CN204514397U - 一种非满管流量测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种非满管流量测量装置，应用于食品、饮料、纯净水等流体流量测量领域中，其包括管状外壳，外壳两端分别设有快速接头，外壳顶部及底部分别设有低压侧齐平膜及高压侧齐平膜，所述低压侧齐平膜及高压侧齐平膜分别与差压变送器连接，外壳上安装有至少两组超声波测量装置，所述超声波测量装置之间在高度方向上有一定的间距，超声波测量装置及差压变送器分别与主机连接，所述超声波测量装置包括两探头，两探头设置在外壳两侧且在同一水平高度上。本实用新型克服传统仪表测量时必须要求介质充满管道的缺点，测量精度高，可适用于多种不同的液体，并且量程宽。

Description

一种非满管流量测量装置

技术领域

本实用新型涉及一种非满管流量测量装置，应用于食品、饮料、纯净水等流体流量测量领域中。

背景技术

目前，国内食品行业中，牛奶、酿造、酒精等产业，都存在液体原料低速流动收集回笼的工艺，普遍存在液体流速低、非满管状态自然流动等特征，但在国内鲜有非满管流量的测量装置。

目前常用的非满管流量的测量方法为以下几种：1)公开号为CN1928507A以及CN101303247A的中国专利中提到的使用流体高度H与液体阻抗Z的关系，通过测量阻抗Z得到流体的高度的方法。此类方法在流体高度位于电极最上侧到满管之间时，其阻抗变化不大，测量灵敏度很低，误差大。另外，由于不同流体介质的阻抗并不相同，因此，若要实现精确测量，在测量不同流体时必须进行重新标定；2)公开号为CN202041237U的中国专利中提到的采用液体电容式的管道内液位测量的方法，由于在牛奶、食品行业的液体中，存在大量的固体悬浊颗粒物，会沉积到测量管道内壁上，导致电容失真，固定电容偏差，因此这种方法测量的精度也无法保证。

实用新型内容

本实用新型提供一种非满管流量测量装置，克服传统仪表测量时必须要求介质充满管道的缺点，测量精度高，可适用于多种不同的液体，并且量程宽。

本实用新型采用如下技术方案：

一种非满管流量测量装置，包括管状外壳，外壳两端分别设有快速接头，外壳顶部及底部分别设有低压侧齐平膜及高压侧齐平膜，所述低压侧齐平膜及高压侧齐平膜分别与差压变送器连接，外壳上安装有至少两组超声波测量装置，所述超声波测量装置之间在高度方向上有一定的间距，超声波测量装置及差压变送器分别与主机连接，所述超声波测量装置包括两探头，两探头设置在外壳两侧且在同一水平高度上。

实际应用中可根据需要设定超声波测量装置的数量，优选的，外壳内安装有三组超声波测量装置。外壳内安装有三组超声波测量装置时，三组超声波测量装置在高度方向上分别位于25％液位、50％液位及75％液位处。

所述低压侧齐平膜及高压侧齐平膜分别通过毛细压力引导管与差压变送器连接，毛细压力引导管将压力信号传递到差压变送器进行检测。

根据美国FDA认证，要求没有超过2厘米以上的页面回流死角，因此，所述外壳内壁为光滑面，无任何突起。

本实用新型的工作原理为：

一方面，液体受到垂直地球引力的影响，会产生一个静压力，该压力值与液体密度呈线性关系，与液体液位高度呈线性关系，与存放液体容器的横向宽度无关。封闭空间中的液体，在扣除封闭空间的静压力后，亦呈现上述关系。因此，管道内液位的高度可通过上下的压差推算出来。测量时，同时获得顶部的低压侧齐平膜压力和底部的高压侧齐平膜压力，计算二者之间的压力差，扣除管道静压力，可得出管道内液位高度。

另一方面，超声波在同一种液体中传递的速度是均衡的，在横切流体的过程中，超声波速度会随液位流量产生相偏离，通过测量，确定空间距离上超声波发射到接受的往返时间，可以得出横切流体的流动速度，本方法即为时差法。本实用新型中采用三组超声波测量装置分别测量管道液体流速，将信号分别送入主机。

