一种管道内液体的静电荷密度的动态测量系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种管道内液体的静电荷密度的动态测量系统，包括：去电荷模块、测试管道、微电流计和流量计，测试管道设置在去电荷模块的后端，流量计设置在测试管道的后端，测试过程中液体流经去电荷模块后使得流入测试管道的液体中的静电荷为0，微电流计用于测量测试管道上产生的静电荷，流量计用于测试流入测试管道的液体流量。本发明专利技术的测量系统结构简单、操作方便，能够准确测量测试管道输送液体过程液体静电荷的产生量，为管道输送液体静电危害防护措施选取提供可靠指导。

A Dynamic Measurement System for Electrostatic Charge Density of Liquid in Pipeline

【技术实现步骤摘要】
一种管道内液体的静电荷密度的动态测量系统和方法
本专利技术涉及静电荷动态测量
，具体涉及一种管道内液体的静电荷密度的动态测量系统和方法。
技术介绍
管道输送是液体储运主要方式之一，管道输送汽油、柴油等易燃易爆液体过程会产生大量静电荷，静电荷积聚与静电放电引燃易燃易爆液体、蒸气可能引发火灾爆炸事故。因此，对管道输送液体静电荷进行准确测量，并根据测量结果选择适当的防护措施对于保障管道输送易燃易爆液体安全性至关重要。目前对于液体静电荷的测量主要采用法拉第筒的方法，但法拉第筒只能测量筒内部盛装液体的静电荷量。这种测量方法存在局限性：一方面液体流入法拉第筒过程液体静电荷量受外界因素影响会发生变化；另一方面法拉第筒体积有限不适宜进行动态测量，特别是管道直径较大、液体流速较快时。因此，行业内急需开发一种能准确测量管道内流动的液体的静电荷密度的方法或者系统。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服以上现有技术存在的不足，提供了一种管道内液体的静电荷密度的动态测量系统和方法。本专利技术的目的通过以下的技术方案实现：一种管道内液体的静电荷密度的动态测量系统，包括：去电荷模块、测试管道、微电流计和流量计，测试管道设置在去电荷模块的后端，流量计设置在测试管道的后端，测试过程中液体流经去电荷模块后使得流入测试管道的液体中的静电荷为0，微电流计用于测量测试管道上产生的静电荷，用于测试流入测试管道的液体流量。优选地，所述去电荷模块包括导电输送管道和逸散罐；沿液体输送方向，逸散罐的两端均连接导电输送管道，逸散罐还连接至地。优选地，所述测试管道为导电测试管道，导电测试管道的两端加装绝缘套筒，微电流计的一端通过导线与测试管道连接，另一端接地。优选地，所述去电荷模块包括输送管道、绝缘连接管道和逸散罐；沿液体输送方向，逸散罐的两端分别和导电输送管道、绝缘连接管道连接，逸散罐还连接至地。优选地，所述测试管道为绝缘测试管道，所述绝缘测试管道两端加装导电套管，微电流计一端通过导线与后端的导电套管连接，另一端接地。优选地，所述流量计的前端还依次连接有输送管道和绝缘连接管道，输送管道和绝缘连接管道通过连接套筒连接。一种管道内液体的静电荷密度的动态测量方法，其特征在于，包括：S11，将液体按照液体输送方向输入到所述管道内液体的静电荷密度的动态测量系统中；S12，记录微电流计与流量计的读数；S13，根据微电流计与流量计的读数计算测试管道内输送液体的静电荷密度，其中，计算公式为：其中ρt为液体静电荷密度，单位C/m3；It为微电流计的读数，单位A；Qt为流量计的读数，单位m3/s。优选地，所述去电荷模块包括逸散罐，逸散罐的容积为：其中V为逸散罐的容积，单位m3；Qt为流量计的读数，单位m3/s；δ为液体电导率，单位pS/m；εl为液体介电常数，单位F/m。本专利技术相对于现有技术具有如下的优点：本方案是应用液体流经管道时管道壁上与液体中产生数量相等、极性相反的静电荷的原理，通过测量液体流经管道时管道壁上产生的静电荷实现对管道内输送液体中静电荷的动态测量。本方案的液体流入测试管道之前，先流入逸散罐，逸散罐将静电荷导入大地，以保证进入测试管道的液体不携带静电荷。这样通过测量测试管道中的净电荷，进而能准确计算出液体在流动过程中产生的静电荷密度。本方案的优点是结构简单、操作方便、测试结果准确，为管道输送液体静电危害防护措施选取提供可靠指导。附图说明图1是实施例1的管道内液体的静电荷密度的动态测量系统的结构示意图。图2是实施例1的管道内液体的静电荷密度的动态测量方法的流程示意图。图3是实施例2的管道内液体的静电荷密度的动态测量方法的结构示意图。其中，11-导电输送管道，12-逸散罐，13-导电测试管道，14-微电流计，16-流量计，15-绝缘套筒，21-输送管道，22-绝缘连接管道，23-绝缘测试管道，24-导电套管，25-连接套筒。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。实施例1参见图1，一种管道内液体的静电荷密度的动态测量系统，包括：去电荷模块、测试管道、微电流计14和流量计16，测试管道设置在去电荷模块的后端，流量计16设置在测试管道的后端，测试过程中液体流经去电荷模块后使得流入测试管道的液体中的静电荷为0，微电流计14用于测量测试管道上产生的静电荷，用于测试流入测试管道的液体流量。在本实施例，所述去电荷模块包括导电输送管道11和逸散罐12；沿液体输送方向，逸散罐12的两端均连接导电输送管道11，逸散罐12还连接至地。所述测试管道为导电测试管道13，导电测试管道13的两端加装绝缘套筒15，微电流计14的一端通过导线与测试管道(导电测试管道13)连接，另一端接地。需要说明的是，导电测试管道13的两端加装绝缘套筒15，这样能够保证液体在导电测试管道13内流动过程中，导电测试管道13上产生的静电荷全部移动到微电流计14，最终流入到大地。从而有效防止导电测试管道13上产生的静电荷向前移动到导电体的逸散罐12或者向后移动到导电体的流量计16上。具体地，导电输送管道11为不锈钢材质。所述导电输送管道11的内径与导电测试管道13的内径相同，绝缘套筒15的内径与导电测试管道13的外径相同。所述导电输送管道11与逸散罐12之间、导电套筒与导电输送管道11之间、导电套筒与导电测试管道13之间均通过螺纹或法兰进行可靠连接，利用法兰进行连接时法兰盘需要进行有效电气连接。所述逸散罐12为金属材料制作，逸散罐12的体积需要根据导电测试管道13的直径和液体输送速度等确定。本实施例的管道内液体的静电荷密度的动态测量系统的工作原理为：液体在管道中流动过程，液体中和管壁上产生大小相等、极性相反的静电荷，管壁上的静电荷可以通过接地装置导出，液体中的静电荷在储运过程中随液体运动，因此可以通过测量管壁上静电荷来实现对液体中静电荷的测量。测试过程中液体沿输送方向先流经逸散罐12，通过逸散罐12上的接地将液体携带静电荷导入大地，使得流入测试管道的液体中静电荷为0。液体输送过程测试管上产生的静电荷通过微电流计14导入大地；在输送过程中，通过流量计16测量通过测试管道的流量。根据微电流计14与流量计16的读数计算测试管道内输送液体的静电荷密度。参见图2，上述的管道内液体的静电荷密度的动态测量方法，包括：S11，将液体按照液体输送方向输入到所述管道内液体的静电荷密度的动态测量系统中；S12，记录微电流计14与流量计16的读数；S13，根据微电流计14与流量计16的读数计算测试管道内输送液体的静电荷密度，其中，计算公式为：其中ρt为液体静电荷密度，单位C/m3；It为微电流计14的读数，单位A；Qt为流量计16的读数，单位m3/s。其中，逸散罐12的容积为：其中V为逸散罐12的容积，单位m3；Qt为流量计16的读数，单位m3/s；δ为液体电导率，单位pS/m；εl为液体介电常数，单位F/m。实施例2实施例2与实施例1的区别在于，所述去电荷模块包括输送管道21、绝缘连接管道22和逸散罐12；沿液体输送方向，逸散罐12的两端分别和输送管道21、绝缘连接管道22连接，逸散罐12还连接至地。在本实施例，所述测试管道为绝缘测试管道23，所述绝缘测试管道23两端加装导电套管24，微电流计14一端通过导线与后端本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种管道内液体的静电荷密度的动态测量系统，其特征在于，包括：去电荷模块、测试管道、微电流计和流量计，测试管道设置在去电荷模块的后端，流量计设置在测试管道的后端，测试过程中液体流经去电荷模块后使得流入测试管道的液体中的静电荷为0，微电流计用于测量测试管道上产生的静电荷，流量计用于测试流入测试管道的液体流量。

