[发明专利]一种非满管流液体流动速度测量装置及其测量方法

权利要求书

1.一种非满管流液体流动速度测量装置，其特征在于，包括在绝缘管道(1)外壁安装的激励电极(2)和检测电极(3)，所述激励电极(2)通过导线连接有信号发生器(4)，所述检测电极(3)通过导线依次连接有色环电感(5)、信号处理电路(6)、数据采集卡(7)及计算机(8)。

2.根据权利要求1所述的一种非满管流液体流动速度测量装置，其特征在于，所述信号处理电路(6)包括依次通过导线连接的流压转换电路(6-1)、全波整流电路(6-2)、低通滤波电路(6-3)，所述色环电感(5)和数据采集卡(7)分别连接所述流压转换电路(6-1)和低通滤波电路(6-3)。

3.一种非满管流液体流动速度测量方法，其特征在于，采用权利要求2所述的一种非满管流液体流动速度测量装置，具体为：

信号发生器(4)输出一定频率的交流电压施加在激励电极(2)上，此时，激励电极(2)和检测电极(3)以及之间的导电溶液形成一条交流通路，检测电极(3)上输出含有溶液电导信息的交流电信号并与色环电感(5)串联，利用电感的感抗抵消耦合电容的容抗，消除耦合电容的影响，然后交流电流信号经过流压转换电路(6-1)、全波整流电路(6-2)、低通滤波电路(6-3)之后输出便于采集的直流电压信号，由数据采集卡(7)采集并传输到计算机(8)进行数据处理，计算机(8)对输出的电压信号进行去除趋势项处理，消除测量环境的干扰，并对处理后的电压信号进行傅里叶变换得到其频谱图，通过频谱图获取信号的频率f_i和幅值h_i，然后根据信号的频率f_i和幅值h_i计算等效峰值频率，再根据液体流动速度与等效峰值频率的数学表达式计算出液体的流速。

4.根据权利要求3所述的一种非满管流液体流动速度测量方法，其特征在于，所述信号发生器(4)输出电压的频率为谐振频率。

5.根据权利要求3所述的一种非满管流液体流动速度测量方法，其特征在于，所述等效峰值频率按照如下公式计算：

其中：f_e为等效峰值频率，f_i为通过频谱图获取信号的频率f_i，h_i为频率f_i所对应的幅值，i为频谱分析中的点数。

6.根据权利要求5所述的一种非满管流液体流动速度测量方法，其特征在于，所述液体流动速度与等效峰值频率的数学表达式按照如下公式计算：

v＝kf_e (2)

其中，k是速度测量中的无量纲校正系数，由实验标定，v为液体流动速度。