專利名稱:液體管流阻力檢測裝置以及減阻劑的減阻效果檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及流變學(xué)檢測領(lǐng)域,特別涉及一種對減阻劑的減阻效果進(jìn)行檢測和 評價的方法以及其中使用的液體管流阻力檢測裝置。
背景技術(shù):
減阻齊廿(drag reducing agents,廳s)或稱減阻多聚物(drag reducing polymers, DRPs),是用于降低流體流動阻力的高分子化合物。研究表明,天然來 源或人工合成的DRAs均具有減阻性能,其溶液具有粘彈性,在極低用量(納摩爾 級)的情況下,能將管道中液體流量增加至3倍或更多,所以減阻劑在諸多領(lǐng)域中 得到廣泛的應(yīng)用。將水溶性減阻劑注入血液后,在極低用量(納摩爾級)的情況 下,即可改善動物模型的血流動力學(xué)、增加組織灌流。減阻劑有可能在心血管疾 病、失血性休克或腎臟疾病等的治療中發(fā)揮作用。
對減阻劑的減阻效能的評價需要通過專門的檢測裝置實現(xiàn),現(xiàn)有的檢測裝置, 采用離心泵提供液體流動的動力,因此對DRAs具有機(jī)械剪切作用,可加速其降解, 因此會影響檢測的準(zhǔn)確性;另外,現(xiàn)有技術(shù)在管路中采用壓力傳感器和流量計, 分別測定壓力和流量兩個參數(shù),操作步驟較多,易于產(chǎn)生誤差。因此,需要改進(jìn) 現(xiàn)有的檢測評價方法以及檢測裝置。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供用于該方法中的液體管流阻力檢測裝置。
一種液體管流阻力檢測裝置,包括一套液體循環(huán)單元和一檢測單元,其中, 所述液體循環(huán)單元具有儲液罐和多個連接管道和球閥形成的循環(huán)管路,在循環(huán)管 路上設(shè)一撓性泵以及一變頻器,且在測量管段兩端裝設(shè)一微差壓計,所述檢測單 元與變頻器和微差壓計電連接。
以上所述液體管流阻力檢測裝置,還包括一架子,其中撓性泵、變頻器和儲 液槽裝在架子的下方,測量管段和微差壓計安裝在架子的上方。
還包括一流量計,流量計安裝在架子上方的連接管道上。
以上所述液體管流阻力檢測裝置,所述儲液槽底部具有一放空口,裝設(shè)一放 空閥門。以上所述液體管流阻力檢測裝置,檢測單元包括一數(shù)據(jù)采集處理器、 一數(shù)據(jù) 輸出設(shè)備,并且,微差壓計、數(shù)據(jù)采集處理器、數(shù)據(jù)輸出設(shè)備、變頻器、和流量 計電路相連。以上所述液體管流阻力檢測裝置,所述數(shù)據(jù)采集處理器為計算機(jī),所述數(shù)據(jù) 輸出設(shè)備為顯示器,微差壓計將測量管段兩端的壓差值傳送給計算機(jī),并經(jīng)計算 將檢測結(jié)果通過顯示器顯示。以上所述液體管流阻力檢測裝置,所述數(shù)據(jù)釆集處理器為計算機(jī),所述數(shù)據(jù) 輸出設(shè)備為顯示器,計算機(jī)通過控制變頻器調(diào)節(jié)撓性泵的轉(zhuǎn)速。以上所述液體管流阻力檢測裝置,所述數(shù)據(jù)采集處理器為計算機(jī),流量計實 時傳送流量數(shù)據(jù)給計算機(jī),當(dāng)該數(shù)值偏離計算機(jī)設(shè)定數(shù)值范圍時,計算機(jī)通過控 制一球閥來控制管道中的液體流量。本發(fā)明的另一目的在于提供一種能提高準(zhǔn)確性和可信度的對減阻劑的減阻效 能進(jìn)行檢測的方法。一種減阻劑的減阻效能檢測方法,包括以下步驟步驟一使用上述檢測裝置,使所述液體循環(huán)單元處于液體循環(huán)狀態(tài); 步驟二通過所述檢測單元,調(diào)整變頻器頻率設(shè)定一流量,讀取微差壓計的讀數(shù)作為參照值;再向液體循環(huán)單元中注入被檢物減阻劑,再次讀取微差壓計的讀數(shù)作為實驗值;步驟三改變變頻器的頻率從而變化流量,重復(fù)步驟二的操作;步驟四將不同流量下參照值和實驗值分別制成曲線,并進(jìn)行對比,如在相同流量下,實驗值低于參照值,則說明減阻劑具有減阻效果,反之,則不具有減阻效果。以上方法中,所述設(shè)定流量最大為20L/min。采用上述設(shè)計,本發(fā)明裝置中采用撓性泵,其剪切強(qiáng)度較現(xiàn)有技術(shù)中使用的 離心泵低,更適于評價減阻效果;采用變頻器控制泵的排量,更加方便與準(zhǔn)確; 本發(fā)明方法中只測量差壓,可以簡化檢測裝置和操作步驟,減少測量環(huán)節(jié)和可能 的誤差,提高結(jié)果的可信度。