主机用于信号处理，主机根据差压变送器的信号，计算出液位高度，进而得出当前流体截面积，然后主机根据三组超声波测量装置的超声波信号，分析、取样、加权运算后，得出液体的流速。主机通过流体的截面积及流速信息，即可得出实际管道内的流量体积。

本实用新型的优点及有益效果为：

本实用新型采用超声波测量与齐平膜压力测量结合的方式进行流量测量，适用于多种液体，不受液体状态的影响，适用性广，并且，超声波测量装置采用多组单独测量后插值平均计算，测量精度高。

本实用新型结构简单，符合美国FDA认证规范，适应国内使用状况。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1的右视图；

图3为图2的使用状态图。

其中，1-毛细压力引导管，2-低压侧齐平膜，3-外壳，4-快速接头，5-高压侧齐平膜，6-探头，7-差压变送器，8-主机。

具体实施方式

如图1至图3所示，一种非满管流量测量装置，包括管状的外壳3，外壳3两侧设有卫生型的快速接头4，还包括低压侧齐平膜2、高压侧齐平膜5、并行的三组超声波测量装置、差压变送器7、毛细压力引导管1、信号处理用主机8。

所述低压侧齐平膜2、高压侧齐平膜5分别设置在外壳3的顶部及底部，低压侧、高压侧齐平膜分别通过毛细压力引导管1与差压变送器7连接。

外壳3内安装有至少两组超声波测量装置，优选的设置为三组，超声波测量装置采用时差法测量液体的流速。所述超声波测量装置之间在高度方向上有一定的间距，所述超声波测量装置包括两探头6，两探头6设置在外壳两侧且在同一水平高度上，两探头6的连线横切液体流向。超声波测量装置及差压变送器7分别与主机8连接。

本实用新型的具体工作过程为：

1、管状的外壳3通过两侧的快速接头4，连接到液体管道中；

2、液体流经外壳3，液体会对底部的高压侧齐平膜5产生压力，差压变送器7同时测量顶部的低压侧齐平膜2和底部高压侧齐平膜5的压力差，扣除管道静压力，得出管道内液位高度信息，进而得出当前流体截面积；

3、液体在管道内流动，必定会覆盖高、中、低三个超声波测量装置的探头6中的全部或者部分，当最上面的超声波探头6无检测回波信号或时断时续无法使用时，系统会自动选择放弃该组信号，只采集有信号回波的两组信号，三组超声波测量装置是三个单独的流速测量通道，将信号分别送入信号处理主机8；

4、主机8根据三组超声波信号，分析、取样、加权运算后，叠加液位高度差压信号，得出实际管道内的流量体积；

5、当管道内的液位发生变化时，差压变送器7会检测出这种变化；

6、主机8接受液位变化信号，接受超声波流速信号，实时处理，完成一个测量循环，整个使用过程不停重复该循环，实现瞬时流量检测，累计流量累计。

Claims (5)

1.一种非满管流量测量装置，包括管状外壳，其特征是，外壳两端分别设有快速接头，外壳顶部及底部分别设有低压侧齐平膜及高压侧齐平膜，所述低压侧齐平膜及高压侧齐平膜分别与差压变送器连接，外壳上安装有至少两组超声波测量装置，所述超声波测量装置之间在高度方向上有一定的间距，超声波测量装置及差压变送器分别与主机连接，所述超声波测量装置包括两探头，两探头设置在外壳两侧且在同一水平高度上。

2.根据权利要求1所述的非满管流量测量装置，其特征是，外壳内安装有三组超声波测量装置。

3.根据权利要求2所述的非满管流量测量装置，其特征是，外壳内安装有三组超声波测量装置，所述三组超声波测量装置在高度方向上分别位于25％液位、50％液位及75％液位处。

4.根据权利要求1所述的非满管流量测量装置，其特征是，所述低压侧齐平膜及高压侧齐平膜分别通过毛细压力引导管与差压变送器连接。

5.根据权利要求1所述的非满管流量测量装置，其特征是，所述外壳内壁为光滑面。