[實用新型]一種光柵明渠流體流速測量傳感裝置

無效

• 申請號: 200720184806.6
• 申請日: 2007-12-17
• 公開（公告）號: CN201145701Y
• 公開（公告）日: 2008-11-05
• 發明（設計）人: 張洪新
• 申請（專利權）人: 張洪新
• 主分類號: G01P5/06
• 分類號: G01P5/06;G01D5/244
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種用于石油、水利、水電、環保等行業承載特殊流體(如泥漿、腐蝕性流體)流速測量的傳感裝置。

背景技術

測量明渠的流速和截面積可以獲得明渠的流量。長期以來，諸如石油鉆井泥漿等特殊流體由于粘稠并具有腐蝕性，且出口流界面高度不確定，給流量測量帶來很大難度。對此，現場通常采用接觸式漂浮在泥漿等流體表面、帶有渦輪的巴掌式流量測量裝置進行流速測量，然而，由于泥漿粘稠及斷流時的日照干枯，會使該裝置被泥漿糊死而無法漂浮或者渦輪被泥漿糊死，因而使用具有局限性。另外一種是通過超聲波測量明渠和槽體的液位，計算明渠的界面截面積，通過與人工測量的流速配合，估算出明渠的流量，這種方法，由于流速不是實時的測量數據，準確性受到影響。此外還有電磁流速測量、通過測量泥漿顆粒反射超聲波流速測量等方法，由于石油鉆井環境惡劣和工作場地的局限性，難以推廣應用。

實用新型內容：

本實用新型的目的在于提供一種結構簡單、適應性強、工作可靠、有利于準確測量的光柵明渠流體流速測量傳感裝置。

本實用新型的技術方案如下：此種流體流速測量傳感裝置由浮動滾筒、葉片、支架、光柵編碼盤、光電傳感裝置、空心軸桿、軸承組、電力及信號線纜組成，浮動滾筒外筒腔內設有內筒，二者之間通過端蓋相連接，內筒中央設有空心軸桿，空心軸桿腔內設有電力及信號線纜，中部連接有光電傳感裝置，兩端分別設有軸承組，滾筒內筒與光柵編碼盤相連接，光柵編碼盤位于光電傳感裝置的光源和光接收元件之間；浮動滾筒表面均布有葉片，支架兩分叉端分別與伸出浮筒的空心軸桿兩端相連接，支架腔內的電力及信號線纜分別與空心軸桿內的電力及信號線纜兩端相連接。使用時，將本實用新型通過支架固定安裝在明渠(槽架)的上方。安裝時，整個支架通過一個轉動支點垂直懸掛固定，使浮動滾筒的葉片底端與明渠的底部剛好離開。實際使用時，如果明渠中的液量較少，流體沖擊底端葉片使滾筒轉動；如果明渠中的液量足夠大時，可以靠中空滾筒自身的浮力作用漂浮在流體的表面，由于支架的牽引，由垂直懸掛狀態變成向流體流動的方向傾斜，同時流體沖擊葉片，中空的浮動滾筒隨流體沖擊而繞軸桿轉動。工作時，首先通過電力及信號線纜給光源和光接收元件供電，流體沖擊滾筒底端的葉片，使滾筒繞著軸桿轉動，這樣與滾筒內筒相連接的光柵編碼盤也繞軸上的光源及光接收元件轉動，滾筒每旋轉一定角度，光源發出的光就透過光柵編碼盤的光柵，照射到光接收元件一次，光接收元件就產生一個脈沖信號，這個信號通過電力及信號線纜傳出，光柵編碼盤的光柵柵格數是一定的，通過統計累計的光柵脈沖數，可獲得浮筒旋轉圈數，通過計算浮筒的周長與單位時間旋轉的圈數的乘積，就可獲得明渠內流體的流速。

本實用新型結構新穎，設計合理，工作可靠，適應性強，其本身兼有漂浮和旋轉功能，在流體作用下能夠對泥餅、干泥和噴濺附著物進行沖洗，保證在粘稠的泥漿、污水等環境下仍能長期正常工作，具有故障率低、使用壽命長等優點，有利于流體流速的準確測量。

附圖說明：

圖1為本實用新型浮筒型結構示意圖。

圖2為實用新型浮筒型結構側視圖。

圖3為實用新型浮筒型結構的局部剖視立體圖。

圖4為實用新型浮球型結構示意圖。

具體實施方式：

以下結合附圖對本實用新型的實施作進一步說明。

如圖所示，本實用新型由支架1、滾筒外筒2、滾筒內筒3、葉片4、軸承組5、光柵編碼盤6、電力及信號線纜7、空心軸桿8、光電傳感裝置9、密封件10組成，其結構組裝關系如下：滾筒外筒2腔內連接內筒3，二者之間通過端蓋相連接，內筒3中央設有空心軸桿8，軸桿8腔內設有電力及信號線纜7，中部連接有光電傳感裝置9，兩端分別設有軸承組5，滾筒內筒3中間凸起部與光柵編碼盤6相連接，光柵編碼盤6位于光電傳感裝置9的光源和光接收元件之間；浮動滾筒表面均布有葉片4，支架1兩分叉端分別與伸出浮筒的空心軸桿8兩端相連接，支架1腔內的電力及信號線纜7分別與空心軸桿8內的電力及信號線纜7兩端相連接。其中，支架1中間為豎直管體，兩側為分叉圓管，腔內可設置電力及信號線纜7，滾筒外筒2為圓柱形空心筒體(見圖3)，亦可為空心球形體(見圖4)，外表面焊接或鉚接有葉片4，亦可制成一體。支架1，滾筒外筒2可采用金屬或高強度硬質塑料制作。滾筒內筒3為一中部凸起的空心圓筒體。起。光柵編碼盤6為圓環體，其周邊均布有多個長方形柵格。光電傳感裝置9呈U形狀，其U形兩端分別為光源和光接收元件，亦可采用光電二極管發射及接收組。

本實用新型亦可采用另一種結構方式，將成型的光柵編碼器產品直接接在滾筒的內外筒之間。