[发明专利]一种浆液型流体的高精度流量测量装置及方法

摘要

本发明公开了一种浆液型流体的高精度流量测量装置及方法，包括测量管道，测量管道的横截面积与圆形传输管道的横截面积相同；测量管道上等间距安装有两个旋转式粘度计，两个旋转式粘度计的信号输出端均与二次仪表相连，二次仪表输出被测浆液的流量。本发明引入软测量的思想，用软件来替代硬件的功能，在被测浆液的直管道上安装旋转式粘度计，将粘度计的测量值接入二次仪表的输入接口(使用一个DSP或者FPGA都可以实现或作为二次仪表)，省去了一种测量设备的工业成本，即降低了工业成本。

主权项

1.一种浆液型流体的高精度流量方法，所述方法基于一种浆液型流体的高精度流量测量装置，所述装置包括测量管道(1)，测量管道(1)的横截面积与圆形传输管道的横截面积相同；测量管道(1)上等间距安装有两个旋转式粘度计，两个旋转式粘度计的信号输出端均与二次仪表相连，二次仪表输出被测浆液的流量；测量管道(1)的截面为长方形，两端通过法兰盘(4)与圆形传输管道相连，测量管道(1)截面的长方形的上下长为R，两侧宽为πR/4，R为圆形传输管道的直径；测量管道(1)的总长度为3000mm；两个旋转式粘度计包括第一旋转式粘度计(2)和第二旋转式粘度计(3)，第一旋转式粘度计(2)安装于测量管道(1)入口一侧，第二旋转式粘度计(3)安装于测量管道(1)出口一侧，第一旋转式粘度计(2)距测量管道(1)入口的距离等于第二旋转式粘度计(3)距测量管道(1)出口的距离，并且等于第一旋转式粘度计(2)和第二旋转式粘度计(3)的间距；旋转式粘度计包括旋转头(5)，旋转头(5)与伺服电机(6)相连，伺服电机(6)的上方同轴安装有金属圆盘(7)，金属圆盘(7)边缘上沿周向均匀开设一圈透光孔(9)，透光孔(9)上方安装光敏元件(8)，光敏元件(8)能够与透光孔配合，在金属圆盘旋转时发出连续方波，方波的频率与旋转速度成正比；其特征在于，所述方法包括以下步骤：1)粘度测量信号采集：打开两个旋转式粘度计以及二次仪表的开关，两个旋转式粘度计每隔0.25秒同时进行采样，两个旋转式粘度计将采集的粘度测量信号n1(0)和n2(0)送入二次仪表中；2)粘度测量信号保存：粘度测量信号n1(0)和n2(0)分别进入二次仪表的DSP中n1存储空间和n2存储空间；n1存储空间中有M个单元，将n1存储空间中的数据右移一个单元，并将最右单元n1(M)中的数据溢出，n2存储空间中有N个单元，将n2存储空间的数据左移一个单元，并将最左单元n2(N)中的数据溢出；其中，N为远小于M；3)卷积计算：根据公式(1)对n1存储空间和n2存储空间中的数据进行卷积运算，得到M‑N+1个卷积值y(m)，并保存在存储器y中；其中，m为浆液由第一旋转式粘度计流过第二旋转式粘度计的时间，i为进行卷积计算的中间量；4)查找最大卷积值：通过寄存器ymax的M‑N+1对比和交换，寻找到内积的最大值ymax(m)，如下式：ymax(m)＝max[y(m)]             (2)5)计算浆液流量F：ymax(m)对应的自变量m为浆液由第一旋转式粘度计(2)流过第二旋转式粘度计(3)的时间，带入公式(3)：其中，L是安装在管道上两台粘度计的距离，S是管道的横截面积。