專利名稱：消除管道式混蝕度傳感器掛壁現(xiàn)象的豁口機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種消除管道式混蝕度傳感器掛壁現(xiàn)象的豁口機(jī)構(gòu)。屬于物理類中的傳感器領(lǐng)域。
液體的混濁度是指液體中含有其它雜質(zhì)的程度，由于直接測量液體中種類繁多的雜質(zhì)比較困難，所以目前世界上都采用光學(xué)原理進(jìn)行間接測量，并且以此形成了混濁度的測試方法與測試規(guī)范，從測試原理來看，該管道的管壁應(yīng)該是透明的，至少在光路上應(yīng)該是透明的?；鞚岫葴y量有間斷的采樣式測量和連續(xù)的在線測量。這兩種測量都有一個(gè)共同的問題，即液體中的雜質(zhì)隨著時(shí)間的增長會(huì)越來越多的粘附在透明的測量管壁上，使管壁透明下降，而造成測量不準(zhǔn)、甚至無法測量。實(shí)踐中，這樣的現(xiàn)象稱之為掛壁。由于掛壁現(xiàn)象會(huì)影響傳感器的正常工作，特別是在在線連續(xù)測量時(shí)表現(xiàn)得更為嚴(yán)重，因此解決測量過程中的“掛壁”問題便成了管道式混濁度檢測的關(guān)鍵問題之一。經(jīng)對現(xiàn)有技術(shù)的檢索，發(fā)現(xiàn)目前工程上主要采取以下兩種方法減少和避免掛壁現(xiàn)象的影響。
1、經(jīng)常重新標(biāo)定和調(diào)整傳感器，使其保持必要的精度。一旦掛壁嚴(yán)重到一定程度，重新標(biāo)定或調(diào)整也不能解決時(shí)，只能對管壁進(jìn)行清洗或者重新調(diào)換傳感器。
2、采用特殊的設(shè)計(jì)，經(jīng)常清洗管壁。比如，采樣管內(nèi)裝有一個(gè)馬達(dá)帶動(dòng)的活塞，利用活塞吸進(jìn)被測液體，而活塞晚上推把液體排出時(shí)，順便擦洗一下管壁。詳見Harry Norton.Sensor and Analyzer Handbook prentice Halllnc.1982.
第一種方法實(shí)際上并沒解決掛壁問題，只是對付使用。如果說這種方法對采樣式來說是麻煩和費(fèi)事的話，那么對在線連續(xù)式來說基本上是不可取的。
第二種方法由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高，經(jīng)常要維修，實(shí)際使用時(shí)效果不佳。
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提出一種消除管道式混蝕度傳感器掛壁現(xiàn)象的豁口機(jī)構(gòu)。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下經(jīng)對管道式混濁度傳感器掛壁現(xiàn)象的分析，在測試時(shí)，關(guān)鍵在于從根本上消除管壁的存在，才能徹底消除掛壁現(xiàn)象。本發(fā)明主要包括光源、采樣管、光接收器和豁口，在采樣管的端部對徑上開一對豁口，光源的光路經(jīng)采樣管上的豁口，由光接收器接收。尺寸相對管徑尺寸比較小，因此流體經(jīng)過此處時(shí)仍比較穩(wěn)定，傳感器可以達(dá)到相當(dāng)高的精度。流體在進(jìn)入采樣管之前往往要經(jīng)過閥門、彎頭、轉(zhuǎn)角等能量損耗之處，使層流狀流體也會(huì)變得不穩(wěn)定，一般來說，當(dāng)采樣管長度與管徑之比大于5時(shí)，流體狀態(tài)可不受影響。當(dāng)采樣管管長與管徑之比要大于，傳感器才能很好的工作。為了得到穩(wěn)定的輸出信號(hào)，豁口寬度b與采樣管內(nèi)徑的比值應(yīng)近似等于0.2，而長度a與采樣管內(nèi)徑的比值應(yīng)在1-2之間。在其它參數(shù)固定的情況下，為了使管內(nèi)流體處于層流狀態(tài)，必須控制流速，當(dāng)雷諾系數(shù)Re＜2000時(shí)的流速就不會(huì)破壞層流狀態(tài)，本發(fā)明Re＜1000。
