一种带粉尘检测功能的均速管流量计的制作方法

1.本实用新型涉及粉尘检测设备，具体地说是涉及一种带有粉尘检测功能的均速管流量计。


背景技术：

2.均速管流量计的测量元件——均速管(国外称annubar，直译阿牛巴)，是基于早期皮托管测速原理发展起来的，是60年代后期开发的一种新型差压流量测量元件，并开始应用于我国的工业现场。均速管的优点是：结构上较为简单，压力损失小，安装、拆卸方便，维护量小。该流量计由于生产成本低，价格低廉，因此在市场较为畅销，在众多的流量仪表中占有一席之地。特别是由于其压力损失小(与孔板相比较，仅为孔板的5％以下)，大大减少了动力消耗，节能效果显著，这在能源紧张的今天，有着其特殊的意义。由于该流量计适应范围宽，长期稳定性好，近年来有了较大的发展，出现了几种结构形式不同的流量计。
3.静电感应粉尘仪由感应探头、控制单元等组成。当烟道或烟囱内粉尘流经过粉尘仪应用的静电技术的探头时，探头所接收到的电荷来自粉尘颗粒对探头的撞击、摩擦和静电感应。排放浓度越高，感应、摩擦和撞击所产生的静电荷就越强。当前用于接收、放大、分析和处理这些电荷使之成为在线粉尘排放显示数值的主要技术有两种：交流静电和直流静电技术。
4.目前工业现场对于均速管流量计和静电感应粉尘仪的应用是分离的，需要分别在待测管道上开孔进行安装，并且分别需要配置对应的固定安装构建。这既增加了设备成本和安装成本，也增加了后期维护、检测的成本。同时，由于在待测管道中同时安装两种测量仪器，会对流场测量产生一定的干扰。


