本發(fā)明涉及一種測(cè)量裝置與方法，特別是一種用于輸流管道壓力波動(dòng)頻率的測(cè)量裝置與方法，屬于機(jī)械工程技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

在工程中的各行各業(yè)，管道常用于輸送流體。然而，由于流體的流動(dòng)特性復(fù)雜，在輸送過(guò)程中常遇到各種問(wèn)題。管道中的流體壓力與管道的幾何尺寸、流體種類(lèi)、流體物性參數(shù)、流速以及環(huán)境參數(shù)都有關(guān)系。因此，在流體的輸送過(guò)程中，液體壓力經(jīng)常波動(dòng)。當(dāng)流體壓力波動(dòng)小時(shí)，對(duì)流體的輸送可能影響不大。然而，當(dāng)壓力波動(dòng)較大時(shí)，可能會(huì)造成異?，F(xiàn)象，甚至導(dǎo)致設(shè)備的損壞。

現(xiàn)有技術(shù)主要是對(duì)輸流管道流體壓力的直接測(cè)量，包括相應(yīng)的壓力測(cè)量裝置和方法，通過(guò)得到壓力數(shù)值判斷輸流管線中流體的情況。通過(guò)直接測(cè)量壓力的方法所得結(jié)果表面為模擬信號(hào)，這種模擬信號(hào)對(duì)于瞬時(shí)決策不方便。如果對(duì)管道壓力的測(cè)量能直接得到類(lèi)似于數(shù)字信號(hào)的形式，那么對(duì)于當(dāng)出現(xiàn)異常壓力波動(dòng)時(shí)的瞬時(shí)決策有利。通過(guò)查閱文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有技術(shù)鮮見(jiàn)有關(guān)于管道壓力波動(dòng)頻率測(cè)量的裝置與方法。因此，如何設(shè)計(jì)一種通過(guò)所測(cè)結(jié)果快速明了地得到輸流管道壓力波動(dòng)頻率的測(cè)量裝置和方法便具有工程意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于為了克服上述難點(diǎn)，特提出一種輸流管道壓力波動(dòng)頻率測(cè)量裝置與方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)管道中流體壓力頻率波動(dòng)的實(shí)時(shí)測(cè)量。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明解決此技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是：

一種輸流管道壓力波動(dòng)頻率測(cè)量裝置，主要由管道、法蘭、墊圈、螺栓、貫通短節(jié)、下外筒、彈性繩、活塞板、密封圈、支撐筒、徑向軸承、渦輪定子、渦輪轉(zhuǎn)子、定子壓緊板、轉(zhuǎn)子鎖緊帽、傳動(dòng)軸、上外筒、蓋板、通氣閥和測(cè)速器組成，其特征在于：所述管道與貫通短節(jié)上均設(shè)有法蘭，且管道與貫通短節(jié)上的法蘭間設(shè)有墊圈；所述管道與貫通短節(jié)上的法蘭通過(guò)螺栓連接；所述下外筒焊接于貫通短節(jié)上且二者連通；所述支撐筒的底板分別與下外筒和上外筒焊接連接，支撐筒的底板上設(shè)有軸向通孔用于將下外筒的內(nèi)腔和上外筒的內(nèi)腔連通；所述下外筒的內(nèi)部設(shè)有活塞板，活塞板與下外筒的內(nèi)壁間設(shè)有密封圈，活塞板的上表面與下表面均設(shè)有彈性繩分別用于約束活塞板向下和向上的運(yùn)動(dòng)；所述傳動(dòng)軸上下兩端分別與蓋板和支撐筒通過(guò)徑向軸承連接；所述渦輪定子通過(guò)定子壓緊板壓緊固定于支撐筒的圓筒內(nèi)部，定子壓緊板呈圓環(huán)狀并通過(guò)螺栓連接于支撐筒的上端；所述渦輪轉(zhuǎn)子通過(guò)轉(zhuǎn)子鎖緊帽壓緊固定于傳動(dòng)軸外部，轉(zhuǎn)子鎖緊帽與傳動(dòng)軸通過(guò)螺紋連接；所述蓋板設(shè)置于上外筒的頂端并通過(guò)螺栓連接，蓋板與上外筒間設(shè)有墊圈；所述通氣閥設(shè)于蓋板上；所述測(cè)速器設(shè)于傳動(dòng)軸的頂端用于測(cè)量傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速。

