一種非滿管流量測量裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種非滿管流量測量裝置，應用于食品、飲料、純凈水等流體流量測量領域中。
【背景技術】
[0002]目前，國內(nèi)食品行業(yè)中，牛奶、釀造、酒精等產(chǎn)業(yè)，都存在液體原料低速流動收集回籠的工藝，普遍存在液體流速低、非滿管狀態(tài)自然流動等特征，但在國內(nèi)鮮有非滿管流量的測量裝置。
[0003]目前常用的非滿管流量的測量方法為以下幾種:1)公開號為CN1928507A以及CN101303247A的中國專利中提到的使用流體高度H與液體阻抗Z的關系，通過測量阻抗Z得到流體的高度的方法。此類方法在流體高度位于電極最上側(cè)到滿管之間時，其阻抗變化不大，測量靈敏度很低，誤差大。另外，由于不同流體介質(zhì)的阻抗并不相同，因此，若要實現(xiàn)精確測量，在測量不同流體時必須進行重新標定；2)公開號為CN202041237U的中國專利中提到的采用液體電容式的管道內(nèi)液位測量的方法，由于在牛奶、食品行業(yè)的液體中，存在大量的固體懸濁顆粒物，會沉積到測量管道內(nèi)壁上，導致電容失真，固定電容偏差，因此這種方法測量的精度也無法保證。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型提供一種非滿管流量測量裝置，克服傳統(tǒng)儀表測量時必須要求介質(zhì)充滿管道的缺點，測量精度高，可適用于多種不同的液體，并且量程寬。
[0005]本實用新型采用如下技術方案:
[0006]一種非滿管流量測量裝置，包括管狀外殼，外殼兩端分別設有快速接頭，外殼頂部及底部分別設有低壓側(cè)齊平膜及高壓側(cè)齊平膜，所述低壓側(cè)齊平膜及高壓側(cè)齊平膜分別與差壓變送器連接，外殼上安裝有至少兩組超聲波測量裝置，所述超聲波測量裝置之間在高度方向上有一定的間距，超聲波測量裝置及差壓變送器分別與主機連接，所述超聲波測量裝置包括兩探頭，兩探頭設置在外殼兩側(cè)且在同一水平高度上。
[0007]實際應用中可根據(jù)需要設定超聲波測量裝置的數(shù)量，優(yōu)選的，外殼內(nèi)安裝有三組超聲波測量裝置。外殼內(nèi)安裝有三組超聲波測量裝置時，三組超聲波測量裝置在高度方向上分別位于25%液位、50%液位及75%液位處。
[0008]所述低壓側(cè)齊平膜及高壓側(cè)齊平膜分別通過毛細壓力引導管與差壓變送器連接，毛細壓力引導管將壓力信號傳遞到差壓變送器進行檢測。
[0009]根據(jù)美國FDA認證，要求沒有超過2厘米以上的頁面回流死角，因此，所述外殼內(nèi)壁為光滑面，無任何突起。
[0010]本實用新型的工作原理為:
[0011]一方面，液體受到垂直地球引力的影響，會產(chǎn)生一個靜壓力，該壓力值與液體密度呈線性關系，與液體液位高度呈線性關系，與存放液體容器的橫向?qū)挾葻o關。封閉空間中的液體，在扣除封閉空間的靜壓力后，亦呈現(xiàn)上述關系。因此，管道內(nèi)液位的高度可通過上下的壓差推算出來。測量時，同時獲得頂部的低壓側(cè)齊平膜壓力和底部的高壓側(cè)齊平膜壓力，計算二者之間的壓力差，扣除管道靜壓力，可得出管道內(nèi)液位高度。
[0012]另一方面，超聲波在同一種液體中傳遞的速度是均衡的，在橫切流體的過程中，超聲波速度會隨液位流量產(chǎn)生相偏離，通過測量，確定空間距離上超聲波發(fā)射到接受的往返時間，可以得出橫切流體的流動速度，本方法即為時差法。本實用新型中采用三組超聲波測量裝置分別測量管道液體流速，將信號分別送入主機。
[0013]主機用于信號處理，主機根據(jù)差壓變送器的信號，計算出液位高度，進而得出當前流體截面積，然后主機根據(jù)三組超聲波測量裝置的超聲波信號，分析、取樣、加權運算后，得出液體的流速。主機通過流體的截面積及流速信息，即可得出實際管道內(nèi)的流量體積。
[0014]本實用新型的優(yōu)點及有益效果為:
[0015]本實用新型采用超聲波測量與齊平膜壓力測量結合的方式進行流量測量，適用于多種液體，不受液體狀態(tài)的影響，適用性廣，并且，超聲波測量裝置采用多組單獨測量后插值平均計算，測量精度高。
[0016]本實用新型結構簡單，符合美國FDA認證規(guī)范，適應國內(nèi)使用狀況。
【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型的結構示意圖；
[0018]圖2為圖1的右視圖；
