CN2443363Y - 管道液体密度计 - Google Patents

Abstract

一种管道液体密度计,是由差压变送器1、垂直管段2、水平管段3、差压变送器4组成。本实用新型与数据采集计算装置配合使用,通过连续在线测量垂直管段及水平管段中液体形成的差压,可计算管道中液体的密度。

Description

管道液体密度计

本实用新型涉及一种测量管道流动液体密度的计量仪器。

现有的液体密度测量仪表主要有差压式、浮筒式、振动式和射线式。浮筒式密度计是利用浸入液体中的物体所受浮力与液体的密度成正比的原理制作的。差压式密度计是利用被测液体中垂直方向上相隔一定距离的两点间的压差与被测液体密度成正比的原理测量的。差压式及浮筒式密度计只能测量准静态的液体密度，不适用于在线测量管道中流动液体的密度。例如美国专利4.476.723就公开了一种浮筒式密度计，又例如美国专利4.136.567公开了一种改进型差压式密度计。振动式密度计是利用振动管自由振动频率随密度不同而变化的原理制作的。其缺点是制作工艺复杂。而射线密度计是利用射线穿过被测物时，随物质密度而改变其吸收程度的测量仪表。由于要进行放射源的保护，此种密度计结构较重，而且需考虑放射污染的防护。

本实用新型的目的：提供一种结构简单，可在线测量管道中流动液体的密度的仪器。

本实用新型的目的是通过以下措施来实现的：一种用于在线测量管道中液体密度的仪器，是由垂直管段、水平管段、两个差压变送器及配套的数据采集计算装置组成，其特征是两个差压变送器分别安装在垂直管段及水平管段上。在垂直管段和水平管段的差压取压孔间距相同，且管段材质截面形状尺寸均相同。

图1为管道液体密度计的结构示意图。

管道流动液体密度计是由差压变送器1、垂直管段2、水平管段3、差压变送器4组成。差压变送器1的取压口间距与差压变送器4的取压口间距相等，均为L。

管道流动液体密度计的原理是：根据恒定流的能量方程即伯诺里方程(参见石油工业出版社1980年版《水力学》)

对应垂直管段，有：

  Ea+Pa/r+Ua²/2g＝Eb+Pb/r+Ub²/2g+hab…(1)式中：Ea、Eb为势能，Pa、Pb为压力，Ua、Ub为流速，hab为损失

  能，r为密度，g为重力加速度。下标a、b是对应图中点a、

  点b的值。

对于水平管段，也有：

  Ec+Pc/r+Uc²/2g＝Ed+Pd/r+Ud²/2g+hcd…(2)

上两式可变换为：

  Ea-Eb+(Pa-Pb)/r+(Ua²-Ub²)/2g＝hab………(3)

  Ec-Ed+(Pc-Pd)/r+(Uc²-Ud²)/2g＝hcd………(4)

对于液体，可认为：Ua＝Ub＝Uc＝Ud

在垂直管段与水平管段材质、截面相同且长度相同，均为L的情况下：hab＝hcd

而水平管段的Ec＝Ed，则由(4)式，可得：

    (Pc-Pd)/r＝hcd………………………………………  (5)

对于垂直管段，其势能差Ea-Eb＝-H

其中H为a、b两点间高度，为一常量。

令Pa-Pb＝ΔP，Pc-Pd＝ΔP′，即a、b两点及c、d两点的差压。

则可得：-H+ΔP/r＝ΔP′/r

即：r＝(ΔP-ΔP′)/H

这样，通过差压变送器1、4测量差压ΔP，ΔP′，由数据采集计算装置即可计算出管道中液体密度r。

Claims (2)

1.一种用于在线测量管道中液体密度的仪器，是由垂直管段、水平管段、两个差压变送器组成，其特征是两个差压变送器分别安装在垂直管段及水平管段上，且两个差压变送器的取压口间距相等。

2.如权利要求1所述的垂直管段与水平管段，其特征在于材质、截面形状、尺寸均相同。

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