所述一種輸流管道壓力波動(dòng)頻率測(cè)量裝置，其特征在于所述測(cè)速器包括非接觸式感應(yīng)裝置和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。

所述的一種輸流管道壓力波動(dòng)頻率測(cè)量方法，其特征在于將所述測(cè)量裝置安裝于輸流管線中，活塞板將下外筒的內(nèi)腔分隔成兩段，下外筒的內(nèi)腔下段與管道連通；下外筒的內(nèi)腔上段通過(guò)支撐筒底板的軸向通孔與上外筒的內(nèi)腔連通；通過(guò)所述通氣閥向上外筒的內(nèi)腔注入氣體并使氣體與管道中的流體壓力相同；管道中的流體沿管道軸線方向流動(dòng)，當(dāng)管道中流體壓力增大時(shí)，活塞板沿下外筒的內(nèi)壁向上運(yùn)動(dòng)，使得活塞板下端的彈性繩處于受拉狀態(tài)，在此過(guò)程中下外筒內(nèi)腔上段中的氣體受壓且經(jīng)過(guò)支撐筒底板的軸向通孔流入上外筒內(nèi)腔；流動(dòng)的氣體帶動(dòng)渦輪轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，由于渦輪轉(zhuǎn)子緊固于傳動(dòng)軸上且傳動(dòng)軸通過(guò)徑向軸承與支撐筒和蓋板連接，因此氣體的流動(dòng)也將驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)管道中流體壓力減小時(shí)，活塞板沿下外筒的內(nèi)壁向下運(yùn)動(dòng)，使得活塞板上端的彈性繩處于受拉狀態(tài)，在此過(guò)程中上外筒內(nèi)腔中的氣體流入下外筒內(nèi)腔上段并帶動(dòng)傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)；所述測(cè)速器用于測(cè)量傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速，并進(jìn)一步得到管道內(nèi)流體壓力的波動(dòng)頻率。

本發(fā)明具有的有益效果是：(1)本發(fā)明裝置原理簡(jiǎn)單，可對(duì)輸流管道流體壓力波動(dòng)的劇烈程度進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量；(2)氣體腔的壓力根據(jù)輸流管道中的流體壓力可調(diào)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明一種輸流管道壓力波動(dòng)頻率測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明裝置中下外筒的半剖示意圖；

