[实用新型]一种声速实时标定的液体压力计

权利要求书

1.一种声速实时标定的液体压力计，其特征在于：

所述液体压力计包括高度测量系统，声速测量系统、气控系统（16）、液控系统（17）以及数据采集和处理系统（8）；

所述高度测量系统和声速测量系统分别包括一组U形管：高度测量U形管（2）和声速测量U形管（1），两组U形管中均充入液体，且两组U形管内的液体是连通的；所述高度测量系统用于测量超声波在液体中的渡越时间并根据所述声速测量系统测得的声速计算得到液柱的高度；所述声速测量系统通过测量液位高度变化量以及液位高度变化时间量而得到实时的声速；

所述声速测量系统包括液位高度变化测量模块以及液位高度变化时间测量模块；

所述液位高度变化测量模块包括两套激光干涉仪（4），两套液位高度跟踪装置和两套光学镜组；所述光学镜组分别设置在所述液位高度跟踪装置内和光线路径中，所述液位高度跟踪装置悬浮设置在所述声速测量U形管（1）内的液体中而实现不同压力下液位高度的实时跟踪，所述激光干涉仪（4）和所述的光学镜组实现不同压力下液位高度变化量△L的测量；

所述液位高度变化时间测量模块包括两组超声晶片（15）和超声干涉仪（9）；所述两组超声晶片（15）分别设置在所述声速测量U形管（1）两臂的底端，所述超声干涉仪（9）与所述超声晶片（15）通过测量一定频率2MHz～10MHz的超声波在液体中的渡越时间而得到液位变化的时间变化量△T；

所述声速测量系统通过测量液位变化的时间变化量△T和由于压力变化导致的液位高度变化量△L，并通过所述数据采集和处理系统（8）而实时地得到超声波在液体介质中的声速C；

所述高度测量系统包括一组高度测量U形管（2）、两组超声晶片（15）和超声干涉仪（9）；所述两组超声晶片（15）分别设置在所述高度测量U形管（2）两臂的底端，所述超声干涉仪（9）与所述超声晶片（15）通过测量不同压力下超声波在液体中的渡越时间并通过所述数据采集和处理系统（8）依据所述声速测量系统测得的声速而计算得到不同压力所引起的液柱高度的变化从而得到最终压力值；

所述气控系统（16）用于控制所述各组U形管两端的压力；气控系统（16）包括控制机柜、控制阀门管路、泵组和一组监视仪表；所述泵组用于两组U形管中参考端的抽空以及气体压力的抽出；所述控制阀门管路连接着所述高度测量系统和所述声速测量系统的气路，实现它们之间的关断、连通以及压力大小的调节；所述控制机柜实现对所述控制阀门管路和所述泵组的控制；

所述液控系统（17）包括真空储油罐（1701），U形管间连接液路以及阀门，用于所述U形管内液体的注入以及U形管各臂之间的液路连接的通和断；

所述数据采集和处理系统（8）包括计算机以及开关控制器（22）；所述数据采集和处理系统（8）利用开关控制器（22）实现不同通道数据的读取，并根据所述声速测量系统输入的液位变化的时间变化量△T和液位高度变化量△L，得到超声波在液体介质中的声速C，后根据所述高度测量系统所测得的不同压力下超声波在液体中的渡越时间得到U形管内液柱的高度差，最终得到所测的压力。

2.根据权利要求1所述的一种声速实时标定的液体压力计，其特征在于：

所述液位高度跟踪装置置于所述的声速测量系统中的声速测量U形管（1）内的液体中，且其结构为浮子（3），包括浮筒（12）、角锥镜固定架（13）、浮耳组和导轨；所述浮耳组设置在浮筒（12）的上表面外侧，且一个浮耳内设置有导轨轴承，所述导轨穿过该所述浮耳内的轴承；所述角锥镜固定架（13）用于固定所述光学镜组（10，11）中的角锥镜（10）并被固定在所述浮筒（12）内的中心位置；所述浮子（3）悬浮在液体中，并随着液面的上下变化而自由的上下运动，且不会有水平位移。

3.根据权利要求1或2所述的一种声速实时标定的液体压力计，其特征在于：

所述高度测量系统和声速测量系统所包括的高度测量U形管（2）和声速测量U形管（1）各包括2根不锈钢管；所述两根不锈钢管呈高低错落布置；4根所述不锈钢管等长度；且所述声速测量U形管（1）和高度测量U形管（2）中高管和低管之间的高度差范围是200mm-800mm；