r>[0035] 本發明所述的氣體流量的測量裝置，其應用條件為：所需測量的大口徑管道特定 流速分布，是處于湍流狀態的典型流速分布，流速較高，一般流速較高，范圍在1米/秒到10 米/秒之間，即除了管道壁面附近之外，橫截面中心大部分區域流速沿徑向分布比較均勻。
[0036] 本發明所述的氣體流量的測量裝置特別適用瓦斯管道內氣體流量測量；也可以用 于大口徑管，如煙霧管道中氣體流量的測定。
[0037] 與現有技術相比，本發明所述的氣體流量的測量裝置是插入式測量裝置，具有如 下優點：（1)適用于大流量的測量，適用于大口徑管，特別適用于大口徑瓦斯管道和煙霧管 道中氣體流量的測定；（2)測量量程比寬，永久性壓損小，不易堵塞磨損；(3)安裝簡便；(4) 受被測介質的污損程度影響較小，如含固體或液體雜質；（5)直管段要求比較低，盡量避免 太靠近彎曲管段即可；(6)可以適應一定傾斜角的管道；（7)結構簡單，成本低，操作簡便， 易于生產規模化。
【附圖說明】
[0038] 圖1為本發明所述的氣體流量測量裝置。
[0039] 其中：1傳感器，2擺球，3連桿，4固定端，5導線，6傳感器數據處理和顯示部件，7 擺動部件。
[0040] 圖2為本發明所述的氣體流量測量裝置的測量原理圖。
[0041] 其中：0--管道傾角；a--偏轉角；U"--管道內平均流速；T--結構支持 力；G擺動結構重力；結構受到的升力；Fd 結構受到的阻力；x，y 直角坐 標系的坐標。
【具體實施方式】
[0042] 以下實施例僅用于說明本發明，但不用來限制本發明的發明范圍。如無特別說明， 所采用的方法是本領域常用的方法。
[0043] 下面結合附圖和實施例來說明本發明所公開的測量大口徑管道氣體流量測量的 裝置。
[0044]圖1是本發明所述的的氣體流量測量裝置的一個具體的實施例，包括設置在氣體 管道流體中的擺動部件7和測量擺動部件擺動角度的裝置。
[0045] 本發明所述的擺動部件7可以包括固定端4和擺球2,所述擺球2可在外力作用下 相對于固定端4自由擺動，所述擺球2暴露在通過管道中的流體中，所述固定端4設置在管 道外；所述固定端4和擺球2之間采用連桿3相連接。
[0046] 所述測量擺動部件擺動角度的裝置包括傳感器1與設置在管道外的傳感器數據 處理和顯示部件6,傳感器1與傳感器數據處理和顯示部件6采用導線5連接。
[0047]圖2是所述裝置的測量原理圖，流量測量裝置中的支撐結構懸掛在管道頂端；在 管道內平均來流的作用下，測量裝置中的擺動結構發生偏離初始位置，在某一偏轉角下達 到受力平衡；由測量裝置中的信號傳感器和微電子電路控制裝置，通過換算得到并輸出相 應偏轉下的管道平均來流速度或流量。
[0048] 將上述裝置用于測量直徑300毫米風洞（軸線保持水平）中常溫常壓下空氣（取 密度為1千克/米 3)來流的某一剖面平均流速，擺動結構總質量為〇. 15千克，重力加速度 取9. 81米/秒2,擺球直徑d為0. 08米，擺球重心測量得到的時間平均擺角為15°，那么 由公式（2)估算得到的來流剖面平均流速為V= 9. 87米/秒。
【主權項】
1. 一種氣體流量測量裝置，其特征在于，主要包括設置在氣體管道流體中的擺動部件 和測量擺動部件擺動角度的裝置。2. 如權利要求1所述的氣體流量測量裝置，其特征在于，所述測量擺動部件擺動角度 的裝置包括傳感器，所述傳感器設置在擺動部件中。3. 如權利要求2所述的氣體流量測量裝置，其特征在于，所述測量擺動部件擺動角度 的裝置還包括傳感器數據處理和顯示部件，所述傳感器的測量信號由微電子電路通過導線 傳輸到傳感器數據處理和顯示部件；傳感器數據處理和顯示部件將測量信號處理成對應的 氣體流量顯示出來。4. 如權利要求2所述的氣體流量測量裝置，其特征在于，所述傳感器為角傳感器或位 移傳感器。5. 如權利要求1-4任意一項所述的氣體流量測量裝置，其特征在于，所述的擺動部件 包括固定端和擺球，所述擺球可在外力作用下相對于固定端自由擺動，所述擺球暴露在通 過管道中的流體中，所述固定端設置在管道上；所述固定端和擺球之間采用連桿相連接； 所述測量擺動部件擺動角度的裝置包括傳感器與設置在管道外的傳感器數據處理和顯示 部件，傳感器與傳感器數據處理和顯示部件導線連接。6. 如權利要求5所述的氣體流量測量裝置，其特征在于，所述固定端設置在管道內壁 或外壁。7. 如權利要求5所述的氣體流量測量裝置，其特征在于，所述擺球完全暴露在通過管 道中的流體中。8. 如權利要求5所述的氣體流量測量裝置，其特征在于，所述擺動結構擺動角度的測 量傳感器設置在所述擺動部位上。9. 如權利要求8所述的氣體流量測量裝置，其特征在于，所述擺動結構擺動角度的測 量傳感器設置在擺球內部或連桿上。10. 如權利要求1-9任意一項所述的氣體流量測量裝置的應用，其特征在于，用于煙霧 管道或瓦斯管道內氣體流量測量。
【專利摘要】本發明涉及一種適用于大口徑瓦斯管道和煙霧管道中的氣體流量測量裝置。本發明所述的氣體流量測量裝置，主要包括設置在氣體管道流體中的擺動部件和測量擺動部件擺動角度的裝置。與現有技術相比，本發明所述的氣體流量的測量裝置是插入式測量裝置，結構簡單，測量方便，具有如下優點：(1)適用于大流量的測量，適用于大口徑管，特別適用于大口徑瓦斯管道和煙霧管道中氣體流量的測定；(2)測量量程比寬，永久性壓損小，不易堵塞磨損；(3)安裝簡便；(4)受被測介質的污損程度影響較小，如含固體或液體雜質；(5)直管段要求比較低，盡量避免太靠近彎曲管段即可；(6)可以適應一定傾斜角的管道；(7)結構簡單，成本低，操作簡便，易于生產規模化。
【IPC分類】G01P11/00, G01F1/05
【公開號】CN105004380
【申請號】CN201510391135
【發明人】鐘興福, 張英利, 林黎明, 延鵬斌, 吳應湘
【申請人】中國科學院力學研究所, 山西青科恒安礦業新材料有限公司
【公開日】2015年10月28日
【申請日】2015年7月6日