底部的定位螺钉孔16内，用于将取样滑块1在测量支撑杆4内定位锁紧；该取样滑块1正对来流流体方向的面上设有全压测量孔3，垂直于流体运动方向的面上设有静压测量孔2。静压测量孔2的末端通过软管11与静压总管6上的取样点接口5相连接；全压测量孔3的末端通过软管11与全压总管7上的取样点接口5相连接。

全压总管7和静压总管6上分别等距设置取样点接口5，当不需要使用时，则将取样点接口5用端盖封闭。静压总管6和全压总管7分别固定在测量支撑4外部，并且与流体来流方向成130度夹角。当总静压管6和全压总管7的末端分别与压力测量装置10相连时，静压总管6和全压总管7的压力值即分别为各取样滑块1静压点和全压点的均值，即可得出管道内流体的全压、静压与动压的均值。

当需要测量直径大于1000mm的管道时，根据管径大小选择测量支撑杆4所需的数量，并将各测量支撑杆4用管段连接环13连接。结合图3，第一测量支撑杆4上静压总管6一端的管段压力连接口12通过软管11和第二测量支撑杆4上静压总管6的管段压力连接口12相连；第一测量支撑杆4上全压总管7一端的管段压力连接口12通过软管11和第二测量支撑杆4上全压总管7的管段压力连接口12相连。管段连接环13上设有外螺纹，每个测量支撑杆4两侧都设有内螺纹，通过两者的螺纹即可直接进行测量支撑杆4间的连接。管段压力连接口12设置在静压总管6和全压总管7的两端，当需要使用时，用软管11分别连接测量支撑杆4间的管段压力连接口12；当不需要使用时，可将管段压力连接口12用端盖封闭。

在测量支撑杆4末端设置有可装卸手柄8，结合图4，所述的手柄8是主手柄与副手柄9呈90度连接组成，供测量人员掌控测量支撑杆4位置时使用。手柄总长度500mm，为两圆管直接连接方式，与测量支撑杆4直接连接处的圆管直径为60mm,副手柄9的圆管外直径为50mm，其内直径为40mm。手柄的外部可有其他材料包裹。

测量支撑杆4在迎风与背风侧进行镂空以保证流体原速流过取样滑块。支撑杆长度1000mm，内径不低于60mm，且第一测量支撑杆4管段一端未镂空长度不低于2mm，可连接管段连接环13的另一端长度不低于25mm。取样滑块1的直径不低于60mm，厚度20mm。静压测量孔2的开孔直径1.5mm。全压测量孔3的开孔直径1.5mm。静压总管6、全压总管7的直径均不低于5mm。

实施例1：圆形管道

结合图5，若圆形管道直径为1米，根据国标GB1236-1985，按照等截面法计算出管内各测压点的位置，共20个测点。该圆形管道的流体流量测量只需要一个测量支撑杆4，在测量支撑杆4上需固定10个取样滑块1。

首先，取样滑块1根据测量支撑杆4上的刻度15移动到测压点位置，用紧定螺钉14固定在该位置并通过软管11将静压测量孔2和全压测量孔3分别与静压总管6和全压总管7上的取样点接口5连接。

其次，手柄8与测量支撑杆4连接，并将固定好取样滑块1的测量支撑杆4放入管道内，调整测量支撑杆4的方向，保证全压测量孔3轴线与流体方向垂直，此时取样滑块1上全压测量孔3正对流体方向。

最后，静压总管6和全压总管7通过取样管与压力测量装置10分别相连，即可得出管道内流体的10个测点的全压、静压与动压的均值。按照相同的实施过程，可测得该管道截面另一组10个测点的全压、静压与动压的均值，从而快速得出管道内流体流量。

实施例2：矩形管道

结合图6，若矩形管道为1600mm×400mm，根据国标GB1236-1985，计算出管内各测压点的位置，共16个测点。该矩形管道的流体流量测量需要两个测量支撑杆4，在连接后的测量支撑杆4上需固定8个取样滑块1。

首先，两个测量支撑杆4通过管段连接环13连接旋紧，将第一个测量支撑杆4上静压总管6一端的管段压力连接口12与第二个测量支撑杆4上静压总管6的管段压力连接口12直接用软管11连接。并且，第一个测量支撑杆上的全压总管7一端的管段压力连接口12与第二个测量支撑杆上的全压总管7的管段压力连接口12直接用软管11连接。

其次，取样滑块1根据测量支撑杆4上的刻度15移动到测压点位置，用紧定螺钉14固定在该位置并通过软管11将静压测量孔2和全压测量孔3分别与静压总管6和全压总管7上的取样点接口5连接。手柄8与测量支撑杆4连接，并将固定好取样滑块1的测量支撑杆4放入管道内，调整测量支撑杆4的方向，保证全压测量孔3轴线与流体方向垂直，此时取样滑块1上全压测量孔3正对流体方向。

最后，静压总管6和全压总管7通过取样管与压力测量装置10分别相连，即可得出管道内流体的8个测点的全压、静压与动压的均值。按照相同的实施过程，可测得该管道截面其他8个测点的全压、静压与动压的均值，从而快速得出管道内流体流量。

Claims (10)

1.一种组合式笛形管风速检测装置，包括测量支撑杆、取样滑块、静压测量孔、全压测量孔、取样点接口、静压总管、全压总管和刻度，其特征在于，取样滑块设置在测量支撑杆内，并可在杆内滑动；全压测量孔设置在取样滑块的正对来流流体方向的面上，静压测量孔设置在取样滑块的垂直于流体运动方向的面上；所述取样滑块上还设有定位螺钉孔；所述全压测量孔与全压总管上的取样点接口连接，所述静压测量孔与静压总管上的取样点接口连接；所述静压总管、全压总管和刻度设置在测量支撑杆的外部。

2.根据权利要求1所述的一种组合式笛形管风速检测装置，其特征在于，所述静压总管和全压总管分别固定在测量支撑杆的外部并与流体来流方向成130度夹角。

3.根据权利要求1所述的一种组合式笛形管风速检测装置，其特征在于，所述测量支撑杆末端设置有可装卸手柄，所述手柄包括相互垂直的主手柄和副手柄。

4.根据权利要求3所述的一种组合式笛形管风速检测装置，其特征在于，所述手柄为空心圆管结构，总长度500mm。

5.根据权利要求1所述的一种组合式笛形管风速检测装置，其特征在于，所述测量支撑杆为圆管结构，并将其迎风与背风侧设为镂空结构。

6.根据权利要求1所述的一种组合式笛形管风速检测装置，其特征在于，所述取样滑块为圆柱形，其直径不低于60mm，厚度为20mm。

7.根据权利要求1所述的一种组合式笛形管风速检测装置，其特征在于，所述静压测量孔的直径为1.5mm，所述全压测量孔的直径为1.5mm；所述静压总管和全压总管的直径均不低于5mm。

8.根据权利要求1所述的一种组合式笛形管风速检测装置，其特征在于，所述静压总管和全压总管上的取样点接口分别等距设置。

9.根据权利要求1至8之一所述的一种组合式笛形管风速检测装置，其特征在于，多个测量支撑杆通过管段连接环相互连接；所述静压总管和全压总管的两端分别设有管段压力连接口，多个测量支撑杆的静压总管的管段压力连接口相互连接；多个测量支撑杆的全压总管的管段压力连接口相互连接。

10.根据权利要求9所述的一种组合式笛形管风速检测装置，其特征在于，所述测量支撑杆两端均设有内螺纹，所述管段连接环上设有外螺纹，测量支撑杆和管段连接环之间通过螺纹相互连接。