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