CN109540457A - 管道流场分布测量装置 - Google Patents

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    • G01M9/06—Measuring arrangements specially adapted for aerodynamic testing

Abstract

本发明提供了一种管道流场分布测量装置，包括固定基座、多个伸缩杆、多个测量探头及数据读取装置。固定基座的一侧面设有与管道内壁连接的第一磁铁，另一侧面设有第一导轨，第一导轨的轨道平面与管道的轴向垂直；伸缩杆的一端滑动设于第一导轨内，另一端设有与管道内壁连接的第二磁铁。每一伸缩杆上均设有数量相同的测量探头，多个测量探头分别与数据读取装置连接。本发明提供的管道流场分布测量装置，多个测量探头形成测量网络，用于测量管道内的风速及温度，通过数据读取装置可得出管道某截面的速度流场及温度流场的分布；具有结构简单，可重复使用，使用方便，测试效率高，测量准确的特点。

Description

管道流场分布测量装置
技术领域
本发明属于管道流场测量技术领域，更具体地说，是涉及一种管道流场分布测量装置。
背景技术
目前，不少企业在工业生产中采用大型管道，管道中的流场分布可以反映出生产过程存在的问题，因此，大型管道中的流场测量已经普遍引起人们的重视。以电站锅炉为例，电站锅炉的烟道或者风道内的流场分布情况，可以为诊断锅炉的运行状态提供重要的数据参考。
现有技术中基本还是采用人为操作测量管道流场，测试人员用皮托管或者靠背管连接电子电压计测量管道内各个网格的动压，再将动压换算成速度，进而得到管道的流场分布。这种人为操作的测量方法误差较大，而且测试效率低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种管道流场分布测量装置，旨在解决现有技术中存在的人为测量管道流场方法误差大、测试效率低的问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种管道流场分布测量装置，包括：
固定基座，用于固定在管道内壁上，侧面设有与所述管道内壁相接的第一磁铁，另一侧面设有第一导轨；所述第一导轨的轨道平面与所述管道的轴向垂直；
多个伸缩杆，每一所述伸缩杆的一端滑动设于所述第一导轨内，另一端设有与所述管道内壁相接的第二磁铁；
多个测量探头，用于测量管道内的风速及温度，设置在所述伸缩杆上，每一所述伸缩杆上设置的所述测量探头的数量相同；
数据读取装置，与所述测量探头连接。
进一步地，所述伸缩杆包括多节依次嵌套的杆体，每节所述杆体上设有一个所述测量探头。
进一步地，所述杆体上设有沿长度方向设置的第二导轨，所述测量探头滑动设于所述第二导轨上。
进一步地，所述固定基座上设有第三导轨，所述第三导轨的延伸方向与所述第一导轨的延伸方向垂直，所述第一导轨通过滑块与所述第三导轨连接。
进一步地，所述第三导轨沿所述第一导轨的延伸方向间隔设有至少两条。
进一步地，所述固定基座上设有第三导轨，所述第三导轨的延伸方向与所述第一导轨的延伸方向垂直；
所述第一导轨沿所述管道的轴向间隔设有至少两条，每条所述第一导轨通过固定块与所述第三导轨连接。
进一步地，所述第三导轨沿所述第一导轨的延伸方向间隔设有至少两条。
本发明提供的管道流场分布测量装置的有益效果在于：与现有技术相比，本发明管道流场分布测量装置，第一导轨的轨道平面与管道的轴向垂直，第一轨道上设置多个伸缩杆，每个伸缩杆上设置多个测量探头，多个测量探头形成测量网络，测量探头可测量管道截面的风速及温度，通过数据读取装置可得出管道某截面的速度流场及温度流场的分布；
多个伸缩杆的一端设置在第一导轨上，可根据测量的要求调整伸缩杆的间距；伸缩杆的长度又可根据管道的内径调节，使得管道内的测量点可均匀分布，伸缩杆一端通过磁铁与管道内壁连接，可避免伸缩杆由于自身重力或流体的冲击力而造成的前段变形下垂；
