一種膏體管道輸送流量測量裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術(shù)涉及一種膏體管道輸送流量測量裝置，該裝置包括膏體管道測量段以及在需要測量的膏體管道的兩個指定位置粘貼的應(yīng)變片，每個指定位置粘貼四個應(yīng)變片，四個應(yīng)變片分別位于管道指定位置的上下左右四個方位，兩個指定位置分別位于距管路交叉口50m處和距管路交叉口100m處。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)屬于煤礦膏體充填管道輸送流量的測量

技術(shù)介紹
目前正在應(yīng)用的煤礦膏體充填管道輸送流量測量方法有α射線測量法。該方法 通過檢測置入膏體輸送管道內(nèi)的放射性粒子從而獲得管道輸送流量。該方法測試結(jié)果相對 準(zhǔn)確，但放射性粒子應(yīng)用受到限制，測試裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本過高，操作困難，并不適合普遍 的工業(yè)應(yīng)用。
技術(shù)實現(xiàn)思路
現(xiàn)有技術(shù)中的測量管道輸送流量的裝置對檢測現(xiàn)場的條件要求較高；測定儀器儀 表有時難以按照規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)進行裝設(shè)，從而使膏體充填管路輸送流量測定準(zhǔn)確度降低，不 能滿足檢測的精確度要求；同時，它們的使用都具有局限性，通用性較差。 本裝置在流量計法的基礎(chǔ)上對測管道壓力進行改進，具有很好的通用性，測量精 度高，安裝方便，易于操作。在應(yīng)用流量計法測膏體充填管道輸送流量時，所得的管道輸送 流量精確度較低，本裝置通過應(yīng)用應(yīng)變片測輸送管道的壓力差，再根據(jù)壓力差與流量的關(guān) 系式，繼而得到管道輸送流量，使所得結(jié)果更為精確。 本裝置中采用電阻式應(yīng)變片，該電阻式應(yīng)變片當(dāng)金屬電阻絲受拉或受壓時，電阻 絲的長度和橫截面積將發(fā)生變化，且電阻絲的電阻率也發(fā)生變化，因此導(dǎo)線的電阻值發(fā)生 變化，電阻值的計算公式為： R = P XL +S (1) 式中，P--金屬導(dǎo)體的電阻率（Ω · cm2/m) S--導(dǎo)體的截面積（cm2) L--導(dǎo)體的長度（m) 本裝置中采用的電阻式應(yīng)變片也可以選擇為膜片式應(yīng)變片，對于膜片式應(yīng)變片， 其中，膜片中心最大徑向應(yīng)變等于最大軸向應(yīng)變，如下式所示： 膜片邊緣最小徑向應(yīng)變和最大軸向應(yīng)變?nèi)缦率剿荆?在如公式（4)所示位置處，徑向應(yīng)變?yōu)?。 CN 204902899 U 說明書 2/3 頁 式中：p--被測壓力； h--膜片厚度； E--彈性模量； μ--泊松比； r〇一一膜片半徑。 應(yīng)變片的溫度補償，溫度變化引起應(yīng)變片本身電阻的變化，計算公式如式（5)所 不。 ARt= RyfAT (5) 式中：Δ Rt一一溫度變化引起的電阻變化值； Tf 一一金屬應(yīng)變片的電阻溫度系數(shù)； ΔΤ--溫度變化度數(shù)。 由該電阻值的變化折算成應(yīng)變值為： 金屬絲與襯底材料的線性膨脹系數(shù)不同，從而在溫度變化時引起附加的應(yīng)變。金 屬絲因溫度變化引起的應(yīng)變： eg=agAT (7) 襯底材料因溫度變化而引起的應(yīng)變： ε s= a sAT (8) 式中：a g一一金屬絲的線膨脹系數(shù)； a s--襯底材料的線膨脹系數(shù)。 當(dāng)a# a s時，ε，ε s不等，從而造成應(yīng)變誤差 Δε = ε g- ε s= (a g-a s) ΔΤ (9) 因此這兩個溫度因素造成的總附加應(yīng)變?yōu)?此外，應(yīng)變片的靈敏度系數(shù)Sg也隨溫度變化而變化，可能也引起應(yīng)變值的變化。但 一般情況下S/變化甚小，由這一因素引起的應(yīng)變值的變化可以予以忽略。 對于溫度效應(yīng)采取如下方式進行補償。其中采用一補償應(yīng)變片，它與工作應(yīng)變片 一起被配置在一電橋的兩相鄰壁上，兩應(yīng)變片為完全一樣的應(yīng)變片，且使他們感受相同的 溫度。這樣由電阻的溫度系數(shù)和差動熱膨脹而引起的阻值變化將對電橋的輸出電壓無影 響，而因正常的輸入載荷引起的阻值變化仍將使電橋失去平衡，從而產(chǎn)生輸出。 