-圖l為本發(fā)明結(jié)構(gòu)組成示意圖。圖2為本發(fā)明中檢測單元連接框圖。圖3為采用本發(fā)明裝置檢測某一減阻劑的減阻效果圖。具體實施例方式本發(fā)明的檢測方法,是在一個液體循環(huán)體系中,在裝有減阻劑的測試管段兩 端加裝一微差壓計,通過計算機(jī)檢測在不同流量下微差壓計的讀數(shù),并將其與相 同流量下對參照液體檢測的微差壓計的讀數(shù)進(jìn)行對比,以此來評價減阻劑的減阻 效果。本發(fā)明檢測方法通過一液體管流阻力檢測裝置來實現(xiàn),參見圖1和圖2所示, 該液體管流阻力檢測裝置包括一套液體循環(huán)單元和一檢測單元,其中液體循環(huán)單元包括一儲液槽ll、 一撓性泵12、 一與撓性泵12相連的變頻器 13、 一測量管段14、 一微差壓計15、若干球閥16和若干連接管道和管件17, 還可在管道中選裝一流量計18。整套裝置安裝在一個小型的架子上,其底部根 據(jù)需要可以安裝滾輪,以便于移動;其中撓性泵12、變頻器13和儲液槽11裝 在架子的下方,儲液槽ll底部設(shè)計了放空口,通過放空閥門19控制,以便于管 道的放空和清潔;測量管段14和微差壓計15安裝在架子的上方以便于觀察和測 量,測量管段14的兩端開孔連接微差壓計15;在選裝流量計18的情況下,流 量計18安裝在主連接管道17上以對裝置流量進(jìn)行實時檢測。檢測單元包括一數(shù)據(jù)采集處理器21 (如計算機(jī))、 一數(shù)據(jù)輸出設(shè)備22 (如顯 示器),并且,微差壓計15、數(shù)據(jù)采集處理器21、數(shù)據(jù)輸出設(shè)備22、變頻器13、 流量計18均電路相連形成檢測單元, 一方面,微差壓計15將測量管段14兩端 的壓差值傳送給計算機(jī),差壓信號可通過計算機(jī)實時連續(xù)采集,并經(jīng)計算將檢測 結(jié)果通過顯示器顯示;另一方面,計算機(jī)通過控制變頻器13來調(diào)節(jié)撓性泵12的 轉(zhuǎn)速,從而控制管路中液體的流量(可采用稱重法測定);另一控制流量的方式, 通過流量計18來實現(xiàn)流量計18實時傳送流量數(shù)據(jù),當(dāng)該數(shù)值偏離計算機(jī)設(shè)定 數(shù)值范圍時,計算機(jī)通過控制一球閥16來控制管道中的液體流量。具體的,在具體實施中,可選用以下設(shè)備撓性泵12,額定排量20 L/min,額定揚程約15米;變頻器13,功率約0. 5 lkW;微差壓計15,量程〈100kPa;流量計18,選裝;儲液槽ll, 1 2 L,有機(jī) 玻璃或PVC材料制成,內(nèi)裝循環(huán)液如生理鹽水或模擬血液;測量管段14,約1000mm 長,內(nèi)徑5mm的圓管;連接管道和管件17,由有機(jī)玻璃、PVC、或其它材料制成;球閥/考克16,由有機(jī)玻璃或PVC材料制成;架子,最好為固定角鋼架;數(shù)據(jù)采集處理器21,為集成板卡或采集模塊,裝載于計算機(jī)中;數(shù)據(jù)輸出設(shè)備22,為 顯示器;另外電路電源,可為24V直流電源(約0.5A)。 采用本裝置進(jìn)行測定過程步驟一在儲液槽11中放入循環(huán)液生理鹽水,打開循環(huán)管路17上的球閥16 使管路中充滿液體,調(diào)整變頻器13使撓性泵12達(dá)到設(shè)定的流量,循環(huán)穩(wěn)定一段 時間后,數(shù)據(jù)采集處理器21讀取微差壓計15測得的測試管段14兩端的壓力差 值,通過數(shù)據(jù)輸出設(shè)備22輸出。通過計算機(jī)改變變頻器13的頻率從而改變撓性 泵12的流量(20L/min以下),測定在設(shè)定流量下的差壓值。
步驟二對減阻劑進(jìn)行測試時,將待測物質(zhì)和循環(huán)液生理鹽水放入另一同樣 的儲液槽ll中,接入本裝置中。打開循環(huán)管路17上的球閥16使管路中充滿以 待測物質(zhì)作為溶質(zhì)的溶液,重復(fù)步驟一中的后續(xù)操作,測定不同流量下的差壓值。
步驟三比較待測物質(zhì)溶液與生理鹽水(對照品)在不同流量下所測得的差 壓值,以次來確定待測物質(zhì)的減阻性能,如該溶液壓差值明顯低于生理鹽水壓差 值,則說明該待測物質(zhì)具有減阻性能。
上述使用生理鹽水為循環(huán)液,測定聚乙二醇減阻劑減阻性能結(jié)果參見圖3, 說明壓力隨流量增加而增加,在相同流量下,生理鹽水中添加減阻劑后能夠使壓 力降低,說明該減阻劑具有減阻效果。
本發(fā)明還可以用于比較不同減阻劑的減阻效果。仍然采用以上相同的操作, 可將對不同減阻劑檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,數(shù)值較低的待測品減阻效果較好。
權(quán)利要求
