CN113091696A - 液体测量管路中蓄积气体的排除系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及液体测量管路中蓄积气体的排除系统及方法，所述系统包括储液箱体、负压泵和负压泵输入管；负压泵输入管一端接入负压泵，进而通过储液箱高位球阀接入储液箱体上部的测量液体基准水平面下方；负压泵输入管的另一端依次设置第二液体压强测量传感器和第一液体压强测量传感器，进而通过储液箱低位球阀接入储液箱体下部。本发明通过液体测量原理实现路基沉降无线监测，解决了路基沉降监测费工、费时、监测设备与施工机械相互干扰等问题，提高监测精度，减小工作量和劳动强度，提高工程进度和质量，满足目前公路建设快速发展的要求。

Description

液体测量管路中蓄积气体的排除系统及方法

技术领域

本发明涉及路基沉降监测技术领域，具体涉及一种液体测量管路中蓄积气体的排除系统及方法。

背景技术

路基的沉降监测是路基施工控制的一项重要内容，沉降监测资料可用于分析路基的稳定性、计量土方、确定路面结构的铺筑时间等。实际工程中对于变形量大的路基工程一般都要进行沉降监测，如软土路基、湿陷性黄土路基、盐渍土路基、冻土路基以及各种高填方路基等。

目前国内外常采用的路基沉降监测方法是沉降板法（沉降板的形式有接杆式、套筒式、水杯式等），该方法工艺复杂、费工、费时，观测精度不高且常与施工机械相互干扰。近年来，为了摆脱路基沉降监测费工、费时、监测设备与施工机械相互干扰等问题，提高监测精度，减小工作量和劳动强度，提高工程进度和质量，满足目前公路建设快速发展的要求，现研发出一套能通过液体测量原理实现路基沉降无线监测系统。

利用液体测量和操作广泛的应用于诸多领域。液体的运动和蒸发等产生气体积蓄，形成气穴或称之为气泡，足以影响整个系统的正常运行和操作使用。尤其是在液压测量系统中，测量液体管路中气穴的存在直接危害到系统的性能指标，比如测量精度和稳定性显著下降，甚至测量功能都变得成为问题。

常用的方法有溢气阀方式，利用气体在液体中上浮的原理，事先在局部高位处设计气体空腔和排气阀，通过自动或手动模式，不符合测量系统的要求。采用浮子和缓冲腔实现液位控制下的自动溢气功能，同样需要事先在局部高位设计溢气浮子和缓冲腔体，不仅空间大结构复杂，而且不可能事先知道局部高位点所在准确位置。

常压开放式溢气方法不符合液压测量封闭管路应用；滤膜技术实现液气分离，更不适用封闭的液压测量管路的应用。

因此，为了保证路基沉降无线监测系统从测量指标的精度和稳定，降低测量液体管路中气穴对系统的性能指标的影响，需要对液体测量管路中蓄积气体（气泡）排除系统方法做新的、适用性的改进。

发明内容

本发明的目的是提供一种液体测量管路中蓄积气体的排除系统及方法，可顺利排除测量液体管路中气穴，能提高系统的性能指标精度和稳定性。

本发明所采用的技术方案为：

液体测量管路中蓄积气体的排除系统，其特征在于：

所述系统包括储液箱体、负压泵和负压泵输入管；

负压泵输入管一端接入负压泵，进而通过储液箱高位球阀接入储液箱体上部的测量液体基准水平面下方；负压泵输入管的另一端依次设置第二液体压强测量传感器和第一液体压强测量传感器，进而通过储液箱低位球阀接入储液箱体下部。