【技术特征摘要】
1.一种管道内液体的静电荷密度的动态测量系统，其特征在于，包括：去电荷模块、测试管道、微电流计和流量计，测试管道设置在去电荷模块的后端，流量计设置在测试管道的后端，测试过程中液体流经去电荷模块后使得流入测试管道的液体中的静电荷为0，微电流计用于测量测试管道上产生的静电荷，流量计用于测试流入测试管道的液体流量。2.根据权利要求1所述的管道内液体的静电荷密度的动态测量系统，其特征在于，所述去电荷模块包括导电输送管道和逸散罐；沿液体输送方向，逸散罐的两端均连接导电输送管道，逸散罐还连接至地。3.根据权利要求2所述的管道内液体的静电荷密度的动态测量系统，其特征在于，所述测试管道为导电测试管道，导电测试管道的两端加装绝缘套筒，微电流计的一端通过导线与测试管道连接，另一端接地。4.根据权利要求1所述的管道内液体的静电荷密度的动态测量系统，其特征在于，所述去电荷模块包括输送管道、绝缘连接管道和逸散罐；沿液体输送方向，逸散罐的两端分别和导电输送管道、绝缘连接管道连接，逸散罐还连接至地。5.根据权利要求4所述的管道内液体的静电荷...

【专利技术属性】
技术研发人员：王良旺，梁栋，蒋漳河，黄国健，郑培奖，
申请(专利权)人：中山大学，广州特种机电设备检测研究院，
类型：发明
国别省市：广东,44