1、一種液體管流阻力檢測裝置,包括一套液體循環(huán)單元和一檢測單元,其特征在于,所述液體循環(huán)單元具有儲液罐和多個連接管道和球閥形成的循環(huán)管路,在循環(huán)管路上設(shè)一撓性泵以及一變頻器,且在測量管段兩端裝設(shè)一微差壓計,所述檢測單元與變頻器和微差壓計電連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述液體管流阻力檢測裝置,其特征在于,還包括一架子,其中撓性泵、變頻器和儲液槽裝在架子的下方,測量管段和微差壓計安裝在架子 的上方。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述液體管流阻力檢測裝置,其特征在于,還包括一流量 計,流量計安裝在架子上方的連接管道上。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述液體管流阻力檢測裝置,其特征在于,所述儲液槽底 部具有一放空口,設(shè)置一放空閥門。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1至4任一所述液體管流阻力檢測裝置,其特征在于,檢測單 元包括一數(shù)據(jù)采集處理器、 一數(shù)據(jù)輸出設(shè)備,并且,微差壓計、數(shù)據(jù)采集處理器、 數(shù)據(jù)輸出設(shè)備、變頻器、和流量計電路相連。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述液體管流阻力檢測裝置,其特征在于,所述數(shù)據(jù)采 集處理器為計算機(jī),所述數(shù)據(jù)輸出設(shè)備為顯示器,微差壓計將測量管段兩端的壓 差值傳送給計算機(jī),并經(jīng)計算將檢測結(jié)果通過顯示器顯示。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5所述液體管流阻力檢測裝置,其特征在于,所述數(shù)據(jù)采 集處理器為計算機(jī),所述數(shù)據(jù)輸出設(shè)備為顯示器,計算機(jī)通過控制變頻器調(diào)節(jié)撓 性泵的轉(zhuǎn)速。
8、 根據(jù)權(quán)利要求5所述液體管流阻力檢測裝置,其特征在于,所述數(shù)據(jù)采 集處理器為計算機(jī),流量計實時傳送流量數(shù)據(jù)給計算機(jī),當(dāng)該數(shù)值偏離計算機(jī)設(shè) 定數(shù)值范圍時,計算機(jī)通過控制一球閥來控制管道中的液體流量。
9、 一種減阻劑的減阻效能檢測方法,包括以下步驟步驟一使用權(quán)利要求1至8任一所述檢測裝置,使所述液體循環(huán)單元處于 液體循環(huán)狀態(tài);步驟二通過所述檢測單元,調(diào)整變頻器頻率設(shè)定一流量,讀取微差壓計的 讀數(shù)作為參照值;再向液體循環(huán)單元中注入被檢物減阻劑,再次讀取微差壓計的 讀數(shù)作為實驗值;步驟三改變變頻器的頻率從而變化流量,重復(fù)步驟二的操作;步驟四將不同流量下參照值和實驗值分別制成曲線,并進(jìn)行對比,如在相 同流量下,實驗值低于參照值,則說明減阻劑具有減阻效果,反之,則不具有減 阻效果。
10、根據(jù)權(quán)利要求9所述方法,其特征在于,所述設(shè)定流量最大為20L/min。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種液體管流阻力檢測裝置,用于對減阻劑的減阻效果進(jìn)行評價中使用,它包括一套液體循環(huán)單元和一檢測單元,所述液體循環(huán)單元具有儲液罐和多個連接管道和球閥形成的循環(huán)管路,在循環(huán)管路上設(shè)一撓性泵以及一變頻器,且在測量管段兩端裝設(shè)一微差壓計,所述檢測單元與變頻器和微差壓計電連接。本發(fā)明采用撓性泵,其剪切強(qiáng)度較現(xiàn)有技術(shù)中使用的離心泵低,更適于評價減阻效果;本發(fā)明裝置采用變頻器控制泵的排量,只測量差壓,可以簡化檢測裝置和操作步驟,減少測量環(huán)節(jié)和可能的誤差,提高結(jié)果的可信度。
文檔編號G01N11/00GK101329245SQ20071011775
公開日2008年12月24日 申請日期2007年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月22日
發(fā)明者達(dá) 于, 吳海浩, 虹 周, 尤國興, 張玉華, 李曉峰, 波 王, 王字玲, 王廣義, 蓮 趙 申請人:中國人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院野戰(zhàn)輸血研究所