一种气体掺混管道掺混均匀度在线检测器及方法

摘要

本发明涉及一种气体掺混管道掺混均匀度在线检测器及方法，气体掺混管道掺混均匀度在线检测器包括法兰管件和在线气体粘度计组件；其中，气体掺混管道掺混均匀度在线检测器通过法兰管件安装在待测管道的待测位置；在线气体粘度计组件包括第一在线气体粘度计、第二在线气体粘度计、第三在线气体粘度计和第四在线气体粘度计。本发明的有益效果是：本发明通过测量圆形管道同一截面不同位置气体的气体粘度值，并获取不同位置的气体粘度值的方差来表征气体的掺混均匀度，可实现气体掺混管道掺混均匀度的在线检测。

说明书

技术领域

本发明涉及气体检测领域，更确切地说，它涉及一种气体掺混管道掺混均匀度在线检测器及方法。

背景技术

在工业领域，很多场景均需要对两种及以上的气体进行掺混使用，而且需要气体具有较为均匀的掺混效果。然而，大多数气体都是没有颜色的，很难通过肉眼去观察混合气体的掺混均匀度。并且市场上没有直接对多种气体掺混均匀度进行在线测量的设备，获取多种气体掺混均匀程度较为困难。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供了一种气体掺混管道掺混均匀度在线检测器及方法；

第一方面，提供了一种气体掺混管道掺混均匀度在线检测器，包括：法兰管件和在线气体粘度计组件；

其中，气体掺混管道掺混均匀度在线检测器通过法兰管件安装在待测管道的待测位置；在线气体粘度计组件包括第一在线气体粘度计、第二在线气体粘度计、第三在线气体粘度计和第四在线气体粘度计；所述第一在线气体粘度计、第二在线气体粘度计、第三在线气体粘度计和第四在线气体粘度计按逆时针顺序安装在法兰管件上，相邻的两个在线气体粘度计之间形成的夹角为90°。

作为优选，所述气体粘度计组件中的任一气体粘度计均由检测探头、测量杆和端头组成；所述测量杆从法兰管件的侧面插入，所述测量杆位于法兰管件外部的一端与所述端头连接，所述测量杆位于法兰管件内部的一端与所述检测探头连接。

作为优选，法兰管件的内圆孔半径为R

作为优选，R

作为优选，所述内圆孔、第一圆形和第二圆形将所述法兰组件的内部划分为外圆环区、中间环区和内圆区；其中，内圆孔和第一圆形之间的区域为外圆环区，第一圆形和第二圆形之间的区域为中间环区，第二圆形的内部为内圆区。

作为优选，所述第一在线气体粘度计和所述第三在线气体粘度计的检测探头位于所述外圆环区；所述第二在线气体粘度计的检测探头位于所述内圆区；所述第四在线气体粘度计的检测探头位于所述中间环区。

第二方面，提供了一种气体掺混管道掺混均匀度在线检测方法，由第一方面任一所述的气体掺混管道掺混均匀度在线检测器执行，包括：

步骤1、将气体掺混管道掺混均匀度在线检测器安装在待测管道的待测位置；

步骤2、在待测管道中通入待测的掺混气体；

步骤3、获取气体掺混管道掺混均匀度在线检测器上不同位置的在线气体粘度计的气体粘度值测量结果；

步骤4、计算步骤3中各气体粘度值测量结果的方差，方差越小，表示气体掺混均匀度越好。

作为优选，步骤4中，各气体粘度值测量结果的方差的计算公式为：

其中，v

本发明的有益效果是：

(1)本发明通过测量圆形管道同一截面不同位置气体的气体粘度值，并获取不同位置的气体粘度值的方差来表征气体的掺混均匀度，可实现气体掺混管道掺混均匀度的在线检测。

(2)本发明提供的气体掺混管道掺混均匀度在线检测器可以根据需要调整法兰管件上的在线气体粘度计的数量与位置，此外，也可以调整在线气体粘度计的测量杆的长度，安装方便并具有较好的使用灵活性。

(3)本发明提供的气体掺混管道掺混均匀度在线检测器将管道界面进行了不同区域的划分，各在线气体粘度计测得的对应区域气体粘度不受其他区域气体的影响，具有代表性，进而气体掺混管道掺混均匀度的测量结果较为准确。

