一種基于石墨烯納米材料作為檢測電極的液體體積流量測量裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術提供了一種基于石墨烯納米材料作為檢測電極的液體體積流量測量裝置，所述裝置包含：PEEK環形襯里、不銹鋼管段、石墨烯納米電極、石墨烯稀土永磁體、數據處理模塊、導線等；所述PEEK環形襯里與不銹鋼管段為同心，PEEK環形襯里外徑略大于不銹鋼管段內徑，中間通道作為被測流體流經通道；石墨烯納米電極對稱設置于PEEK環形襯里內表面且與其同平面，用于信號的檢測，同時由于石墨烯納米電極優良的特性使之可與被測流體直接相接處，無需電容耦合測量，流量信號無衰減，大大提高了測量精度，并且石墨烯納米電極異于金屬電極，最大程度的減少了極化干擾的發生。

Liquid volume flow measuring device based on graphene nano material as detection electrode

The utility model provides a graphene based nano materials as liquid volume flow measurement device detection electrode, the device includes a PEEK ring lining, stainless steel pipe, graphene electrode, graphene nano rare earth permanent magnet, data processing module, the wire; the PEEK ring and stainless steel pipe for concentric lining PEEK, lining ring diameter slightly larger than the inner diameter of stainless steel tube, the middle channel as the measured fluid flowing through the channel; the graphene electrodes are symmetrically arranged in the PEEK ring and lining inner surface with the same plane, used for signal detection, at the same time as the excellent properties of graphene nano electrode that can be measured directly with the fluid phase, no for capacitive coupling flow measurement, no signal attenuation, which greatly improves the measurement accuracy, and the graphene electrode is different from the metal electrode, the maximum degree of reduction The occurrence of less polarization interference.

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及工業流體體積測量
，特別是一種基于石墨烯納米材料作為檢測電極的液體體積流量測量裝置用于復雜環境下的新式流量檢測裝置。
技術介紹
