[发明专利]一种密度分层流体的制取方法

摘要

本发明公开了一种密度分层流体的制取方法，为海洋分层环境实验室模拟提供简单有效的分层技术。本发明采用自动控制方法控制淡水箱和盐水箱的出水流量；设置混合器，使盐水和淡水充分混合；设置增压泵，使盐水和淡水以可控的速度注入分层水池，形成分层流体；采用PID技术调节电动阀的开度、采用变频器调节增压泵的转速，组成双重调节方法，精确控制盐水和淡水的流量，使其按照预先设定的流量变化规律调节，从而制取包括跃变分层和线性分层在内的任意曲线的密度分层剖面。本发明的分层时间可控，设备易于布置，操作方便，应用灵活性高。

主权项

1.一种密度分层流体的制取方法，其特征在于包括以下步骤：1）组建密度分层系统：所述密度分层系统包括盐水箱、淡水箱、两个流量计、两个电动阀、PID控制装置、增压泵、变频器、混合器、注水装置、分层水池以及连接管件；所述盐水箱、淡水箱分别通过连接管件连接至增压泵，增压泵通过连接管件顺序连接混合器、注水装置后连接至分层水池；所述盐水箱、淡水箱与增压泵之间的连接管件上分别设置流量计以及电动阀；所述两个流量计与PID控制装置以及变频器电气连接，所述PID控制装置与两个电动阀电气连接，所述变频器与增压泵电气连接；2）启动密度分层系统：所述流量计测量流量，并实时反馈给PID控制装置和变频器；所述电动阀接受PID控制装置的指令，保持开度并维持流量；所述PID控制装置实时调节电动阀的开度；所述增压泵为流体输送提供动力，并通过变频器控制转速以调节流量；所述变频器根据实时设定的流量以及流量测量值与设定值偏差实时控制增压泵的转速以调节泵的流量；所述混合器对盐水和淡水进行混合；所述注水装置通过多个注水口向分层水池注水；3）根据以下公式计算分层过程中为获得既定的分层形式所需要的盐水和淡水流量的实时变化值：式中，Q_盐为盐水的流量，Q_淡为淡水的流量，Q为分层水池进水总流量，A为分层水池截面积，ρ为目标密度分层曲线，ρ_盐为盐水的密度，ρ_淡为淡水的密度；4）按步骤3）中得到的流量变化值，通过所述密度分层系统实时调节盐水和淡水的流量，得到目标分层形式。