專利名稱：基于文丘里管和彈性刮板流量計(jì)的油水兩相測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種基于文丘里管和彈性刮板流量計(jì)的油水兩相測量裝置。
背景技術(shù)：
油水兩相流傳統(tǒng)的計(jì)量方法是將兩相流混合變成均相流，利用單相流量計(jì)來獲取流量，但是得到的流量僅是總體積流量，無法獲取油水含率和油水分相流量數(shù)據(jù)。密度計(jì)結(jié)合單相流量計(jì)能解決分相測量問題，但是實(shí)際使用情況測量精度不夠理想，成本高。常用的振動管密度計(jì)對介質(zhì)的溫度、壓力等現(xiàn)場狀況十分敏感，介質(zhì)條件的變化直接影響密度和分相測量。而射線密度計(jì)又存在安全問題，對操作條件要求高。近幾年出現(xiàn)的科里奧利質(zhì)量流量計(jì)也可以用來解決油水測量問題，但是存在成本高，使用條件苛刻，安裝維修不方便等缺點(diǎn)。
油水兩相分離后再分別單相計(jì)量是另一種油水兩相流的測量方法。但是油水分離效果受多種因素影響，很難做到高度分離，從而影響單相計(jì)量精度，并且分離需要一定的時(shí)間，無法做到油水兩相流的實(shí)時(shí)測量。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種基于文丘里管和彈性刮板流量計(jì)的油水兩相測量裝置。
它具有計(jì)量管道，在計(jì)量管道上依次設(shè)有混流器、文丘里管、彈性刮板流量計(jì)、溫度傳感器，文丘里管配套安裝有差壓傳感器，A/D轉(zhuǎn)換卡和彈性刮板流量計(jì)、差壓傳感器、溫度傳感器相連，計(jì)算機(jī)和A/D轉(zhuǎn)換卡相連。
本實(shí)用新型利用簡單的單相儀表解決了工程上一直難以很好解決的油水兩相流測量問題，具有不需油水兩相分離、帶溫度補(bǔ)償、測量精度高、可靠、成本低、測量結(jié)構(gòu)簡單等特點(diǎn)，適用于油水等含有顆粒雜質(zhì)的臟污液液兩相流的測量。


附圖是基于文丘里管和彈性刮板流量計(jì)的油水兩相測量裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
測量時(shí)，待測油水兩相流進(jìn)入計(jì)量管道1，由于油水兩相流存在相界面，流體先通過混流器2，使流體混合均勻成為均相流。差壓傳感器5與文丘里管3配套安裝，差壓信號轉(zhuǎn)變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)電信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換卡7送入計(jì)算機(jī)8。彈性刮板流量計(jì)4獲取整個(gè)管路的體積流量并將流量信號轉(zhuǎn)變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)電信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換卡7送入計(jì)算機(jī)8。溫度傳感器6用來檢測兩相流溫度T并并將溫度信號轉(zhuǎn)變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)電信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換卡7送入計(jì)算機(jī)8。在計(jì)算機(jī)8中設(shè)有存儲模塊，存儲有油、水在不同溫度下的密度以及文丘里管的流量系數(shù)、開孔面積等數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)8進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，獲取油水混合密度、油水含率和分相流量。
測量裝置中混流器采用液液相攪拌器。對于低粘油水，采用推進(jìn)式葉輪、長薄葉螺旋槳及各式渦輪槳等其中一種；對于高粘油水，采用單螺帶式槳或者雙螺帶式槳。
需要特別指出的是，之所以選擇彈性刮板流量計(jì)，原因在于其具有的彈性轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，即使油水中含有顆粒雜質(zhì)也能進(jìn)行測量。節(jié)流元件選用文丘里管，原因在于相對孔板、噴嘴等其它節(jié)流元件，文丘里管管路壓損低，加工容易。
本裝置采用標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流元件，因此可用標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流元件不可壓縮流體體積流量計(jì)算公式qv=αA2Δpρ---(1)]]>其中ρ——油水兩相流混合密度；A——文丘里管的開孔面積；α——文丘里管流量系數(shù)。
流量系數(shù)α是節(jié)流裝置中最重要的一個(gè)參數(shù)，研究表明α主要與節(jié)流元件形式、直徑比、取壓方式、流動雷諾數(shù)及管壁粗糙度等因素有關(guān)。α的一個(gè)重要特性是當(dāng)流體的雷諾數(shù)大于臨界值時(shí)(一般為進(jìn)入湍流狀態(tài)時(shí))，α保持常數(shù)，實(shí)際測量時(shí)α是可預(yù)知的。由于流體的不可壓縮性，彈性刮板流量計(jì)獲取的體積流量QV即為流經(jīng)節(jié)流元件的體積流量。所以可得如下結(jié)果QV=αA2Δpρ---(2)]]>由式(2)可得ρ=2α2A2ΔpQV2---(3)]]>由于整個(gè)計(jì)量管路比較短，可認(rèn)為整個(gè)管路的溫度是一致的。計(jì)算機(jī)根據(jù)溫度測量值T從存儲模塊中提取出油、水在溫度為T時(shí)的密度ρ1和ρ2，設(shè)x1和x2分別是油、水的分相含率。根據(jù)ρ＝x1ρ1+x2ρ2和x1+x2＝1，可以得到油的分相含率x1=ρ-ρ2ρ1-ρ2;---(4)]]>水的分相含率x2=ρ1-ρρ1-ρ2.---(5)]]>油的體積流量QV1＝x1QV； (6)水的體積流量QV2＝x2QV。
(7)油水總質(zhì)量流量Qm＝ρQV； (8)油的質(zhì)量流量Qm1＝ρ1QV1；(9)水的質(zhì)量流量Qm2＝ρ2QV2。(10)
權(quán)利要求1.一種基于文丘里管和彈性刮板流量計(jì)的油水兩相測量裝置，其特征在于它具有計(jì)量管道(1)，在計(jì)量管道(1)上依次設(shè)有混流器(2)、文丘里管(3)、彈性刮板流量計(jì)(4)、溫度傳感器(6)，文丘里管(3)配套安裝有差壓傳感器(5)，A/D轉(zhuǎn)換卡(7)和彈性刮板流量計(jì)(4)、差壓傳感器(5)、溫度傳感器(6)相連，計(jì)算機(jī)(8)和A/D轉(zhuǎn)換卡(7)相連。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種基于文丘里管和彈性刮板流量計(jì)的油水兩相測量裝置。它具有計(jì)量管道，在計(jì)量管道上依次設(shè)有混流器、文丘里管、彈性刮板流量計(jì)、溫度傳感器，文丘里管配套安裝有差壓傳感器，A/D轉(zhuǎn)換卡和彈性刮板流量計(jì)、差壓傳感器、溫度傳感器相連，計(jì)算機(jī)和A/D轉(zhuǎn)換卡相連。本實(shí)用新型利用簡單的單相儀表解決了工程上一直難以很好解決的油水兩相流測量問題，具有不需油水兩相分離、帶溫度補(bǔ)償、測量精度高、可靠、成本低、測量結(jié)構(gòu)簡單等特點(diǎn)，適用于油水等含有顆粒雜質(zhì)的臟污液液兩相流的測量。
文檔編號G01F7/00GK2697601SQ20042002287
公開日2005年5月4日 申請日期2004年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月15日
發(fā)明者黃志堯, 李強(qiáng)偉, 冀海峰, 王保良, 李海青 申請人:浙江大學(xué)