[發明專利]一種基于壓差測量信號的冷凝液體收集測量裝置及方法

在審

• 申請號: 201810322208.3
• 申請日: 2018-04-11
• 公開（公告）號: CN108844592A
• 公開（公告）日: 2018-11-20
• 發明（設計）人: 陳榮華;馬攀;張鵬輝;田文喜;蘇光輝;秋穗正
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G01F1/88
• 分類號: G01F1/88;G01G17/04
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 何會俠

1.一種基于壓差測量信號的冷凝液體收集測量裝置，其特征在于：包括冷凝壁面(1)，設置在冷凝壁面(1)下方的多個外壁緊貼的冷凝液滴收集槽(2)和一個與冷凝壁面(1)最低端直接相連的冷凝液膜收集槽(3)；所述冷凝液滴收集槽(2)和冷凝液膜收集槽(3)底部分別通過第一波紋軟管(4)和第二波紋軟管(5)連通冷凝液滴測量段(6)和冷凝液膜測量段(7)；所述冷凝液滴測量段(6)和冷凝液膜測量段(7)的下端分別設置連接到同一個疏水管(14)上的冷凝液滴手動閥門(12)與冷凝液膜手動閥門(13)；冷凝液滴測量段(6)和冷凝液膜測量段(7)的下端還連接有冷凝液滴差壓變送器(8)和冷凝液膜差壓變送器(9)，通過冷凝液滴差壓引壓管(10)，分別將多個冷凝液滴差壓變送器的高壓端連接到各自的冷凝液滴收集槽上部氣空間，低壓端向下傾斜連接各自的冷凝液滴測量段底部；通過冷凝液膜差壓引壓管(11)將冷凝液膜差壓變送器(9)高壓端連接到冷凝液膜收集槽上部氣空間，低壓端向下傾斜連接冷凝液膜測量段(7)底部；所述冷凝液滴差壓變送器(8)和冷凝液膜差壓變送器(9)均連接數據采集系統(18)；所述疏水管通入集液罐(15)，集液罐(15)頂部連接手動排氣閥門(16)，集液罐(15)底部連接手動排水閥門(17)。

2.如權利要求1所述的一種基于壓差測量信號的冷凝液體收集測量裝置，其特征在于：所述冷凝液膜收集槽(3)和冷凝液滴收集槽(2)底部成漏斗形。

3.如權利要求1所述的一種基于壓差測量信號的冷凝液體收集測量裝置，其特征在于：所述冷凝液滴測量段(6)和冷凝液膜測量段(7)由透明的石英玻璃制造。

4.如權利要求1所述的一種基于壓差測量信號的冷凝液體收集測量裝置，其特征在于：所述冷凝液滴差壓引壓管(10)和冷凝液膜差壓引壓管(11)的高壓端位于冷凝液滴收集槽(2)和冷凝液膜收集槽(3)上部氣空間的開口水平彎折。

5.如權利要求1所述的一種基于壓差測量信號的冷凝液體收集測量裝置，其特征在于：所述疏水管(14)向下傾斜設置。

6.如權利要求1所述的一種基于壓差測量信號的冷凝液體收集測量裝置，其特征在于：所述冷凝液滴手動閥門(12)與冷凝液膜手動閥門(13)分別與冷凝液滴測量段(6)和冷凝液膜測量段(7)間用有機玻璃板隔離，防止高溫冷凝液體意外噴出對人員造成傷害。

7.權利要求1至6任一項所述的基于壓差測量信號的冷凝液體收集測量裝置的冷凝液體收集測量方法，其特征在于：

在進行液體收集與測量之前，關閉手動排水閥門(17)，打開手動排氣閥門(16)與冷凝液滴測量段(6)和冷凝液膜測量段(7)下端的冷凝液滴手動閥門(12)與冷凝液膜手動閥門(13)，使收集系統中殘余的液體排入集液罐(15)；

當需要開始進行液體測量時，關閉冷凝液滴手動閥門(12)與冷凝液膜手動閥門(13)，開始對冷凝壁面(1)上產生的冷凝液體進行收集與測量；在冷凝壁面(1)上產生的冷凝液體，其中在重力中作用下滴落的冷凝液滴經下方的多個冷凝液滴收集槽(2)收集，而沿著冷凝壁面(1)流下的冷凝液膜被一個冷凝液膜收集槽(3)收集，冷凝液滴收集槽(2)和冷凝液膜收集槽(3)內的冷凝液體經第一波紋軟管(4)和第二波紋軟管(5)分別進入并積聚在各自的冷凝液滴測量段(6)和冷凝液膜測量段(7)進行測量；冷凝液滴差壓變送器(8)將各個冷凝液滴測量段(6)的質量數據、質量流量數據分別送入數據采集系統(18)，在數據采集系統(18)中通過如下方程計算將壓差、壓差變化率轉化為各個冷凝液滴收集槽(2)所收集到的液滴質量、質量變化率：

上兩式中，m₁為收集到的液滴質量，P₁為冷凝液滴差壓變送器(8)的測量壓差，D₁為冷凝液滴測量段(6)的內徑，t為時間，g為當地重力加速度；冷凝液膜差壓變送器(9)也將冷凝液膜測量段(7)的質量數據、質量流量數據分別送入數據采集系統(18)，在數據采集系統(18)中通過如下方程計算將壓差、壓差變化率轉化為冷凝液膜收集槽(3)所收集到的液膜質量、質量變化率：

上兩式中，m₂為收集到的液滴質量，P₂為冷凝液膜差壓變送器(9)的測量壓差，D₂為冷凝液滴測量段(7)的內徑，t為時間，g為當地重力加速；

收集測量結束后打開冷凝液滴手動閥門(12)與冷凝液膜手動閥門(13)，使液體經過疏水管(14)排入集液罐(15)，關閉冷凝液滴手動閥門(12)與冷凝液膜手動閥門(13)，打開集液罐(15)下方的手動排水閥門(17)進行排水，打開手動排氣閥門(16)進行排氣，完畢后，關閉手動排水閥門(17)與手動排氣閥門(16)。