本發(fā)明具有明顯的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著進(jìn)步，由于在測量的光路上消除了管壁現(xiàn)象，可使傳感器長期可靠地運(yùn)行。
以下將結(jié)合附圖進(jìn)一步描述

圖1本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意2本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意側(cè)視圖如圖1、圖2所示，本發(fā)明主要包括光源1、采樣管2、光接收器3和豁口4，在采樣管2的端部對徑上開一對豁口4，光源1的光路經(jīng)采樣管2上的豁口4，由光接收器3接收。尺寸相對管徑尺寸比較小，因此流體經(jīng)過此處時(shí)仍比較穩(wěn)定，傳感器可以達(dá)到相當(dāng)高的精度。流體在進(jìn)入采樣管2之前往往要經(jīng)過閥門、彎頭、轉(zhuǎn)角等能量損耗之處，使層流狀流體也會(huì)變得不穩(wěn)定，一般來說，當(dāng)采樣管2長度與管徑之比大于5時(shí)，流體狀態(tài)可不受影響。當(dāng)采樣管2管長與管徑之比要大于10，傳感器才能很好的工作。為了得到穩(wěn)定的輸出信號(hào)，豁口4寬度b與采樣管2內(nèi)徑的比值應(yīng)近似等于0.2，而長度a與采樣管2內(nèi)徑的比值應(yīng)在1-2之間。在其它參數(shù)固定的情況下，為了使管內(nèi)流體處于層流狀態(tài)，必須控制流速，當(dāng)雷諾系數(shù)Re＜2000時(shí)的流速就不會(huì)破壞層流狀態(tài)，本發(fā)明Re＜1000。
舉一實(shí)例當(dāng)豁口尺寸取a＝5mm，b＝1mm，用脫脂牛奶作為液體(水)中的雜質(zhì)，當(dāng)水中牛奶濃度小于15％時(shí)，測得的結(jié)果完全與Beer’s Law理論曲線相符，濃度大于是15％，實(shí)測值小于理論值，取流速V＝0.1m/sec-0.25m/sec之間，流速在此范圍內(nèi)變化對傳感器工作沒有影響，連續(xù)運(yùn)行了二個(gè)多星期，測得的傳感器信號(hào)波動(dòng)小于12％，而在同樣條件下的普通混濁度傳感器，其輸出信號(hào)二周內(nèi)下降了8.5％。
權(quán)利要求
1.一種消除管道式混蝕度傳感器掛壁現(xiàn)象的豁口機(jī)構(gòu)，主要包括光源1、采樣管2、光接收器3，其特征在于還包括豁口4，在采樣管2的端部對徑上開一對豁口4，光源1的光路經(jīng)采樣管2上的豁口4，由光接收器3接收。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的這種消除管道式混蝕度傳感器掛壁現(xiàn)象的豁口機(jī)構(gòu)，其特征還在于采樣管2管長與管徑之比要大于10。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的這種消除管道式混蝕度傳感器掛壁現(xiàn)象的豁口機(jī)構(gòu)，其特征還在于豁口4寬度b與采樣管2內(nèi)徑的比值應(yīng)近似等于0.2，而長度a與采樣管2內(nèi)徑的比值應(yīng)在1-2之間。
全文摘要
本發(fā)明主要包括光源、采樣管、光接收器和豁口,在采樣管的端部對徑上開一對豁口,光源的光路經(jīng)采樣管上的豁口,由光接收器接收。
文檔編號(hào)G01N21/15GK1264037SQ0011178
公開日2000年8月23日 申請日期2000年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月2日
發(fā)明者楊汝清 申請人:上海交通大學(xué)