[實用新型]一種聲速實時標定的液體壓力計

有效

• 申請號: 201220298858.7
• 申請日: 2012-06-19
• 公開（公告）號: CN202648859U
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發明（設計）人: 李燕華;楊遠超;王金庫
• 申請（專利權）人: 中國計量科學研究院
• 主分類號: G01L11/06
• 分類號: G01L11/06
• 代理公司: 北京思創畢升專利事務所 11218
• 代理人: 劉明華

1.一種聲速實時標定的液體壓力計，其特征在于：

所述液體壓力計包括高度測量系統，聲速測量系統、氣控系統（16）、液控系統（17）以及數據采集和處理系統（8）；

所述高度測量系統和聲速測量系統分別包括一組U形管：高度測量U形管（2）和聲速測量U形管（1），兩組U形管中均充入液體，且兩組U形管內的液體是連通的；所述高度測量系統用于測量超聲波在液體中的渡越時間并根據所述聲速測量系統測得的聲速計算得到液柱的高度；所述聲速測量系統通過測量液位高度變化量以及液位高度變化時間量而得到實時的聲速；

所述聲速測量系統包括液位高度變化測量模塊以及液位高度變化時間測量模塊；

所述液位高度變化測量模塊包括兩套激光干涉儀（4），兩套液位高度跟蹤裝置和兩套光學鏡組；所述光學鏡組分別設置在所述液位高度跟蹤裝置內和光線路徑中，所述液位高度跟蹤裝置懸浮設置在所述聲速測量U形管（1）內的液體中而實現不同壓力下液位高度的實時跟蹤，所述激光干涉儀（4）和所述的光學鏡組實現不同壓力下液位高度變化量△L的測量；

所述液位高度變化時間測量模塊包括兩組超聲晶片（15）和超聲干涉儀（9）；所述兩組超聲晶片（15）分別設置在所述聲速測量U形管（1）兩臂的底端，所述超聲干涉儀（9）與所述超聲晶片（15）通過測量一定頻率2MHz～10MHz的超聲波在液體中的渡越時間而得到液位變化的時間變化量△T；

所述聲速測量系統通過測量液位變化的時間變化量△T和由于壓力變化導致的液位高度變化量△L，并通過所述數據采集和處理系統（8）而實時地得到超聲波在液體介質中的聲速C；

所述高度測量系統包括一組高度測量U形管（2）、兩組超聲晶片（15）和超聲干涉儀（9）；所述兩組超聲晶片（15）分別設置在所述高度測量U形管（2）兩臂的底端，所述超聲干涉儀（9）與所述超聲晶片（15）通過測量不同壓力下超聲波在液體中的渡越時間并通過所述數據采集和處理系統（8）依據所述聲速測量系統測得的聲速而計算得到不同壓力所引起的液柱高度的變化從而得到最終壓力值；

所述氣控系統（16）用于控制所述各組U形管兩端的壓力；氣控系統（16）包括控制機柜、控制閥門管路、泵組和一組監視儀表；所述泵組用于兩組U形管中參考端的抽空以及氣體壓力的抽出；所述控制閥門管路連接著所述高度測量系統和所述聲速測量系統的氣路，實現它們之間的關斷、連通以及壓力大小的調節；所述控制機柜實現對所述控制閥門管路和所述泵組的控制；

所述液控系統（17）包括真空儲油罐（1701），U形管間連接液路以及閥門，用于所述U形管內液體的注入以及U形管各臂之間的液路連接的通和斷；

所述數據采集和處理系統（8）包括計算機以及開關控制器（22）；所述數據采集和處理系統（8）利用開關控制器（22）實現不同通道數據的讀取，并根據所述聲速測量系統輸入的液位變化的時間變化量△T和液位高度變化量△L，得到超聲波在液體介質中的聲速C，后根據所述高度測量系統所測得的不同壓力下超聲波在液體中的渡越時間得到U形管內液柱的高度差，最終得到所測的壓力。

2.根據權利要求1所述的一種聲速實時標定的液體壓力計，其特征在于：

所述液位高度跟蹤裝置置于所述的聲速測量系統中的聲速測量U形管（1）內的液體中，且其結構為浮子（3），包括浮筒（12）、角錐鏡固定架（13）、浮耳組和導軌；所述浮耳組設置在浮筒（12）的上表面外側，且一個浮耳內設置有導軌軸承，所述導軌穿過該所述浮耳內的軸承；所述角錐鏡固定架（13）用于固定所述光學鏡組（10，11）中的角錐鏡（10）并被固定在所述浮筒（12）內的中心位置；所述浮子（3）懸浮在液體中，并隨著液面的上下變化而自由的上下運動，且不會有水平位移。

3.根據權利要求1或2所述的一種聲速實時標定的液體壓力計，其特征在于：

所述高度測量系統和聲速測量系統所包括的高度測量U形管（2）和聲速測量U形管（1）各包括2根不銹鋼管；所述兩根不銹鋼管呈高低錯落布置；4根所述不銹鋼管等長度；且所述聲速測量U形管（1）和高度測量U形管（2）中高管和低管之間的高度差范圍是200mm-800mm；