本发明提供的管道流场分布测量装置通过磁铁固定在管道内壁上，多个测量探头形成测量网络，可实现自动测量管道流场，结构简单，可重复使用，使用方便，同时可节约测试准备时间，提高测试效率，并可精确测量数据，在各个工况和负荷下均可实现对速度和温度的连续测量。
附图说明
图1为本发明实施例提供的管道流场分布测量装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的管道流场分布测量装置的俯视结构示意图一(图中没有显示数据读取装置)；
图3为本发明实施例提供的管道流场分布测量装置的侧视结构示意图一(图中没有显示数据读取装置)；
图4为本发明实施例提供的管道流场分布测量装置的俯视结构示意图二(图中没有显示数据读取装置)；
图5为本发明实施例提供的管道流场分布测量装置的侧视结构示意图二(图中没有显示数据读取装置)。
图中：10、固定基座；11、第一导轨；12、第三导轨；20、伸缩杆；21、杆体；211、第二导轨；30、测量探头；40、数据读取装置；50、第一磁铁；60、第二磁铁。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请一并参阅图1至图5，现对本发明提供的管道流场分布测量装置进行说明。所述管道流场分布测量装置，包括固定基座10、多个伸缩杆20、多个测量探头30及数据读取装置40。
固定基座10的一侧面设有第一磁铁50，固定基座10通过第一磁铁50与管道内壁连接，固定基座10的另一侧面设有第一导轨11，第一导轨11的轨道平面与管道的轴向垂直，即第一导轨11的轨道平面与管道的纵向截面平行。伸缩杆20的一端滑动设于第一导轨11内，另一端设有第二磁铁60，伸缩杆20通过第二磁铁60与管道内壁连接。每一伸缩杆20上均设有数量相同的测量探头30，测量探头30用于测量管道内的风速及温度，多个测量探头30分别与数据读取装置40连接。
本发明提供的管道流场分布测量装置的测量数据的过程如下：
通过第一磁铁50将固定基座10吸附在管道内待测段的内壁上，根据管道的内径确定安装伸缩杆20的数量，并调整多个伸缩杆20之间的距离及伸缩杆20的长度，使伸缩杆20的自由端与管道内壁接触，并使第二磁铁60吸附在管道的内壁上。将测量探头30与数据读取装置40连接后即可进行管道内温度与风速的测量。
本发明提供的管道流场分布测量装置，与现有技术相比，第一导轨11的轨道平面与管道的轴向垂直，第一轨道上设置多个伸缩杆20，每个伸缩杆20上设置多个测量探头30，多个测量探头30形成测量网络，测量探头30可测量管道截面的风速及温度，通过数据读取装置40可得出管道某截面的速度流场及温度流场的分布；
多个伸缩杆20的一端设置在第一导轨11上，可根据测量的要求调整伸缩杆20的间距；伸缩杆20的长度又根据管道的内径调节，使得管道内的测量点可均匀分布，伸缩杆20一端通过第二磁铁60与管道内壁连接，可避免伸缩杆20由于自身重力或流体的冲击力而造成的前段变形下垂；
本发明提供的管道流场分布装置结构简单，可重复使用，使用方便，同时可节约测试准备时间，提高测试效率，并可精确测量数据，在各个工况和负荷下均可实现对速度和温度的连续测量。
具体地，测量探头30为热线测速探头，数据读取装置40为热线风速仪。
热线测速探头及热线风速仪配合可实现管道内风速或温度的测量，测量风速时热线风速仪属于大电流工作状态，测量温度时热线风速仪属于小电流工作状态。若同时测量风速及温度，可使用X型热线探头(X型热线探头可看作为两个单丝热线探头，一个热线探头测量温度，一个热线探头测量风速)，将测量温度的热线与恒温室热线风速仪的温度开关接通，并调整流过热线探头的电流，使其保持在较小的范围，以测量管道内的温度，另一热线与恒温室热线风速仪连接，以测量流速。