在工業生產中，流量的測量占有重要地位。電磁流量計有著測量范圍寬、機械結構簡單、可靠性高等優點，在工業測量領域中使用極其廣泛。電磁流量計是基于Faraday電磁感應原理而制成的，電磁流量計的工作磁場由勵磁系統提供，所以磁感應強度B是一定的，而測量管的內徑D也是不可變的，那么被測流體流經過測量管段時切割磁力線所產生的感應電動勢E只與其瞬時流經過的管道橫截面的流量有關，而與其它參量無關。電磁流量計的優點有很多：（1）流量計內部沒有節流元件，不會形成壓力差，測量部分是沒有彎處連接直管段，不會形成堵塞。（2）電磁流量計的適用領域非常廣泛。比如在水利工程中大多應用口徑較大的流量計；而中小口徑的流量計多用于冶金工業中（如煉鋼爐的冷卻系統水流量的檢測），也被較多的應用到紙制品生產加工行業中；醫學生物、食品加工等行業對衛生要求程度較高，所使用的流量計不僅要有足夠的測量精度，而且不能在測量中引進污染，這些場合的流量檢測大都采用的是小口徑的流量計。但是傳統的電磁流量計的檢測對象只能是導電性較好的液體，而對腐蝕性強、黏度高、雜質多的液體則無法更好的完成測量。基于石墨烯納米材料作為檢測電極的液體體積流量測量裝置，利用石墨烯的高導電性、高耐磨性、高耐腐蝕性、高抗沖擊性、高耐溫等特性，采用復合高分子材料制造出石墨烯納米電極和采用復合釹鐵硼等稀土磁性材料制作勵磁體，解決金屬電極在電磁流量計中存在的極化干擾、電極腐蝕磨損、功耗高、信號傳輸干擾等問題。
技術實現思路
本技術目的在于提供一種基于石墨烯納米材料作為檢測電極的液體體積流量測量裝置，用于流體流量的檢測，重點解決高溫高壓惡劣環境下流量檢測裝置可靠性、防腐耐磨性、極化干擾、功耗高等問題。為達上述目的，本技術具體提供一種基于石墨烯納米材料作為檢測電極的液體體積流量測量裝置，所述裝置包含：PEEK環形襯里、不銹鋼管段、石墨烯納米電極、石墨烯稀土永磁體、信號檢測處理模塊；所述PEEK環形襯里中間通道作為被測流體流經通道；石墨烯納米電極設置于PEEK環形襯里內表面，用于檢測流體信號；石墨烯稀土永磁體正交于石墨烯納米電極安裝在PEEK環形襯里中，為傳感器提供穩恒的工作磁場；PEEK環形襯里內置于不銹鋼管段中作為傳感裝置，不銹鋼管段主要起保護與屏蔽作用；信號處理模塊包括電源、信號放大、計算分析等，最后將流量值上傳至上位機進行顯示處理。在上述基于石墨烯納米材料作為檢測電極的液體體積流量測量裝置，優選的，所述裝置帶有PEEK襯里的環形不銹鋼檢測管段、石墨烯納米電極、石墨烯稀土永磁體；在上述基于石墨烯納米材料作為檢測電極的液體體積流量測量裝置，優選的，所述帶有PEEK襯里的環形不銹鋼檢測管段安裝于流體管路上，環形為導流通道；在上述基于石墨烯納米材料作為檢測電極的液體體積流量測量裝置，優選的，所述石墨烯納米電極設置于帶有PEEK襯里的環形不銹鋼檢測管段內表面，直接與被測流體接觸，用于檢測流體信號；在上述基于石墨烯納米材料作為檢測電極的液體體積流量測量裝置，優選的，所述石墨烯稀土永磁體與石墨烯納米電極正交對稱安裝于環形PEEK襯里內，用于提供傳感器工作所需磁場。在上述基于石墨烯納米材料作為檢測電極的液體體積流量測量裝置，優選的，所述檢測電極與勵磁磁體首先安裝于PEEK襯里內側與內部，而后將其整體置于特定溫度的不銹鋼管中，使其與不銹鋼管貼合成為一體作為裝置的傳感總成。在上述基于石墨烯納米材料作為檢測電極的液體體積流量測量裝置，優選的，所述檢測電極是采用石墨烯與高分子材料復合加工而成，相對于金屬電極，有更好的耐腐蝕性、耐磨性，更好的解決了極化干擾、附著等問題；在上述基于石墨烯納米材料作為檢測電極的液體體積流量測量裝置，優選的，所述石墨烯稀土永磁體為裝置提供工作磁場，石墨烯稀土永磁體具有更高的磁性與強度。本技術所提供的基于石墨烯納米材料作為檢測電極的液體體積流量測量裝置為工業流量檢測、監測提供了一種新的測量手段，該裝置不同于渦輪、渦街、靶式等傳統流量計的測量原理，采用石墨烯納米電極作為檢測電極，顛覆傳統金屬電極的概念，從根本解決了金屬電極所產生的極化干擾問題，而且電極直接對被測流體的體積流量進行測量，無需電容耦合，測量結果更準確；采用石墨烯稀土永磁體為裝置提供工作磁場，無需線圈勵磁，使其功耗更低，無交流信號干擾，信噪比更大。