储液箱体中设置有竖向的储液箱隔板，将储液箱体分为补液仓和工作液体仓，负压泵输入管两端接入工作液体仓。

储液箱隔板高度低于储液箱体高度，工作液体仓中的液体能溢流到补液仓。

补液仓和工作液体仓之间设置有依次连接的补液输入管、补液泵和补液输出管，将补液仓中的液体回流至工作液体仓。

补液输入管上设置有补液滤网。

储液箱低位球阀与工作液体仓之间的负压泵输入管上设置有负压滤网。

第二液体压强测量传感器的高度高于第一液体压强测量传感器的高度。

基于设备实施的液体测量管路中蓄积气体的排除方法，其特征在于：

所述方法为持续工作模式：

第一步，打开储液箱高位球阀和储液箱低位球阀；

第二步，开启补液泵；

第三步，至少1分钟后，开启负压泵，液体管路中的气穴排出，关闭负压泵；

第四步，等待工作液体仓的测量液体基准水平面波动平稳；

第五步，开始测量，读取第二液体压强测量传感器和第一液体压强测量传感器的数据；

第六步，每天开动一次负压泵，确保不会有管道气穴出现。

基于设备实施的液体测量管路中蓄积气体的排除方法，其特征在于：

所述方法为间断工作模式：

第一步，首次工作，打开储液箱高位球阀和储液箱低位球阀；

第二步，每次工作前，开启补液泵；

第三步，至少1分钟后，每天首次工作时，开启负压泵，液体管路中的气穴排出，关闭负压泵；不然，转第五步；

第四步，等待工作液体仓的测量液体基准水平面波动平稳；

第五步，开始测量，读取第二液体压强测量传感器和第一液体压强测量传感器的数据；

第六步，关闭补液泵，一次工作结束；

余下当天每次工作，从第二步开始，到第六步结束。

基于设备实施的液体测量管路中蓄积气体的排除方法，其特征在于：

所述方法为突发使用模式：

第一步，首次工作，打开储液箱高位球阀和储液箱低位球阀；

第二步，每次工作前，开启补液泵；

第三步，至少1分钟后，开启负压泵，液体管路中的气穴排出，关闭负压泵；

第四步，等待工作液体仓的测量液体基准水平面波动平稳；

第五步，开始测量，读取第二液体压强测量传感器和第一液体压强测量传感器的数据；

第六步，关闭补液泵工作结束；

以后每次工作，从第二步开始，到第六步结束。

本发明具有以下优点：

本发明通过液体测量原理实现路基沉降无线监测，解决了路基沉降监测费工、费时、监测设备与施工机械相互干扰等问题，提高监测精度，减小工作量和劳动强度，提高工程进度和质量，满足目前公路建设快速发展的要求。

附图说明

图1为本发明系统结构图。

图中标识为：

1. 储液箱体；2. 储液箱隔板；3.补液滤网；4.补液输入口；5.补液仓；6.补液输入管；7.补液输出口；8.溢流方向；9.补液输出管；10.补液泵；11.工作液体仓；12.测量液体基准水平面；13.负压泵输出口；14.储液箱高位球阀；15.负压泵；16.负压泵输入管；17.液体管路中的气穴；18.第二液体压强测量传感器；19.第一液体压强测量传感器；20.液体测量工作管路输入口；21.负压滤网；22.储液箱低位球阀；23.负压泵工作时液体流向；24.第一传感器测量值对应的高程；25.第二传感器测量值对应的高程。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细的说明。

本发明涉及一种液体测量管路中蓄积气体的排除系统，所述系统包括储液箱体1、负压泵15和负压泵输入管16；负压泵输入管16一端接入负压泵15，进而通过储液箱高位球阀14接入储液箱体1上部的测量液体基准水平面下方；负压泵输入管16的另一端依次设置第二液体压强测量传感器18和第一液体压强测量传感器19，进而通过储液箱低位球阀22接入储液箱体1下部。

储液箱体1中设置有竖向的储液箱隔板2，将储液箱体1分为补液仓5和工作液体仓11，负压泵输入管16两端接入工作液体仓11。储液箱隔板2高度低于储液箱体1高度，工作液体仓11中的液体能溢流到补液仓5。补液仓5和工作液体仓11之间设置有依次连接的补液输入管6、补液泵10和补液输出管9，将补液仓5中的液体回流至工作液体仓11。