技术实现要素：

5.本实用新型要解决的技术问题是，克服现有技术中存在的不足，提供一种带有粉尘检测功能的均速管流量计。该设备在进行流量测量的同时也能获取粉尘浓度的数据，在降低成本的同时将对管道流场的影响降到最低。
6.为解决技术问题，本实用新型采用的解决方案是：
7.提供一种带粉尘检测功能的均速管流量计，包括位于上侧的安装部和位于下侧的检测杆，检测杆的顶端与安装部固定连接；检测杆呈中空柱状，其末端封闭，内部被竖向的隔板分成前侧的总压腔和后侧的静压腔；总压腔和静压腔分别通过设于安装部内部的两路引压管连接至压差变送器，压差变送器通过线缆连接至控制单元；在检测杆的壁上，由上至下间隔地设有若干组连通其内部的取压孔；所述检测杆由导电材质制成以用作静电感应探头，其顶端通过线缆连接至控制单元。
8.作为一种改进，所述检测杆的横截面呈子弹头形状，前窄后宽；横截面的外部边缘由光滑曲线围合而成，相邻曲线相接处呈圆滑过渡。
9.作为一种改进，每组取压孔有三个，其中一个位于检测杆的前端，与总压腔连通；
另外两个对称布置在侧面，与静压腔连通。
10.作为一种改进，所述取压孔共有6组。
11.作为一种改进，所述控制单元包括单片机、数据采集模块、显示模块、供电模块、按键模块和通讯模块，各部件通过排线连接；所述检测杆通过线缆连接至数据采集模块。
12.作为一种改进，所述压差变送器设于安装部内部。
13.作为一种改进，所述安装部呈t形，下侧的凸出部分用于固定检测杆和穿设引压管，上侧的平台部位设有螺孔用于固定安装。
14.作为一种改进，所述检测杆表面设有特氟龙保护层。
15.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
16.1、本实用新型在现有均速管流量计基础上增加了粉尘检测功能，同时还能保持简单的结构；两项功能之间互不影响，保证了测量的精确度。
17.2、本实用新型的检测杆截面形状采用子弹头形。高压取压孔设置在检测杆前部，由于流体流过检测杆时，在检测杆前部形成高压区，压力略高于管道静压，阻止了颗粒进入；低压取压孔位于检测杆侧后两边，处在流动分离点和尾迹区的前部，从本质上防止了堵塞，并能获得一个非常稳定的信号。
18.3、本实用新型集成均速管流量计和粉尘检测仪功能，相对压力损失小，安装、拆卸和维护量小，同时也减少了投入成本，具有较大的推广使用前景。
附图说明
19.图1为均速管流量计的结构示意图。
20.图2为图1中a
‑
a处的截面图。
21.附图中：1安装部、2检测杆(同时用作静电感应探头)、3取压孔、4引压管、5控制单元、6线缆、7横截面、8总压腔、9静压腔、10高压取压孔、11低压取压孔。
具体实施方式
22.下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
23.如图1所示，本实用新型中带粉尘检测功能的均速管流量计包括位于上侧的安装部1和位于下侧的检测杆2。安装部呈t形，其下端凸出部分用于固定检测杆2并穿设两根引压管4，上端的平台部位设有螺孔。安装时，将检测杆2和安装部1的下端凸出部分穿过待测管道上的开孔，然后以螺丝穿入安装部1的上端平台部位螺孔，将整个设备固定在待测管道上。在安装部1内部设置压差变送器(图中未示出)，以同时连接两根引压管4。
24.检测杆2呈中空柱状，其顶端与安装部1的下端凸出部分固定连接，末端封闭。如图2所示，检测杆2的横截面7呈子弹头形状，前窄后宽；从横向截面图看，其外部边缘由一条u形光滑曲线和一条弧形光滑曲线围合而成，曲线相接处呈圆滑过渡。检测杆2的内部被竖向的隔板分成前侧的总压腔8和后侧的静压腔9，分别通过两路引压管4连接至压差变送器，后者通过线缆6连接至控制单元5中的数据采集模块。如图1所示，在检测杆2的壁上，由上至下间隔地设有6组取压孔3以连通其内部空腔。每组取压孔有3个，其中一个位于检测杆2的前端用于与总压腔8连通，称之为高压取压孔10；另外两个对称布置在检测杆2的侧面用于与静压腔9连通，称之为低压取压孔11。
25.作为本实用新型的创新内容，检测杆2由金属(表层喷涂特氟龙或其它类似保护层)制成，以实现同时用作静电感应探头的功能，其顶端通过线缆6连接至控制单元5中的数据采集模块。图1中的线缆6是以示意方式绘制，在实际产品中应包括2根电缆(因为压差变送器和静电感应探头2是分别通过单独线缆实现信号传送的)。
26.本领域技术人员可以根据其所掌握的均速管流量计和静电感应粉尘仪的现有检测电路结构，对本实用新型中的控制单元5进行改造与设计。例如，可以在现有技术中均速管流量计的控制单元基础上增加静电感应检测功能。当然，本领域技术人员还可以根据实际需要对两部分功能电路的整合方式进行调整。例如，调整后的控制单元5可以包括单片机、数据采集模块、显示模块、供电模块、按键模块、通讯模块，各部件通过排线连接。各元器件选配与连接方式可参考现有的均速管流量计和粉尘检测仪的控制检测单元的结构形式，由于属本领域技术人员熟练掌握的技能，本发明不再赘述。
27.使用方法说明：
28.(1)将均速管流量计用于检测流量时，6个高压取压孔10引压到总压腔8，获得平均压力p1，通过一路引压管引到流量计上端的压差变送器；12个低压取压孔引压到静压腔9，通过另一路引压管引平均压力p2到压差变送器。
29.根据以下方程，
[0030][0031]
δp＝p1‑
p2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0032]
q
m
＝q
v
ρ
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
[0033][0034]
式中：q
v
——流体的体积流量；
[0035]
a——工作状态下均速管的流量系数；
[0036]
ε——工作状态下流体流过检测杆时的流束膨胀系数，对于不可压缩流体：ε＝1；对于可压缩流体：ε＜1。
[0037]
a——工作状态下的待测管道内截面面积；
[0038]
△
p——总压腔8和静压腔9的压差；
[0039]
ρ——流体的密度；
[0040]
q
m
——流体的质量流量；
[0041]
v——流体的平均速度。
[0042]
由上述计算公式可以获得待测管道内流体的平均速度、体积流量和质量流量。
[0043]
(2)将均速管流量计用于检测粉尘浓度时，检测杆2将粉尘对其的感应、摩擦和撞击所产生的静电电荷通过线缆6传递给控制单元5，靠粉尘颗粒对探头的撞击和摩擦产生一个正负电荷平均值，经过系统的放大、分析和处理，最终获得粉尘的排放量。
[0044]
带粉尘检测功能的均速管流量计的上述两种使用方法可以分别单独实现，也可以同时工作以便同时检测管道中的流量和粉尘浓度。进一步通过控制单元5的处理，实时通过液晶显示屏(或电子管显示器)实时反馈给用户。