膏體充填管道輸送流量計算，膏體在管路中運動時，壓降與流量之間的關(guān)系為： CN 204902899 U 機切 3/3 頁 測量管路的設(shè)計，由于在應(yīng)用應(yīng)變片測管道壓力的過程中，對于測量管路的要求 較之正常管路要高，尤其是在膏體流經(jīng)測量管路時必須保證管路擁有足夠的強度和韌性， 因此，該段管路需要應(yīng)用特殊材料，使其在能夠保證較好的彈性變形和強度的情況下有著 更薄的壁厚。 本裝置具有很好的通用性，可以應(yīng)用到所有煤礦膏體充填管道輸送流量測量，測 量精度高，安裝方便，易于操作。運用應(yīng)變片法測煤礦膏體充填管道輸送流量，可以得到更 為精確和穩(wěn)定的流量值。【附圖說明】 圖1膜片式應(yīng)變片 圖2測量管道測試點位置 圖3 Sl截面應(yīng)變片位置 圖4 S2截面應(yīng)變片位置【具體實施方式】 隨著人類對煤礦的大量開采，地表以下大多成中空狀態(tài)，膏體充填工藝隨之而生。 而對于煤礦膏體充填管道輸送流量的測定，其測定結(jié)果的準(zhǔn)確與否，關(guān)系到充填能否正常 運行，在保證膏體充填正常運行方面起著重要的作用。 隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，企業(yè)對生產(chǎn)系統(tǒng)自動化控制程度的要求不斷提高，控 制過程要求更加安全可靠，功能更加齊全，需要對生產(chǎn)過程信息集中監(jiān)控、實時存取、自動 分析，以便于實施最佳運行方案。 由于需要檢測輸送管道兩個截面的壓力差，因此需要在測量管路的兩個位置分別 粘貼應(yīng)變片，并且分別在這兩個位置的上下左右四個方位粘貼，得到的數(shù)據(jù)取平均值，作為 該截面的壓力值。 當(dāng)膏體正常輸送時，將應(yīng)變片粘貼在指定位置，待示數(shù)穩(wěn)定后讀出數(shù)據(jù)，然后根據(jù) 上述公式算出膏體運輸管路中膏體的流量。 在測試過程中其測試點S1、S2的選取方法，即測點Sl壓力源取距管路交叉口 50m 處，測點S2取距管路交叉口 IOOm處。 在管道測試點上下左右分別粘貼應(yīng)變片，該處的壓力值取各點（Pl，P2, P3, P4， Pl'，P2'，P3'，P4')的平均壓力。 對壓力值進行的低通數(shù)字濾波算法和程序，以消除噪聲的影響。 本裝置具有很好的通用性，可以應(yīng)用到所有煤礦膏體充填管道輸送流量測量，測 量精度高，安裝方便，易于操作。運用應(yīng)變片法測煤礦膏體充填管道輸送流量，可以得到更 為精確和穩(wěn)定的流量值。【主權(quán)項】1. 一種膏體管道輸送流量測量裝置，其特征在于，該裝置包括膏體管道測量段以及在 需要測量的膏體管道的兩個指定位置粘貼的應(yīng)變片，每個指定位置粘貼四個應(yīng)變片，四個 應(yīng)變片分別位于管道指定位置的上下左右四個方位，兩個指定位置分別位于距管路交叉口 50m處和距管路交叉口IOOm處。2. 如權(quán)利要求1所述的膏體管道輸送流量測量裝置，其還包括低通數(shù)字濾波模塊。3. 如權(quán)利要求1所述的膏體管道輸送流量測量裝置，其中所述的應(yīng)變片為膜片式應(yīng)變 片。【專利摘要】本技術(shù)涉及一種膏體管道輸送流量測量裝置，該裝置包括膏體管道測量段以及在需要測量的膏體管道的兩個指定位置粘貼的應(yīng)變片，每個指定位置粘貼四個應(yīng)變片，四個應(yīng)變片分別位于管道指定位置的上下左右四個方位，兩個指定位置分別位于距管路交叉口50m處和距管路交叉口100m處。【IPC分類】G01F1/34【公開號】CN204902899【申請?zhí)枴緾N201520245007【專利技術(shù)人】王桂梅, 劉杰輝, 趙偉民, 王清強 【申請人】河北工程大學(xué)【公開日】2015年12月23日【申請日】2015年4月21日本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種膏體管道輸送流量測量裝置，其特征在于，該裝置包括膏體管道測量段以及在需要測量的膏體管道的兩個指定位置粘貼的應(yīng)變片，每個指定位置粘貼四個應(yīng)變片，四個應(yīng)變片分別位于管道指定位置的上下左右四個方位，兩個指定位置分別位于距管路交叉口50m處和距管路交叉口100m處。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王桂梅，劉杰輝，趙偉民，王清強，
申請(專利權(quán))人：河北工程大學(xué)，
類型：新型
國別省市：河北;13