[發明專利]一種基于L型皮托管的改進型風量測量裝置

在審

• 申請號: 201410397333.2
• 申請日: 2014-08-13
• 公開（公告）號: CN104121958A
• 公開（公告）日: 2014-10-29
• 發明（設計）人: 譚昭;邱宇清;程浩;高連升;姬志遠;王彬;肖義杰
• 申請（專利權）人: 株洲南車時代電氣股份有限公司
• 主分類號: G01F15/18
• 分類號: G01F15/18;G01F15/06;G01F1/46
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 盧宏

技術領域

本發明涉及一種風量測量裝置，特別是一種基于L型皮托管的改進型風量測量裝置。

背景技術

皮托管又叫畢托管，是實驗室內量測均點流速常用的儀器。在科研、生產、教學、環境保護以及凈化室、礦井通風、能源管理部門，常用皮托管測量管道風速、爐窯煙道內的氣流速度，經過換算來確定流量，也可測量管道內的水流速度。用皮托管測速和確定流量，有可靠的理論根據，使用方便、準確，是一種經典的廣泛的測量方法。皮托管一般由一L型管和一由U型管構成的差壓儀組成。

根據傳感技術學報第20卷第3期《皮托管測量影響因素分析I_檢測桿與安裝角的影響》，得到管型5(外徑7.5mm內徑2.0mm)和管型8(外徑10.0mm內徑5.0mm)分別在風速為32.5m/s和45.8m/s下不同安裝角(L型管的伸入被測風道端偏離被測風道中心軸線的夾角)的測量值及誤差。

表1?v＝32.5m/s時的速度測量值及其誤差

表2?v＝45.8m/s時的速度測量值及其誤差

由表可推測出：安裝角在10°范圍內誤差均小于2％.所以皮托管進行測量時安裝角不能過大，需嚴格控制在10°范圍內。即皮托管應基本垂直于被測管。

根據TB/T1704-2001、GB/T25123.1-2010及GB/T25123.2-2010的要求，軌道機車車輛和公路車輛用旋轉電機做溫升試驗時，需要對其提供的冷卻風量進行精確測量。實際操作中，一般采用L型皮托管進行測量。為了保證風量測量精度，其被測通風管道通常較長，其測風點距電機進風口也較長，使其測風點位置過高，導致人工測量時保持L型管水平穩定比較困難。

在現有的技術方案中，固定L型管要么直接用手，要么進行固定的裝置過于復雜，不便安裝，不能適應各種大小管徑或形狀的風道。若手工控制，10°的控制范圍在短時間內可以達到要求，但通常進行測量時每次需要測量很多點(至少10個)，每次測量耗時10到20分鐘，有時為了找到最佳風量點，需要連續測量多次，在長時間的測量過程中，很難保證L型管的垂直度。由于一般測量點較高，要手持L型管并保持前后左右的穩定需要很大的勞動強度。同時人對L型管造成的搖擺，會直接體現為U型管中液面計數的波動，從而影響壓差的讀數，進一步增大人為因素試驗誤差。

有時，進行風量測量時，風管管徑較大，測量點很高，需要梯形臺階輔助才能進行測量。若采用皮托管進行測量，則一次風量測量需要3人才能完成(一人持管，一人讀數，一人計數)。

另外，根據TB/T1704-2001的要求，為了取得風道中動壓力頭的平均值，將風筒截面分為N個圓環(一般N＝5)，在該風筒截面兩中心軸與圓環相交的2N個點上測動壓力頭。測量點的位置按下式確定：

Ri=D22i-12N]]>

式中N—風筒截面內分成的圓環數；

i—從風筒中心算起的圓環序號；

R_i—從風筒中心到第i個圓環的半徑，mm；

D—風筒直徑，mm。

由此標準可知，測量過程中需要將L型管按照R_i的值準確放置。不同型號的風道，其管徑各有不同。由于風道管徑的不同，各不同的試驗人員均對此L型管進行記號標識，從而使L型管上記號混亂不清，且普通的標記容易被抹掉消失。

總而言之，在現有的試驗條件下，風量測量時有如下缺點：

1、測量點較高，手工持L型管較為困難；

2、測量位置不能準確定位，L型管無刻度；

3、不能適應不同大小及形狀的風道；

4、不能保證L型管在允許的偏角范圍內。

發明內容

針對現有技術不足，本發明的首要目的是提供一種基于L型皮托管的改進型風量測量裝置，其既解決了手持L型管帶來的人為誤差問題，同時對風量測量過程中遇到的測量點定位問題進行了相關改進，保證了數據測量的精確性，又減輕了人員的工作負荷，降低了人力資源成本。