專利名稱：高耐靜壓動態(tài)壓力測量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于壓力測量領(lǐng)域，特別是一種高耐靜壓動態(tài)壓力的測量 方案。
背景技術(shù)：
管道作為五大運輸工具之一，在液體、氣體和漿液長距離運輸?shù)?方面具有獨特的優(yōu)勢，尤其在石油、化工、天然氣及城市供水等產(chǎn)業(yè) 中有著不可替代的作用。以原油管道為例，隨著管線的增多、管齡的 增長，由于自然因素導(dǎo)致的管線泄漏變得日益嚴(yán)重，特別是在各大采 油作業(yè)區(qū)及廣遠的輸油氣管路上，人為的鉆孔、鑿孔進行偷盜油氣的 案例頻繁發(fā)生，不僅會影響管輸?shù)恼＿\行，而且當(dāng)輸送有毒害、腐 蝕性、易燃易爆的介質(zhì)時，還會污染環(huán)境，引起火突爆炸事故，給人 們的生命財產(chǎn)和生存環(huán)境造成了巨大的威脅。為了監(jiān)測管道的安全運 行狀態(tài)，需要檢測泄漏與人為破壞的特征信號，因而，管道的動壓信 號檢測是監(jiān)測管道狀態(tài)的技術(shù)關(guān)鍵。
實際生產(chǎn)中管道主管路內(nèi)，工作介質(zhì)通過加壓輸送，壓力信號變 化較復(fù)雜，在較高的靜態(tài)壓力基礎(chǔ)上疊加著動態(tài)壓力信號。但在實際 的測試中，往往只需要測量其靜態(tài)壓力或者動態(tài)壓力信號，對于檢測 自然因素導(dǎo)致的管線泄漏，國內(nèi)外已有較成熟的方法，其中以靜壓傳 感器檢測負(fù)壓波的方法最為典型。如何對管線的運行進行預(yù)警防護， 防止人為破壞事件的發(fā)生，需要將同一砂工作介質(zhì)壓力信號按照靜態(tài) 和動態(tài)進行分離，并且能夠有效測量其微小的動態(tài)壓力信號，至今還 沒有一種筒單、可靠、有效的儀器可以解決這一問題。目前，市場上 動態(tài)壓力傳感器要么靈敏度不夠，要么不能夠承受工作介質(zhì)的高靜態(tài) 壓力，因而不能滿足實際生產(chǎn)需要。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述存在的缺陷，該發(fā)明設(shè)計了 一種能夠耐高靜壓的高靈敏 度的動態(tài)壓力測量方法，安裝于輸送管道上，通過檢測人為破壞或突 發(fā)泄漏引起的動態(tài)壓力信號，對管線的正常運行進行監(jiān)控。
本方案是通過如下技術(shù)措施來實現(xiàn)的它設(shè)置與主通道連接的旁 支通道，旁支通道設(shè)置為包括取樣通道和阻尼通道，阻尼通道通過蓄 能器接于差壓測量與變送器一側(cè)，取樣通道接于差壓測量與變送器另 一側(cè)，兩側(cè)所得壓力信號通過電容電橋處理后輸出。
由于實際中主通道和旁支通道中充滿了工作介質(zhì)，工作介質(zhì)的靜 態(tài)壓力往往很高，而且差壓測量與變送器一側(cè)直接連接取樣通道，因 此，這一側(cè)的壓力瞬間就上升為主通道的實際壓力，如果僅在蓄能器 輸入端連接阻尼通道，由于其孔徑很小，蓄能器內(nèi)的壓力不能突變， 只能緩慢增加，因此，差壓測量與變送器另一側(cè)的壓力也只能緩慢增 加，造成了兩側(cè)壓力的瞬時壓差過大，容易導(dǎo)致電容器差壓測量與變 送器內(nèi)的電容器損壞。為了避免瞬時差壓過大，所以在蓄能器的輸入 端增設(shè)了與阻尼通道并聯(lián)的溢流通道，溢流通道通過蓄能器連接差壓 測量與變送器，溢流通道中設(shè)置有可設(shè)定壓力的雙向溢流閥，可以預(yù) 先設(shè)點溢流閥開啟壓力。
.阻尼通道中設(shè)置有阻尼系數(shù)調(diào)節(jié)機構(gòu)，最好為孔徑可調(diào)阻尼器， 這種阻尼器可以改變蓄能器的時間常數(shù)，可以有效測量壓力變化的瞬 態(tài)平均靜態(tài)壓力，進而實現(xiàn)壓力跟蹤測量，為壓力變送器提供壓力基