补液输入管6上设置有补液滤网3。储液箱低位球阀22与工作液体仓11之间的负压泵输入管16上设置有负压滤网21。

第二液体压强测量传感器18的高度高于第一液体压强测量传感器19的高度。

参见附图：

本发明的系统主要由储液箱体1、负压泵15、液路管道和液压传感器组成闭合回路。

所述储液箱体1，是一个高位储液箱，分为工作液体仓11和补液仓5两个部分。所述工作液体仓中液体的上表面提供测量液体基准水平面。

所述液体是用于测量的工作介质，视工作环境、条件和具体要求而定，可以是水、水溶液、油等液态物质。

所述负压泵15就是普通的小型水泵或油泵等，根据工作介质的类型不同而选择。进一步，负压泵可以级联使用。

所述液路管道，以柔性液体管为主，根据工作介质的类型不同而选择。

所述液压传感器，结合工作介质、量程、精度和分辨率等要求进行选择。

在系统基础上进一步改进，配合以负压滤网、储液箱低位球阀和储液箱高位球阀。注入液体，开启阀门，启动负压泵，即可实现液路管道中气穴的排除作业。

所述的负压泵15，其出水口水平放置，且不得高于测量液体基准水平面。最好低于测量液体基准水平面大于10mm。负压泵输出口及其连接至储液箱的管路和球阀成水平排布。

所述测量液体基准水平面需要由补液泵维持其稳定。工作期间补液泵持续运行。

测量之前，停止负压泵的运行。负压泵周期开启，管路中无气穴气泡即可。然后等待液面波动平稳后就可以开始测量压力数据。

所述周期是指不同使用和运行环境下，周期地启动负压泵，确保每次测量前液路管道中没有气穴或气泡存在，实现可靠测量。

所述液面波动是指由负压泵引起的液体流动造成的测量液体基准水平面波纹。

基于设备实施的液体测量管路中蓄积气体的排除方法，包括以下工作模式：

持续工作模式：

第一步，打开储液箱高位球阀14和储液箱低位球阀22；

第二步，开启补液泵10；

第三步，至少1分钟后，开启负压泵15，液体管路中的气穴17排出，关闭负压泵15；

第四步，等待工作液体仓11的测量液体基准水平面12波动平稳；

第五步，开始测量，读取第二液体压强测量传感器18和第一液体压强测量传感器19的数据；

第六步，每天开动一次负压泵15，确保不会有管道气穴出现。

间断工作模式：

第一步，首次工作，打开储液箱高位球阀14和储液箱低位球阀22；

第二步，每次工作前，开启补液泵10；

第三步，至少1分钟后，每天首次工作时，开启负压泵15，液体管路中的气穴17排出，关闭负压泵15；不然，转第五步；

第四步，等待工作液体仓11的测量液体基准水平面12波动平稳；

第五步，开始测量，读取第二液体压强测量传感器18和第一液体压强测量传感器19的数据；

第六步，关闭补液泵10，一次工作结束；

余下当天每次工作，从第二步开始，到第六步结束。

突发使用模式：

第一步，首次工作，打开储液箱高位球阀14和储液箱低位球阀22；

第二步，每次工作前，开启补液泵10；

第三步，至少1分钟后，开启负压泵15，液体管路中的气穴17排出，关闭负压泵15；

第四步，等待工作液体仓11的测量液体基准水平面12波动平稳；

第五步，开始测量，读取第二液体压强测量传感器18和第一液体压强测量传感器19的数据；

第六步，关闭补液泵10工作结束；

以后每次工作，从第二步开始，到第六步结束。

本发明的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.液体测量管路中蓄积气体的排除系统，其特征在于：

