流速测量装置制造方法及图纸

一种用于确定液体管线中的导电液体的流速的流速测量装置(10)包括：气泡注射器(82)，其用于将气泡注射到液体流中；第一电导率测量单元(30)，其在气泡注射器(82)的下游和测量管线(40)的上游；第二电导率测量单元(30

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】流速测量装置


[0001]本专利技术涉及一种用于确定液体管道中的导电液体的流速的流速测量装置。

技术介绍

[0002]本专利技术具体涉及一种用于污水处理厂的处理池中的水的处理分析器的流速测量装置，其中，流速测量装置具体地布置在采样元件和陆基分析器之间的输送管线中，所述采样元件浸没在污水处理厂的处理池中的水中。来自采样元件的水体样本被采样泵从处理池的水中泵送到陆基分析单元。蠕动泵通常用作采样泵，其射流部分是在必要时可以容易地更换的柔性软管。由于采样泵的射流部分弹性地和塑性地变形，所以采样泵的流速不能用于推断所泵送的水的量。因此，采样元件和分析单元之间的流速测量是必要的，例如，为了能够提供在分析单元中始终分析淡水体样本，并且能够检测现有的或即将到来的堵塞。
[0003]当输送更多或更少的未处理的废水时，污物层不断地在输送管的内部增长。这导致许多物理测量方法难以可靠地确定输送管线中的水的流速。利用气泡注射的渡越时间测量已经表现出用于这种应用的良好结果，其中气泡被光学地或光度测定地检测。这里的有用信号也随着污物层的增加而显著劣化。