圖3為圖2的俯視圖；

圖4為本發(fā)明裝置中支撐筒的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為圖4的俯視圖；

圖中：1.管道，2.法蘭，3.墊圈，4.螺栓，5.貫通短節(jié)，6.下外筒，7.彈性繩，8.活塞板，9.密封圈，10.支撐筒，11.徑向軸承，12.渦輪定子，13.渦輪轉(zhuǎn)子，14.定子壓緊板，15.轉(zhuǎn)子鎖緊帽，16.傳動(dòng)軸，17.上外筒，18.蓋板，19.通氣閥，20.測(cè)速器。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖1至圖5所示，所述一種輸流管道壓力波動(dòng)頻率測(cè)量裝置，主要由管道1、法蘭2、墊圈3、螺栓4、貫通短節(jié)5、下外筒6、彈性繩7、活塞板8、密封圈9、支撐筒10、徑向軸承11、渦輪定子12、渦輪轉(zhuǎn)子13、定子壓緊板14、轉(zhuǎn)子鎖緊帽15、傳動(dòng)軸16、上外筒17、蓋板18、通氣閥19和測(cè)速器20組成，其特征在于：所述管道1與貫通短節(jié)5上均設(shè)有法蘭2，且管道1與貫通短節(jié)5上的法蘭2間設(shè)有墊圈3；所述管道1與貫通短節(jié)5上的法蘭2通過(guò)螺栓4連接；所述下外筒6焊接于貫通短節(jié)5上且二者連通；所述支撐筒10的底板分別與下外筒6和上外筒17焊接連接，支撐筒10的底板上設(shè)有軸向通孔用于將下外筒6的內(nèi)腔和上外筒17的內(nèi)腔連通；所述下外筒6的內(nèi)部設(shè)有活塞板8，活塞板8與下外筒6的內(nèi)壁間設(shè)有密封圈9，活塞板8的上表面與下表面均設(shè)有彈性繩7分別用于約束活塞板8向下和向上的運(yùn)動(dòng)；所述傳動(dòng)軸16上下兩端分別與蓋板18和支撐筒10通過(guò)徑向軸承11連接；所述渦輪定子12通過(guò)定子壓緊板14壓緊固定于支撐筒10的圓筒內(nèi)部，定子壓緊板14呈圓環(huán)狀并通過(guò)螺栓4連接于支撐筒10的上端；所述渦輪轉(zhuǎn)子13通過(guò)轉(zhuǎn)子鎖緊帽15壓緊固定于傳動(dòng)軸16外部，轉(zhuǎn)子鎖緊帽15與傳動(dòng)軸16通過(guò)螺紋連接；所述蓋板18設(shè)置于上外筒17的頂端并通過(guò)螺栓4連接，蓋板18與上外筒17間設(shè)有墊圈3；所述通氣閥設(shè)于蓋板18上；所述測(cè)速器20設(shè)于傳動(dòng)軸16的頂端用于測(cè)量傳動(dòng)軸16的轉(zhuǎn)速。

所述一種輸流管道壓力波動(dòng)頻率測(cè)量裝置，其特征在于所述測(cè)速器20包括非接觸式感應(yīng)裝置和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。

所述的一種輸流管道壓力波動(dòng)頻率測(cè)量方法，其特征在于將所述測(cè)量裝置安裝于輸流管線中，活塞板8將下外筒6的內(nèi)腔分隔成兩段，下外筒6的內(nèi)腔下段與管道1連通；下外筒6的內(nèi)腔上段通過(guò)支撐筒10底板的軸向通孔與上外筒17的內(nèi)腔連通；通過(guò)所述通氣閥19向上外筒17的內(nèi)腔注入氣體并使氣體與管道1中的流體壓力相同；管道1中的流體沿管道1軸線方向流動(dòng)，當(dāng)管道1中流體壓力增大時(shí)，活塞板8沿下外筒6的內(nèi)壁向上運(yùn)動(dòng)，使得活塞板8下端的彈性繩7處于受拉狀態(tài)，在此過(guò)程中下外筒6內(nèi)腔上段中的氣體受壓且經(jīng)過(guò)支撐筒10底板的軸向通孔流入上外筒17內(nèi)腔；流動(dòng)的氣體帶動(dòng)渦輪轉(zhuǎn)子13轉(zhuǎn)動(dòng)，由于渦輪轉(zhuǎn)子13緊固于傳動(dòng)軸16上且傳動(dòng)軸16通過(guò)徑向軸承11與支撐筒10和蓋板18連接，因此氣體的流動(dòng)也將驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)軸16轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)管道1中流體壓力減小時(shí)，活塞板8沿下外筒6的內(nèi)壁向下運(yùn)動(dòng)，使得活塞板8上端的彈性繩7處于受拉狀態(tài)，在此過(guò)程中上外筒17內(nèi)腔中的氣體流入下外筒6內(nèi)腔上段并帶動(dòng)傳動(dòng)軸16轉(zhuǎn)動(dòng)；所述測(cè)速器20用于測(cè)量傳動(dòng)軸16的轉(zhuǎn)速，并進(jìn)一步得到管道1內(nèi)流體壓力的波動(dòng)頻率。

以上所述具體實(shí)施方式用于說(shuō)明本發(fā)明而非限制本發(fā)明的范圍，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的構(gòu)思和原則前提下所作出的等同變化與修改，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。