所述系统包括储液箱体（1）、负压泵（15）和负压泵输入管（16）；

负压泵输入管（16）一端接入负压泵（15），进而通过储液箱高位球阀（14）接入储液箱体（1）上部的测量液体基准水平面下方；负压泵输入管（16）的另一端依次设置第二液体压强测量传感器（18）和第一液体压强测量传感器（19），进而通过储液箱低位球阀（22）接入储液箱体（1）下部。

2.根据权利要求1所述的液体测量管路中蓄积气体的排除系统，其特征在于：

储液箱体（1）中设置有竖向的储液箱隔板（2），将储液箱体（1）分为补液仓（5）和工作液体仓（11），负压泵输入管（16）两端接入工作液体仓（11）。

3.根据权利要求2所述的液体测量管路中蓄积气体的排除系统，其特征在于：

储液箱隔板（2）高度低于储液箱体（1）高度，工作液体仓（11）中的液体能溢流到补液仓（5）。

4.根据权利要求3所述的液体测量管路中蓄积气体的排除系统，其特征在于：

补液仓（5）和工作液体仓（11）之间设置有依次连接的补液输入管（6）、补液泵（10）和补液输出管（9），将补液仓（5）中的液体回流至工作液体仓（11）。

5.根据权利要求4所述的液体测量管路中蓄积气体的排除系统，其特征在于：

补液输入管（6）上设置有补液滤网（3）。

6.根据权利要求5所述的液体测量管路中蓄积气体的排除系统，其特征在于：

储液箱低位球阀（22）与工作液体仓（11）之间的负压泵输入管（16）上设置有负压滤网（21）。

7.根据权利要求6所述的液体测量管路中蓄积气体的排除系统，其特征在于：

第二液体压强测量传感器（18）的高度高于第一液体压强测量传感器（19）的高度。

8.基于权利要求7的设备实施的液体测量管路中蓄积气体的排除方法，其特征在于：

所述方法为持续工作模式：

第一步，打开储液箱高位球阀（14）和储液箱低位球阀（22）；

第二步，开启补液泵（10）；

第三步，至少1分钟后，开启负压泵（15），液体管路中的气穴（17）排出，关闭负压泵（15）；

第四步，等待工作液体仓（11）的测量液体基准水平面（12）波动平稳；

第五步，开始测量，读取第二液体压强测量传感器（18）和第一液体压强测量传感器（19）的数据；

第六步，每天开动一次负压泵（15），确保不会有管道气穴出现。

9.基于权利要求7的设备实施的液体测量管路中蓄积气体的排除方法，其特征在于：

所述方法为间断工作模式：

第一步，首次工作，打开储液箱高位球阀（14）和储液箱低位球阀（22）；

第二步，每次工作前，开启补液泵（10）；

第三步，至少1分钟后，每天首次工作时，开启负压泵（15），液体管路中的气穴（17）排出，关闭负压泵（15）；不然，转第五步；

第四步，等待工作液体仓（11）的测量液体基准水平面（12）波动平稳；

第五步，开始测量，读取第二液体压强测量传感器（18）和第一液体压强测量传感器（19）的数据；

第六步，关闭补液泵（10），一次工作结束；

余下当天每次工作，从第二步开始，到第六步结束。

10.基于权利要求7的设备实施的液体测量管路中蓄积气体的排除方法，其特征在于：

所述方法为突发使用模式：

第一步，首次工作，打开储液箱高位球阀（14）和储液箱低位球阀（22）；

第二步，每次工作前，开启补液泵（10）；

第三步，至少1分钟后，开启负压泵（15），液体管路中的气穴（17）排出，关闭负压泵（15）；

第四步，等待工作液体仓（11）的测量液体基准水平面（12）波动平稳；

第五步，开始测量，读取第二液体压强测量传感器（18）和第一液体压强测量传感器（19）的数据；

第六步，关闭补液泵（10）工作结束；

以后每次工作，从第二步开始，到第六步结束。

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