技术实现思路

[0004]本专利技术的一个目的是提供一种容许更脏的层的流速测量装置。
[0005]本专利技术通过具有权利要求1的特征的流速测量装置来实现该目的。
[0006]根据本专利技术的流速测量装置不是光学地而是通过电导的方式来确定一个或多个所注射的气泡的存在。因此，首要条件是液体是可导电的，这是废水处理厂中的水或废水的情况。测量装置具有用于将一个或多个气泡注射到水体样本液体流中的气泡注射器。两个分立的电导率测量单元布置在气泡注射器的下游，在这两个电导率测量单元之间布置有流体测量管线，该流体测量管线具有限定的且已知的长度。因此，第一电导率测量单元布置在气泡注射器的下游和测量管线的上游，而第二电导率测量单元布置在测量管线的下游。两个测量单元邻接测量管线。当气泡通过测量单元时，只要气泡位于测量单元的两个电极之间，测得的电导率就显著降低。这产生时间相关的电导率分布。
[0007]虽然可以以不同的方式设计电导率测量单元，但是优选地在流体流动方向(即，在纵向方向上，不在横向方向上)上测量电导率。
[0008]测量装置还包括评估单元，该评估单元基于两个测量单元的电导率测量结果的时间曲线来确定测量管线中的流体的流速。为此目的，评估单元经由信号连接而在信息上连接到两个测量单元。在气泡注射之后，评估单元记录例如第一电导率测量单元中和第二电导率测量单元中与时间相关的电导率分布，将这些分布彼此进行比较，以及如果这两个图案充分地匹配，则确定这两个电导率测量单元之间的渡越时间。由于这两个电导率测量单元之间的刚性且体积稳定的测量管线的射流长度是已知的，所以评估单元最终根据测量管线中的该流速或液体的流量进行计算。
[0009]测试表明，在两个电导率测量单元之间，在纵向方向上，测量单元测量区段的内壁上非常厚的污物层具有在50千欧姆的范围内的典型电阻。测量管线内的流体的电阻与污物层电阻电学地并联，并且水的电阻与污物层的电阻具有大致相同的范围，因而这在没有气泡的情况下产生约25千欧姆的总电阻。如果在测量管线中存在几乎完全填充测量管线内部的整个自由直径的气泡，则可以预期在测量管线的纵向方向上的大于1000千欧姆的流体电阻，从而产生约为50千欧姆的总电阻。即使在测量管线的内部具有较厚的污物层，也可以以非常高的可靠性检测气泡。从而，利用简单且廉价的手段创造了容许污物层的流速测量装置。
[0010]电导率是电阻的倒数值，在技术意义上被理解为电阻的同义词。
[0011]每个电导率测量单元优选地具有第一电极和第二电极，其中，在流动方向上或在流过测量单元测量区段的方向上，测量单元的两个电极被布置为彼此相距一定距离，使得在流动方向上确定在测量单元测量区段内的液体的电导率。在两个电极之间的纵向方向上(即，在流体流动方向上)测量电阻。两个电极之间的距离应该是典型气泡直径的倍数。
[0012]电导率测量单元的两个电极更优选地分别被设计为环形电极主体。这样尤其实现了：在测量单元中存在污物层的情况下，电极和测量单元内部的流体之间的电阻相对较小。
[0013]气泡注射器原则上可以独立地起作用，例如，通过以恒定的间隔将一个或多个气泡注射到流体流中。在本专利技术的优选实施例中，评估单元主动地控制气泡注射器。因此，评估单元可以例如自动地设定测量普遍率或测量频率。此外，评估单元还可以根据次级参数来控制各自的空气供给量。由此可以提供自适应式测量机制。
[0014]测量单元测量区段优选地由刚性且不导电的测量单元缆线形成。测量单元测量区段的长度可以是其内径的至少十倍，例如，测量单元测量区段可以具有约1.8mm的内径和约25mm的长度。内径应该选择为使得内径不大于水中的典型气泡直径，即，它最多应为几毫米。
[0015]在本专利技术的优选实施例中，评估单元包括测量信号发生器，该测量信号发生器产生测量电压，该测量电压的峰值电压低于水的典型电解电压。水的电解电压在1.0V和2.0V之间。因此，测量电压的峰值电压优选地应该低于2.0V。
[0016]测量信号发生器更优选地产生对称交变电压作为测量电压，该对称交变电压优选地具有在500Hz和100kHz之间的频率。第一电极连接到测量信号发生器，而第二电极连接到接收器，反之亦然。
[0017]可以通过调节AC电压频率和接收器的输入处的电容元件来使接收器的输入阻抗与水体样本的典型电导率相匹配。如果在测量单元测量区段中存在气泡，则测量单元的两个电极之间的阻抗发生变化，该变化被电极检测到。
[0018]评估单元优选地具有污染检测器，该污染检测器根据具有气泡的情况下的测量单元测量信号和不具有气泡的情况下的测量单元测量信号的比率来确定和输出测量单元测量区段的污染程度。污染程度信息可以用于例如触发清洁周期或维护指令。
附图说明
[0019]下面参考附图更详细地解释本专利技术的实施例示例，附图示出：
[0020]图1示意性地示出了包括两个电导率测量单元的流速测量装置，这两个电导率测
量单元用于对用于处理分析器的水体样本进行采样；以及
[0021]图2示出了图1的流速测量装置的电导率测量单元的示意图。
具体实施方式
[0022]图1示意性地示出了例如在废水处理厂中使用的流速测量装置10，该流速测量装置10用于从陆基处理分析单元100的处理池90取样。
[0023]来自处理池90的废水91的水体样本通过浸没的样本过滤器92被采样泵80泵送到处理分析单元100。采样泵80被提供为蠕动泵，以便在必要时采样泵80的整个射流部分可以被容易地更换。导电式流速测量模块10
’
流体地布置在采样泵80和处理分析单元100之间。导电式流速测量模块10
’
确定测量管线40中的流体的流速，该测量管线40被配置为刚性的以具有恒定的体积，并且具有限定的测量管线长度X。导电式流速测量模块10
’
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于确定液体管线中的导电液体的流速的流速测量装置(10)，所述流速测量装置(10)包括：气泡注射器(82)，其用于将气泡注射到液体流中；第一电导率测量单元(30)，其布置在所述气泡注射器(82)的下游和测量管线(40)的上游；第二电导率测量单元(30
’
)，其布置在所述测量管线(40)的下游；以及评估单元(20)，其被配置为基于所述第一电导率测量单元(30)和所述第二电导率测量单元(30
’
)的电导率测量结果的时间相关特性来确定所述测量管线(40)中的所述导电液体的流速。2.根据权利要求1所述的流速测量装置(10)，还包括：测量单元测量区段(36)，其中，所述第一电导率测量单元(30)和所述第二电导率测量单元(30
’
)中的每一个均包括第一电极(32)和第二电极(34)，并且在流动方向上观看，所述第一电极(32)和所述第二电极(34)被布置成彼此由所述测量单元测量区段(36)间隔开，以便在所述流动方向上确定所述测量单元测量区段(36)内的液体的电导率。3.根据权利要求2所述的流速测量装置(10)，其中，所述第一电极(32)和所述第二电极(34)中的每一个均形成为环形电极主体(32
’
、34
’
)。4.根据前述权...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德里亚，
申请(专利权)人：哈希朗格有限公司，
类型：发明
国别省市：