附图说明

图1为本申请提供的一种气体掺混管道掺混均匀度在线检测器的平面图；

图2为本申请提供的一种气体掺混管道掺混均匀度在线检测器的立体图；

图3为本申请提供的一种气体流过在线气体粘度检测计的迹线图；

图4为本申请提供的另一种气体流过在线气体粘度检测计的迹线图；

图5为本申请提供的又一种气体流过在线气体粘度检测计的迹线图；

附图标记说明：第一在线气体粘度计1、第二在线气体粘度计2、第三在线气体粘度计3、第四在线气体粘度计4、法兰管件5、内圆孔51、第一圆形52、第二圆形53。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本发明。应当指出，对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

实施例1：

为了实现气体掺混管道掺混均匀度的在线检测，本申请提供了一种气体掺混管道掺混均匀度在线检测器，如图1和图2所示，包括：法兰管件5和在线气体粘度计组件；

其中，气体掺混管道掺混均匀度在线检测器通过法兰管件5安装在待测管道的待测位置，管道内径为500mm；在线气体粘度计组件包括第一在线气体粘度计1、第二在线气体粘度计2、第三在线气体粘度计3和第四在线气体粘度计4；第一在线气体粘度计1、第二在线气体粘度计2、第三在线气体粘度计3和第四在线气体粘度计4按逆时针顺序安装在法兰管件5上，相邻的两个在线气体粘度计之间形成的夹角为90°。示例地，第一在线气体粘度计1和第三在线气体粘度计3沿竖直方向安装在法兰管件5上，第二在线气体粘度计2和第四在线气体粘度计4沿水平方向安装在法兰管件5上。

气体粘度计组件中的任一气体粘度计均由检测探头、测量杆和端头组成，测量杆的直径为24mm；测量杆从法兰管件5的侧面插入，测量杆位于法兰管件5外部的一端与端头连接，测量杆位于法兰管件5内部的一端与检测探头连接。

法兰管件5的内圆孔51半径为R

R

内圆孔51、第一圆形52和第二圆形53将法兰组件5的内部划分为外圆环区、中间环区和内圆区；其中，内圆孔51和第一圆形52之间的区域为外圆环区，第一圆形52和第二圆形53之间的区域为中间环区，第二圆形53的内部为内圆区。

需要说明的是，本申请不对在线气体粘度计组件中各在线气体粘度计的检测探头位置进行限定，在一种可选的实现方式中，第一在线气体粘度计1和第三在线气体粘度计3的检测探头位于外圆环区，且第一在线气体粘度计1测量外圆环区的上部分混合气体的粘度，第三在线气体粘度计3测量外圆环区的下部分混合气体的粘度，上部分、下部分根据重力方向而划分；第二在线气体粘度计2的检测探头位于内圆区；第四在线气体粘度计4的检测探头位于中间环区。

由于不同气体或不同混合气体的粘度不同，可通过4个位置的粘度差异来表征气体掺混均匀度，本申请采用不同位置气体粘度值的方差来表征气体掺混的均匀度，当方差计算结果越接近0，说明该位置的掺混均匀度越好，反之掺混均匀度越差。

此外，如图3至图5所示，三个区域交界面的迹线基本以直线方式进行流动，且各区域内气体几乎不发生掺混，因此，根据本申请的各在线气体粘度计的布置方式和测量的对应位置，各在线气体粘度计可测得各对应区域气体的粘度且不受其他区域气体的影响，测得的对应区域气体粘度具有代表性。

实施例2：

一种气体掺混管道掺混均匀度在线检测方法，包括：

步骤1、将气体掺混管道掺混均匀度在线检测器安装在待测管道的待测位置；

步骤2、在待测管道中通入待测的掺混气体；

步骤3、获取气体掺混管道掺混均匀度在线检测器上不同位置的在线气体粘度计的气体粘度值测量结果；

步骤4、计算步骤3中各气体粘度值测量结果的方差，方差越小，如方差的计算结果越接近0，表示气体掺混均匀度越好，反之掺混均匀度越差。

步骤4中，各气体粘度值测量结果的方差的计算公式为：

其中，μ