準(zhǔn)。、、 、萄'"、 r 、 "人、，、人，-'、、 工作介質(zhì)與旁支通道隔離，因此，在由主通道進入旁支通道的入口處
設(shè)置具有良好形變特性的隔離元件，旁支通道通過隔離元件與主通道 隔離，在隔離元件以下的旁支通道和蓄能器中充滿耦合液，這樣保證 阻尼器等不受阻塞，同時又實現(xiàn)了主通道的壓力傳遞。
本發(fā)明提供的測量方法，具有以下優(yōu)點 高靈敏度、微壓差測量，精度可達0-15mw//2O; 具有壓力動態(tài)跟蹤特性和濾波作用的靜壓基準(zhǔn)源； 瞬態(tài)壓力波動保護、耐高靜壓；
內(nèi)部填充與工作介質(zhì)隔離的耦合液，實現(xiàn)壓力傳遞，介質(zhì)隔離， 防止阻尼器通孔被工作介質(zhì)雜質(zhì)堵塞；
方法簡單，易于實現(xiàn)，其實現(xiàn)形式結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、動態(tài)壓 力信號4-20mA標(biāo)準(zhǔn)輸出。


圖l為本發(fā)明^施例實際生產(chǎn)壓力信號波形圖； 圖2為本發(fā)明實施例的原理圖3為本發(fā)明實施例檢測到的靜態(tài)平均壓力波形圖； 圖4為本發(fā)明實施例檢測到的動態(tài)壓力信號波形圖； 其中，l為主通道，3為可設(shè)定壓力的雙向溢流閥，4為蓄能器，
5為差壓測量與變送器，6為孔徑可調(diào)阻尼器，7為隔離元件，A為旁 支通道，B為溢流通道，C為阻尼通道，D為取才羊通道。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步的解釋、說明。
一種高耐靜壓動態(tài)壓力測量方法，實現(xiàn)方式如圖所示，它設(shè)置與 主通道1連接的旁支通道A,旁支通道A設(shè)置為包括取樣通道D和阻 尼通道C,阻尼通道C通過蓄能器4接于差壓測量與變送器5 —側(cè)， 取樣通道D接于差壓測量與變送器5另一側(cè)，兩側(cè)所得壓力信號通過 電容電橋處理后輸出。其中差壓測量與變送器采用現(xiàn)有技術(shù)，例如 量程為0—100Pa的微差壓電容式變送器1151DR型變送器。
由于實際中主通道l和旁支通道A中充滿了工作介質(zhì)，工作介質(zhì)的 靜態(tài)壓力往往很高，而且差壓測量與變送器5 —側(cè)直接連接取樣通道D, 因此，這一側(cè)的壓力瞬間就上升為主通道l的實際壓力，如果僅在蓄能 器4輸入端連接阻尼通道C,由于其孔徑很小，蓄能器4內(nèi)的壓力不能 突變，只能緩慢增加，因此，差壓測量與變送器5另一側(cè)的壓力也只能 緩慢增加，造成了兩側(cè)壓力的瞬時壓差過大，容易導(dǎo)致電容器差壓測 量與變送器5內(nèi)的電容器損壞。為了避免瞬時差壓過大，所以在蓄能器 4的輸入端增設(shè)了與阻尼通道C并聯(lián)的溢流通道B，溢流通道B通過蓄 能器4連接差壓測量與變送器5，溢流通道B中設(shè)置有可設(shè)定壓力的雙 向溢流閥3，可以預(yù)先設(shè)點溢流閥開啟壓力。
阻尼通道C中設(shè)置有阻尼系數(shù)調(diào)節(jié)機構(gòu)，最好為孔徑可調(diào)阻尼器6, 這種阻尼器可以改變蓄能器的時間常數(shù)，可以有效測量壓力變化的瞬 態(tài)平均靜態(tài)壓力，進而實現(xiàn)壓力跟蹤測量，為壓力變送器提供壓力基 準(zhǔn)。
為了防止溢流通道C中的阻尼器6被工作介質(zhì)中的雜質(zhì)堵塞，需 要將工作介質(zhì)與旁支通道A隔離，因此，在由主通道l進入旁支通道 A的入口處設(shè)置具有良好形變特性的隔離元件7,旁支通道A通過隔離 元件7與主通道1隔離，在隔離元件7以下的旁支通道A和蓄能器4 中充滿耦合液，這樣保證阻尼器等不受阻塞，同時又實現(xiàn)了主通道1 的壓力傳遞。
使用時，當(dāng)主通道1壓力達到溢流閥3的開啟壓力時，其一向溢 流閥開啟，主通道內(nèi)的工作介質(zhì)經(jīng)過溢流通道B迅速進入蓄能器4，