[0019]圖3為圖2的使用狀態(tài)圖。
[0020]其中，1-毛細壓力引導管，2-低壓側(cè)齊平膜，3-外殼，4-快速接頭，5-高壓側(cè)齊平膜，6-探頭，7-差壓變送器，8-主機。
【具體實施方式】
[0021]如圖1至圖3所示，一種非滿管流量測量裝置，包括管狀的外殼3，外殼3兩側(cè)設有衛(wèi)生型的快速接頭4，還包括低壓側(cè)齊平膜2、高壓側(cè)齊平膜5、并行的三組超聲波測量裝置、差壓變送器7、毛細壓力引導管1、信號處理用主機8。
[0022]所述低壓側(cè)齊平膜2、高壓側(cè)齊平膜5分別設置在外殼3的頂部及底部，低壓側(cè)、高壓側(cè)齊平膜分別通過毛細壓力引導管I與差壓變送器7連接。
[0023]外殼3內(nèi)安裝有至少兩組超聲波測量裝置，優(yōu)選的設置為三組，超聲波測量裝置采用時差法測量液體的流速。所述超聲波測量裝置之間在高度方向上有一定的間距，所述超聲波測量裝置包括兩探頭6，兩探頭6設置在外殼兩側(cè)且在同一水平高度上，兩探頭6的連線橫切液體流向。超聲波測量裝置及差壓變送器7分別與主機8連接。
[0024]本實用新型的具體工作過程為:
[0025]1、管狀的外殼3通過兩側(cè)的快速接頭4，連接到液體管道中；
[0026]2、液體流經(jīng)外殼3，液體會對底部的高壓側(cè)齊平膜5產(chǎn)生壓力，差壓變送器7同時測量頂部的低壓側(cè)齊平膜2和底部高壓側(cè)齊平膜5的壓力差，扣除管道靜壓力，得出管道內(nèi)液位高度信息，進而得出當前流體截面積；
[0027]3、液體在管道內(nèi)流動，必定會覆蓋高、中、低三個超聲波測量裝置的探頭6中的全部或者部分，當最上面的超聲波探頭6無檢測回波信號或時斷時續(xù)無法使用時，系統(tǒng)會自動選擇放棄該組信號，只采集有信號回波的兩組信號，三組超聲波測量裝置是三個單獨的流速測量通道，將信號分別送入信號處理主機8 ;
[0028]4、主機8根據(jù)三組超聲波信號，分析、取樣、加權運算后，疊加液位高度差壓信號，得出實際管道內(nèi)的流量體積；
[0029]5、當管道內(nèi)的液位發(fā)生變化時，差壓變送器7會檢測出這種變化；
[0030]6、主機8接受液位變化信號，接受超聲波流速信號，實時處理，完成一個測量循環(huán)，整個使用過程不停重復該循環(huán)，實現(xiàn)瞬時流量檢測，累計流量累計。
【主權項】
1.一種非滿管流量測量裝置，包括管狀外殼，其特征是，外殼兩端分別設有快速接頭，外殼頂部及底部分別設有低壓側(cè)齊平膜及高壓側(cè)齊平膜，所述低壓側(cè)齊平膜及高壓側(cè)齊平膜分別與差壓變送器連接，外殼上安裝有至少兩組超聲波測量裝置，所述超聲波測量裝置之間在高度方向上有一定的間距，超聲波測量裝置及差壓變送器分別與主機連接，所述超聲波測量裝置包括兩探頭，兩探頭設置在外殼兩側(cè)且在同一水平高度上。
2.根據(jù)權利要求1所述的非滿管流量測量裝置，其特征是，外殼內(nèi)安裝有三組超聲波測量裝置。
3.根據(jù)權利要求2所述的非滿管流量測量裝置，其特征是，外殼內(nèi)安裝有三組超聲波測量裝置，所述三組超聲波測量裝置在高度方向上分別位于25%液位、50%液位及75%液位處。
4.根據(jù)權利要求1所述的非滿管流量測量裝置，其特征是，所述低壓側(cè)齊平膜及高壓側(cè)齊平膜分別通過毛細壓力引導管與差壓變送器連接。
5.根據(jù)權利要求1所述的非滿管流量測量裝置，其特征是，所述外殼內(nèi)壁為光滑面。
【專利摘要】本實用新型涉及一種非滿管流量測量裝置，應用于食品、飲料、純凈水等流體流量測量領域中，其包括管狀外殼，外殼兩端分別設有快速接頭，外殼頂部及底部分別設有低壓側(cè)齊平膜及高壓側(cè)齊平膜，所述低壓側(cè)齊平膜及高壓側(cè)齊平膜分別與差壓變送器連接，外殼上安裝有至少兩組超聲波測量裝置，所述超聲波測量裝置之間在高度方向上有一定的間距，超聲波測量裝置及差壓變送器分別與主機連接，所述超聲波測量裝置包括兩探頭，兩探頭設置在外殼兩側(cè)且在同一水平高度上。本實用新型克服傳統(tǒng)儀表測量時必須要求介質(zhì)充滿管道的缺點，測量精度高，可適用于多種不同的液體，并且量程寬。
【IPC分類】G01F1-38, G01F1-66
【公開號】CN204514397
【申請?zhí)枴緾N201520237350
【發(fā)明人】馮威
【申請人】濟南康能電力技術有限公司
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2015年4月20日