[實用新型]一種小通道流體流速流量測量裝置

有效

• 申請號: 201120334308.1
• 申請日: 2011-09-07
• 公開（公告）號: CN202204828U
• 公開（公告）日: 2012-04-25
• 發明（設計）人: 黃志堯;高學敏;王保良;冀海峰;李海青
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01P5/22
• 分類號: G01P5/22;G01F1/712
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 張法高

技術領域

本實用新型涉及流速流量檢測技術，尤其涉及一種小通道流體流速流量測量裝置。

背景技術

管道中的流體廣泛存在于食品制藥、石油化工、環境保護等行業部門的科研和生產過程中，流速與流量是工業生產中的重要過程參數。隨著新材料技術的進步，各種新工藝的應用和發展，工業器件以及設備逐步呈現出微型化、小型化的趨勢。雖然在工業生產過程中，常規管道的流量測量裝置或儀表的研究與應用已較為成熟，但對于毫米級管徑的小通道流量測量技術還十分匱乏，目前缺乏有效的測量手段。此外，在化工制藥等領域生產過程中，帶有懸浮物、固體顆粒等的導電性流體也較為常見，而現有的流速流量測量儀表主要針對介質單一和無雜質的均質流體，對上述這種非均質流體的流速流量測量一直沒有很好的解決辦法。因此，急需開發一種適用于小通道非均質流體流速流量測量的儀表。

電容耦合式非接觸電導測量技術是一種新型的非接觸式電導測量技術。其電極不與流體直接接觸，有效地避免了傳統接觸式電導測量方法存在的電極極化和電化學腐蝕等問題。然而，目前該技術的研究與應用主要局限于分析化學等領域中毛細管或以下管徑溶液電導、離子濃度等的測量，在小通道非均質流體流速流量測量領域基本上屬于空白。

發明內容

本實用新型的目的是克服現有技術的不足，提供一種穩定、可靠的小通道流體流速流量測量裝置。

小通道流體流速流量測量裝置包括絕緣管道、第一電極、第二電極、第三電極、第四電極、第五電極、交流激勵源、調幅解調電路、數據采集模塊、微型計算機；絕緣管道外側順次設有第一電極、第二電極、第三電極、第四電極、第五電極，第一電極與交流激勵源相連，第二電極、第三電極、第四電極分別與調幅解調電路相連，調幅解調電路、數據采集模塊、微型計算機順次相連，第五電極接地；由第一電極、第二電極、第三電極、第四電極和第五電極構成五電極非接觸式電導傳感器，第一電極作為激勵電極，第五電極為接地電極，第二電極、第三電極和第四電極為五電極非接觸式電導傳感器的輸出端，由絕緣管道、第二電極和第三電極構成上游電導傳感器，由絕緣管道、第三電極和第四電極構成下游電導傳感器。

所述的調幅解調電路為：第二耦合電容一端、第二電阻一端與第一運算放大器的正向輸入端相連接，第一電阻的一端、第一電容的一端與第一運算放大器的反相輸入端相連接，第二電阻另一端、第一電容另一端、第三電阻的一端相連接，第三電阻的另一端接地，第三耦合電容一端、第五電阻一端與第二運算放大器的正向輸入端相連接，第四電阻的一端、第二電容的一端與第二運算放大器的反相輸入端相連接，第五電阻另一端、第二電容另一端、第六電阻的一端相連接，第六電阻的另一端接地，第四耦合電容一端、第八電阻一端與第三運算放大器的正向輸入端相連接，第七電阻的一端、第三電容的一端與第三運算放大器的反相輸入端相連接，第八電阻另一端、第三電容另一端、第九電阻的一端相連接，第九電阻的另一端接地，第一運算放大器的輸出端、第一電阻的另一端與第一儀用放大器的正向輸入端相連接，第二運算放大器的輸出端、第四電阻的另一端與第一儀用放大器的反向輸入端、第二儀用放大器的正向輸入端相連接，第三運算放大器的輸出端、第七電阻的另一端與第二儀用放大器的反向輸入端相連接，第一儀用放大器的輸出端與第一乘法器的一個輸入端相連接，第二儀用放大器的輸出端與第二乘法器的一個輸入端相連接，交流激勵源與第一乘法器的另一個輸入端、第二乘法器的另一個輸入端相連接，第一乘法器的輸出端通過第十電阻與第四電容的一端、第十二電阻的一端、第四運算放大器的反向輸入端相連接，第四運算放大器的正向輸入端通過第十六電阻接地，第四運算放大器的輸出端通過第十四電阻與第六電容的一端相連接，第六電容的另一端接地，第二乘法器的輸出端通過第十一電阻與第五電容的一端、第十三電阻的一端、第五運算放大器的反向輸入端相連接，第五運算放大器的正向輸入端通過第十七電阻接地，第五運算放大器的輸出端通過第十五電阻與第七電容的一端相連接，第七電容的另一端接地。

本實用新型與現有技術相比具有有益效果：

1)測量方式為非侵入式，壓力損失小，不破壞管道內流體流場，電極不與管道中流體接觸，因此電極不受流體沖擊、腐蝕、極化作用，適用于小通道非均質流體流速流量測量；

2)五電極非接觸式電導傳感器直接獲得反映管道內流體電導信息的微弱電壓信號，五電極的結構可以避免傳統電容耦合式非接觸電導測量技術中耦合電容的影響，提高傳感器的靈敏度；

3)利用調幅解調電路實現了對微弱電壓信號的檢測，有效地抑制了電路噪聲，提高了輸出信號的信噪比。

附圖說明