可以加速蓄能器4內(nèi)的壓力提高；當(dāng)主通道1內(nèi)的壓力降至溢流閥的 關(guān)閉壓力時，溢流閥關(guān)閉，工作介質(zhì)通過阻尼通道C繼續(xù)緩慢進入蓄 能器4。反之，當(dāng)蓄能器4內(nèi)的壓力達到溢流閥的開啟壓力時，溢流 閥的另一向溢流閥開啟，工作介質(zhì)經(jīng)過溢流通道B迅速進入主通道1, 可以加速蓄能器4內(nèi)的壓力下降；當(dāng)蓄能器內(nèi)壓力降至溢流閥3的關(guān) 閉壓力時，溢流閥3關(guān)閉，工作介質(zhì)通過阻尼通道C繼續(xù)緩慢進入主 通道1。這樣，經(jīng)過溢流通道B的溢流閥3可以實現(xiàn)蓄能器4內(nèi)壓力 的快速變化，從而能夠迅速降低因主管路壓力突變而導(dǎo)致的加在差壓 測量與變送器5電容器兩側(cè)的過大壓差，保證變送器不受損壞，因此， 能夠承受較高的靜態(tài)壓力和壓力突變。
由于差壓測量與變送器一側(cè)直接通過取樣通道與主通道相連，這 一側(cè)的測得壓力就是主通道中的實際壓力的平均靜壓力，經(jīng)過差壓測 量與變送器輸出轉(zhuǎn)換放大后其波形如圖3所示；經(jīng)過差壓測量與變送 器的檢測，僅提取其實時動態(tài)壓力信號，經(jīng)過差壓測量與變送器輸出 轉(zhuǎn)換放大后波形如圖4所示。而圖1作為對比為實際生產(chǎn)壓力信號波 形圖。這樣就實現(xiàn)了靜態(tài)壓力基準(zhǔn)與動態(tài)壓力的測量。
權(quán)利要求
1.一種高耐靜壓動態(tài)壓力測量方法，其特征在于它設(shè)置與主通道連接的旁支通道，旁支通道設(shè)置為包括取樣通道和阻尼通道，阻尼通道通過蓄能箱接于差壓測量與變送器一側(cè)，取樣通道接于差壓測量與變送器另一側(cè)，兩側(cè)所得壓力信號通過電容電橋處理后輸出。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高耐靜壓動態(tài)壓力測量方法，其特征在 于在上述阻尼通道中設(shè)置有阻尼系數(shù)調(diào)節(jié)機構(gòu)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高耐靜壓動態(tài)壓力測量方法，其特征在 于上述旁支通道還包括與阻尼通道并聯(lián)的溢流通道，溢流通道通過 蓄能器連接差壓測量與變送器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的高耐靜壓動態(tài)壓力測量方法，其特征在 于所述溢流通道中設(shè)置有可設(shè)定壓力的雙向溢流閥。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的高耐靜壓動態(tài)壓力測量方法， 其特征在于上述旁支通道通過隔離元件與主通道隔離，其中裝有耦 合液。
全文摘要
本發(fā)明屬于壓力測量領(lǐng)域，特別是一種高耐靜壓動態(tài)壓力的測量方案。本方案是通過如下技術(shù)措施來實現(xiàn)的它設(shè)置與主通道連接的旁支通道，旁支通道設(shè)置為包括取樣通道和阻尼通道，阻尼通道通過蓄能器接于差壓測量與變送器一側(cè)，取樣通道接于差壓測量與變送器另一側(cè)，兩側(cè)所得壓力信號通過電容電橋處理后輸出。本方案方法簡單，易于實現(xiàn)，其實現(xiàn)形式結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、動態(tài)壓力信號4-20mA標(biāo)準(zhǔn)輸出。
文檔編號G01L13/06GK101206152SQ20071011427
公開日2008年6月25日 申請日期2007年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月19日
發(fā)明者初文杰, 選 孫, 磊 宋, 李國平, 娜 王, 艾長勝, 趙洪華 申請人:濟南大學(xué)