本發(fā)明涉及一種測量裝置與方法，特別是一種用于輸流管道壓力波動頻率的測量裝置與方法，屬于機械工程技術(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，由于流體的流動特性復(fù)雜，在輸送過程中常遇到各種問題。管道中的流體壓力與管道的幾何尺寸、流體種類、流體物性參數(shù)、流速以及環(huán)境參數(shù)都有關(guān)系。因此，在流體的輸送過程中，液體壓力經(jīng)常波動。當(dāng)流體壓力波動小時，對流體的輸送可能影響不大。然而，當(dāng)壓力波動較大時，可能會造成異?，F(xiàn)象，甚至導(dǎo)致設(shè)備的損壞。

現(xiàn)有技術(shù)主要是對輸流管道流體壓力的直接測量，包括相應(yīng)的壓力測量裝置和方法，通過得到壓力數(shù)值判斷輸流管線中流體的情況。通過直接測量壓力的方法所得結(jié)果表面為模擬信號，這種模擬信號對于瞬時決策不方便。如果對管道壓力的測量能直接得到類似于數(shù)字信號的形式，那么對于當(dāng)出現(xiàn)異常壓力波動時的瞬時決策有利。通過查閱文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有技術(shù)鮮見有關(guān)于管道壓力波動頻率測量的裝置與方法。因此，如何設(shè)計一種通過所測結(jié)果快速明了地得到輸流管道壓力波動頻率的測量裝置和方法便具有工程意義。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于為了克服上述難點，特提出一種輸流管道壓力波動頻率測量裝置與方法，實現(xiàn)對管道中流體壓力頻率波動的實時測量。

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

一種輸流管道壓力波動頻率測量裝置，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、傳動軸、上外筒、蓋板、通氣閥和測速器組成，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動；所述傳動軸上下兩端分別與蓋板和支撐筒通過徑向軸承連接；所述渦輪定子通過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)狀并通過螺栓連接于支撐筒的上端；所述渦輪轉(zhuǎn)子通過轉(zhuǎn)子鎖緊帽壓緊固定于傳動軸外部，轉(zhuǎn)子鎖緊帽與傳動軸通過螺紋連接；所述蓋板設(shè)置于上外筒的頂端并通過螺栓連接，蓋板與上外筒間設(shè)有墊圈；所述通氣閥設(shè)于蓋板上；所述測速器設(shè)于傳動軸的頂端用于測量傳動軸的轉(zhuǎn)速。

所述一種輸流管道壓力波動頻率測量裝置，其特征在于所述測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頻率測量方法，其特征在于將所述測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)腔上段通過支撐筒底板的軸向通孔與上外筒的內(nèi)腔連通；通過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，當(dāng)管道中流體壓力增大時，活塞板沿下外筒的內(nèi)壁向上運動，使得活塞板下端的彈性繩處于受拉狀態(tài)，在此過程中下外筒內(nèi)腔上段中的氣體受壓且經(jīng)過支撐筒底板的軸向通孔流入上外筒內(nèi)腔；流動的氣體帶動渦輪轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，由于渦輪轉(zhuǎn)子緊固于傳動軸上且傳動軸通過徑向軸承與支撐筒和蓋板連接，因此氣體的流動也將驅(qū)動傳動軸轉(zhuǎn)動；當(dāng)管道中流體壓力減小時，活塞板沿下外筒的內(nèi)壁向下運動，使得活塞板上端的彈性繩處于受拉狀態(tài)，在此過程中上外筒內(nèi)腔中的氣體流入下外筒內(nèi)腔上段并帶動傳動軸轉(zhuǎn)動；所述測速器用于測量傳動軸的轉(zhuǎn)速，并進(jìn)一步得到管道內(nèi)流體壓力的波動頻率。

本發(fā)明具有的有益效果是：(1)本發(fā)明裝置原理簡單，可對輸流管道流體壓力波動的劇烈程度進(jìn)行實時測量；(2)氣體腔的壓力根據(jù)輸流管道中的流體壓力可調(diào)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種輸流管道壓力波動頻率測量裝置的結(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.傳動軸，17.上外筒，18.蓋板，19.通氣閥，20.測速器。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。

如圖1至圖5所示，所述一種輸流管道壓力波動頻率測量裝置，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、傳動軸16、上外筒17、蓋板18、通氣閥19和測速器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向下和向上的運動；所述傳動軸16上下兩端分別與蓋板18和支撐筒10通過徑向軸承11連接；所述渦輪定子12通過定子壓緊板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)狀并通過螺栓4連接于支撐筒10的上端；所述渦輪轉(zhuǎn)子13通過轉(zhuǎn)子鎖緊帽15壓緊固定于傳動軸16外部，轉(zhuǎn)子鎖緊帽15與傳動軸16通過螺紋連接；所述蓋板18設(shè)置于上外筒17的頂端并通過螺栓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；所述測速器20設(shè)于傳動軸16的頂端用于測量傳動軸16的轉(zhuǎn)速。

所述一種輸流管道壓力波動頻率測量裝置，其特征在于所述測速器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頻率測量方法，其特征在于將所述測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)腔上段通過支撐筒10底板的軸向通孔與上外筒17的內(nèi)腔連通；通過所述通氣閥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，當(dāng)管道1中流體壓力增大時，活塞板8沿下外筒6的內(nèi)壁向上運動，使得活塞板8下端的彈性繩7處于受拉狀態(tài)，在此過程中下外筒6內(nèi)腔上段中的氣體受壓且經(jīng)過支撐筒10底板的軸向通孔流入上外筒17內(nèi)腔；流動的氣體帶動渦輪轉(zhuǎn)子13轉(zhuǎn)動，由于渦輪轉(zhuǎn)子13緊固于傳動軸16上且傳動軸16通過徑向軸承11與支撐筒10和蓋板18連接，因此氣體的流動也將驅(qū)動傳動軸16轉(zhuǎn)動；當(dāng)管道1中流體壓力減小時，活塞板8沿下外筒6的內(nèi)壁向下運動，使得活塞板8上端的彈性繩7處于受拉狀態(tài)，在此過程中上外筒17內(nèi)腔中的氣體流入下外筒6內(nèi)腔上段并帶動傳動軸16轉(zhuǎn)動；所述測速器20用于測量傳動軸16的轉(zhuǎn)速，并進(jìn)一步得到管道1內(nèi)流體壓力的波動頻率。

以上所述具體實施方式用于說明本發(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。