作为本发明提供的管道流场分布测量装置的一种具体实施方式，伸缩杆20包括多节依次嵌套的杆体21，每节杆体21上设有一个测量探头30，参阅图1。多节杆体21以套管的形式连接，具体地，可以轨道的方式滑动连接，通过手动调整每节杆体21的伸出长度，还可通过机械方式控制，例如每节杆体21内部设置成封闭空腔，并在空腔内填充可调量的气体，通过气压控制杆体21的伸出量。
如图1所示，作为本发明提供的管道流场分布测量装置的一种具体实施方式，杆体21上设有沿长度方向设置的第二导轨211，测量探头30滑动设于第二导轨211上。具体地，测量探头30可通过滑块设置在第二导轨211上，调整滑块的位置即可调整测量探头30的位置，测量探头30可根据测量位置的需求灵活调整位置。
测量管道的流场分布，不仅仅需要单一截面的流场分布，而且需要管道内多个截面的流场分布，为了使该装置能够重复使用，作为本发明提供的管道流场分布测量装置的一种具体实施方式，固定基座10上设有第三导轨12，第三导轨12的延伸方向与第一导轨11的延伸方向垂直，即第三导轨12的延伸方向与管道的轴向平行，如图3所示，第一导轨11通过滑块与第三导轨12连接，滑块连接第一导轨11与第三导轨12，且滑块可带动第一导轨11在第三导轨12上移动，即使第一导轨11沿管道的轴向移动，从而带动测量探头30移动，使测量探头30位于管道的不同截面上，完成测量需求。
为了使第一导轨11平稳移动且受力平衡，作为本发明提供的管道流场分布测量装置的一种具体实施方式，第三导轨12沿第一导轨11的延伸方向间隔设有至少两条。第一导轨11于多条第三导轨12上移动，能够保证移动平稳及第三导轨12的导轨平面始终与管道的轴向垂直。
除了使第一导轨11滑动改变第一导轨11的位置以改变测量探头30的测量截面外，还可通过设置多条第一导轨11来测量管道的不同截面的流场分布，具体地，第一导轨11沿管道的轴向间隔设有至少两条，如图4及图5所示，每条第一导轨11通过固定块与第三导轨12连接。每条第一导轨11上设置多个伸缩杆20，每个伸缩杆20上设置多个测量探头30。测量时，可将全部的测量接头30与数据读取装置40连接，也可将某一个第一导轨11上的伸缩杆20的测量探头30与数据读取装置40连接。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.管道流场分布测量装置，其特征在于，包括：
固定基座，用于固定在管道内壁上，侧面设有与所述管道内壁相接的第一磁铁，另一侧面设有第一导轨；所述第一导轨的轨道平面与所述管道的轴向垂直；
多个伸缩杆，每一所述伸缩杆的一端滑动设于所述第一导轨内，另一端设有与所述管道内壁相接的第二磁铁；
多个测量探头，用于测量所述管道内的风速及温度，设置在所述伸缩杆上，每一所述伸缩杆上设置的所述测量探头的数量相同；
数据读取装置，与所述测量探头连接。
2.如权利要求1所述的管道流场分布测量装置，其特征在于：所述伸缩杆包括多节依次嵌套的杆体，每节所述杆体上设有一个所述测量探头。
3.如权利要求2所述的管道流场分布测量装置，其特征在于：所述杆体上设有沿长度方向设置的第二导轨，所述测量探头滑动设于所述第二导轨上。
4.如权利要求1所述的管道流场分布测量装置，其特征在于：所述固定基座上设有第三导轨，所述第三导轨的延伸方向与所述第一导轨的延伸方向垂直，所述第一导轨通过滑块与所述第三导轨连接。
5.如权利要求4所述的管道流场分布测量装置，其特征在于：所述第三导轨沿所述第一导轨的延伸方向间隔设有至少两条。
6.如权利要求1所述的管道流场分布测量装置，其特征在于：所述固定基座上设有第三导轨，所述第三导轨的延伸方向与所述第一导轨的延伸方向垂直；
所述第一导轨沿所述管道的轴向间隔设有至少两条，每条所述第一导轨通过固定块与所述第三导轨连接。
7.如权利要求6所述的管道流场分布测量装置，其特征在于：所述第三导轨沿所述第一导轨的延伸方向间隔设有至少两条。
8.如权利要求1-7中任一项所述的管道流场分布测量装置，其特征在于：所述测量探头为热线测速探头，所述数据读取装置为热线风速仪。
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