石墨烯納米電極對被測流體的體積流量進行測量，且不影響中心通道，能夠應用在油田、化工、食品等多領域。附圖說明此處所說明的附圖用來提供對本技術的進一步理解，構成本申請的一部分，并不構成對本技術的限定。在附圖中：圖1為本技術提供的基于石墨烯納米材料作為檢測電極的液體體積流量測量裝置的徑向剖視示意圖。圖2為本技術提供的基于石墨烯納米材料作為檢測電極的液體體積流量測量裝置的軸向剖視示意圖。其中，1.石墨烯稀土永磁體，2.不銹鋼管段，3.PEEK環形襯里，4.石墨烯納米電極，5.流體通道，6.數據處理模塊，7.檢測電極導線，8.不銹鋼外殼屏蔽驅動導線。具體實施方式為使本技術實施例的目的、技術方案和優點更加清楚明白，下面結合實施例和附圖，對本技術做進一步詳細說明。在此，本技術的示意性實施例及其說明用于解釋本技術，但并不作為對本技術的限定。請參考圖1所示，本技術具體提供一種基于石墨烯納米材料作為檢測電極的液體體積流量測量裝置，所述裝置包含：石墨烯稀土永磁體1、不銹鋼管段2；PEEK環形襯里3；石墨烯納米電極4；流體通道5；石墨烯稀土永磁體1設置于PEEK環形襯里3內部，石墨烯納米電極4設置于PEEK環形襯里3內表面；PEEK環形襯里3內襯于不銹鋼管段2。在上述實施例中，所述石墨烯稀土永磁體1被加工同成曲率的弧狀結構，對稱安裝于PEEK環形襯里3中，為裝置提供穩恒的工作磁場。在本技術一優選的實施例中，所述石墨烯納米電極4被加工成同曲率的弧狀結構，與石墨烯稀土永磁體1正交對稱的安裝于PEEK環形襯里3的內表面，石墨烯納米電極4將與被測流體接觸，流體切割磁感線所產生的感應電動勢將直接被電極檢測到，無需電容耦合，使測量結果更加精確，同時石墨烯納米材料非金屬的檢測電極最大程度的避免了極化干擾的產生。在本技術一優選的實施例中，PEEK環形襯里3內襯于不銹鋼管段2。在內襯之前，上述的石墨烯稀土永磁體1、石墨烯納米電極4已置于PEEK環形襯里3中，再將不銹鋼管段2加熱至特定溫度后，將PEEK環形襯里3擠壓至不銹鋼管段2中，冷卻后使之完全貼附于不銹鋼管段2的內壁，成為整體。再請參考圖2所示，本技術具體提供一種基于石墨烯納米材料作為檢測電極的液體體積流量測量裝置，所述裝置包含：不銹鋼管段2；PEEK環形襯里3；石墨烯納米電極4；流體通道5；數據處理模塊6；檢測電極導線7；不銹鋼外殼屏蔽驅動導線8.在上述實施例中，所述檢測電極導線7與石墨烯納米電極4相連接；不銹鋼外殼屏蔽驅動導線8與不銹鋼管段2相連接。流體流動切割磁感線所產生的感應電動勢通過石墨烯納米電極4檢測繼而通過導線傳輸至數據處理模塊進行放大、濾波等本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于石墨烯納米材料作為檢測電極的液體體積流量測量裝置，其特征在于，所述裝置包含：帶有PEEK襯里的環形不銹鋼檢測管段、石墨烯納米電極、石墨烯稀土永磁體；所述帶有PEEK襯里的環形不銹鋼檢測管段安裝于流體管路上，環形為導流通道；所述石墨烯納米電極對稱設置于帶有PEEK襯里的環形不銹鋼檢測管段內表面，用于檢測流體信號；所述石墨烯稀土永磁體與石墨烯納米電極正交對稱安裝于環形PEEK襯里內，用于提供傳感器工作所需磁場。

【技術特征摘要】
1.一種基于石墨烯納米材料作為檢測電極的液體體積流量測量裝置，其特征在于，所述裝置包含：帶有PEEK襯里的環形不銹鋼檢測管段、石墨烯納米電極、石墨烯稀土永磁體；所述帶有PEEK襯里的環形不銹鋼檢測管段安裝于流體管路上，環形為導流通道；所述石墨烯納米電極對稱設置于帶有PEEK襯里的環形不銹鋼檢測管段內表面，用于檢測流體信號；所述石墨烯稀土永磁體與石墨烯納米電極正交對稱安裝于環形PEEK襯里內，用于提供傳...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張健，張博涵，李恕廣，
申請(專利權)人：吉林吉大地球科學與地質開發股份有限公司，
類型：新型
國別省市：吉林;22