[實用新型]基于電磁信號互相關的濃密膏體流速測量裝置

有效

• 申請號: 201320572934.3
• 申請日: 2013-09-16
• 公開（公告）號: CN203414483U
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: 郝雪弟;夏正猛;張霜玉;呂馥言;賈旋凱;李娜;程新;吳淼
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學(北京)
• 主分類號: G01P5/22
• 分類號: G01P5/22
• 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濃密膏體管道輸送領域的流量測量方法，特別是涉及一種基于電磁信號互相關的濃密膏體流速測量裝置。?

背景技術

高濃度黏稠固體廢棄物，是指工業生產及市政污水處理過程中產生的含固量高、粘度大、顆粒細的固-液兩相廢棄物或副產品，含固量一般為該行業機械固液分離后的最大值，常溫常壓下一般不具流動性，在高壓管道輸送時呈“不沉降似均質濃密膏體”，因此亦稱濃密膏體。?包括煤炭行業的原生煤泥、給排水行業的脫水污泥、制造行業的工業污泥、石化行業的油渣和油泥及有色金屬行業的赤泥等，涉及二十余個與國民經濟息息相關的行業。

在設計濃密膏體管道輸送系統時，處理、處置及資源化利用濃密膏體工藝均要求能夠精確監控濃密膏體的流量。然而，至今沒有能夠用于濃密膏體現場輸送的流量計。為了解決濃密膏體流量測量問題，相關研究人員論證、試用過幾種流量計，但都沒有成功:

渦輪流量計，采用多葉片的轉子（渦輪）感受流體平均流速。由于膏體粘度大，會與葉片產生很大的摩擦力矩，且濃密膏體輸送流速低，在葉片上產生的轉動力矩較小，很難克服摩擦力矩和流體阻力使葉片產生穩定的轉動，因此該流量計難以測量濃密膏體的流量。

超聲波流量計，通過檢測流體對超聲波脈沖的作用來進行流量測量。濃密膏體流速遠小于聲速，產生的多普勒效應微弱，且多普勒流量計適合測量中值粒徑在0.3mm～1.7mm之間的兩相流，而不適合濃密膏體（如：煤泥的中值粒徑d₅₀≈37.56μm，?城市脫水污泥的中值粒徑d₅₀≈44.88μm）。

電磁流量計，采用法拉第電磁感應定律作為測量原理。由于濃密膏體含水率低（質量百分數23%～33%），所以它的電導較小（約為????????????????????????????????????????????????S/cm），而電磁流量計的原理要求被測介質的電導率不能低于S/cm，二者較為接近，可能造成電磁流量計靈敏度不高，電信號與流速呈非線性關系。實際上，該流量計也測不準濃密膏體管道流量。

專利號為ZL?2011?1?0270135.6?，授權公告日2012年10月31日的發明專利“一種濃密膏體管道流速測量的裝置及方法”，該專利案的設計提出了一種通過人工投放示蹤磁塊，利用示蹤磁塊經過兩線圈的時間差法測量濃密膏體管道輸送中的流速、流量參數，該專利雖可測出濃密膏體的流速，但該專利目前只適用實驗室環境，而在工業現場，投放示蹤物難度較大，數據不能連續測量與實時顯示。所提供的較佳實例的示速磁塊投放裝置改進困難，因此該專利應用于濃密膏體管道輸送工程流速與流量的測量還需進一步研究。

鑒于上述現有的濃密膏體流速測量技術存在的缺陷，本發明人基于豐富的專業知識，積極研究創新，提出了基于電磁信號互相關的濃密膏體流速測量裝置。經過不斷的研究、設計，并經反復試作樣品及改進后，終于創設出確具實用價值的本實用新型。

發明內容

本實用新型的目的在于：解決濃密膏體工業現場流量測量無專用方法及裝置的難題，提出基于電磁信號互相關的濃密膏體流速測量裝置，完成工業現場濃密膏體管道流量的測量，此方法可實現管道輸送過程中流速、流量參數的實時獲取、數據的自動化處理和存儲，降低操作人員的勞動強度，具有很大工程應用價值。

本實用新型的目的及解決其技術問題是采用以下技術方案來實現的。依據本實用新型提出的兩個測點的互相關分析法，將上下游兩個傳感器測量的信號進行相關分析。傳感器采用廣義的霍爾原理：濃密膏體在管道輸送過程中，其載流子在外加磁場中作切割磁感線運動，由于電極安裝在管道截面垂直于磁場的直徑兩端，這樣兩電極間就會產生電荷積累，形成垂直于物料流動方向的電動勢，即為一個用于互相關分析的電信號。