管道流量测试辅助装置及使用方法

技术领域

本发明涉及流量测试相关技术领域。更具体地说，本发明涉及一种管道流量测试辅助装置及使用方法。

背景技术

各类工矿企业开展水平衡测试工作时，需要对生产现场的各类输水管道进行流量测试，测试仪器常使用便携式超声波流量仪。测试时，需要在待测管道上选择一处直管段，将两枚探头安置于管道外壁，通过探头之间发射、接收超声波信号来测定管道内液体流速。测试方法包括有偶数声程法和奇数声程法，偶数声程法是指两枚探头之间发射、接收超声波信号需经历偶数个声程，即两枚探头需安置在管道外壁同一条直线上，且该直线与管道轴心线平行；奇数声程法是指两枚探头之间发射、接收超声波信号需经历奇数个声程，即两枚探头需分别安置在管道外壁相对的两条直线上，且两条直线关于管道轴心线呈轴对称状态。测试方法选用的声程数越大，则超声波信号传输的距离越远，两枚探头的设置间距也越远大，测试所需的直管段长度也越长。此外，随着传输距离的加长，超声波的信号强度也会逐渐衰减。

在实际应用中，通常选用二声程法开展测试工作，这是因为二声程法属于偶数声程法，测试时只需确定管道外壁一条直线的位置，操作相对简单。而且在偶数声程法类型里，二声程法是超声波信号传输距离最短的方法，可以最大程度的避免超声波信号因长距离传输导致的信号衰减问题。但在某些特殊测试环境下，只能使用奇数声程法中的一声程法来测试，如测试现场管道排布空间狭小，可供测试用的直管段长度太短，只能减小声程数来缩短探头间距，以便能够同时将两枚探头安置在较短直管段上进行测试。又如在管道内流体不纯，混杂有悬浊物或者气泡，导致超声波信号严重衰减条件下，只能使用最小传输距离的方法进行测试，以尽量减小信号衰减给测试带来的不利影响。

一声程法属于奇数声程法，测试时需要先在管道外壁确定两条相对直线的位置，再以此为参照安置测试探头，但在实际操作中并无可以准确确定直线位置的技术，常用的直线位置确定方法为：1、使用卷尺围绕管道圆周进行测量。2、对测量结果进行计算，确定一组关于管道轴心对称的两个刻度位置。3、在两处刻度位置，由操作人员目估并利用直尺画出直线。以这样的方式确定参照直线，不仅操作繁琐，而且容易出现误差，影响测试精度。因此，亟需设计一种能够克服上述缺陷的技术方案。

发明内容

本发明的一个目的是提供了管道流量测试辅助装置，可以便捷地、精确地在管道外壁确定直线，为流量测试提供辅助。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，根据本发明的一个方面，提供了管道流量测试辅助装置，包括：

一对倒L形支架，一对所述倒L形支架包括相互垂直的水平段和竖直段，一对所述倒L形支架的所述水平段以可相互插接的方式设置；

一对滑动板，一对所述滑动板与所述水平段平行，一对所述滑动板的一端开设有贯通孔，一对所述倒L形支架的所述竖直段分别穿过一对所述滑动板的所述贯通孔，一对所述滑动板的另一端以可相互插接的方式设置；

第一齿轮和第二齿轮，所述贯通孔内部侧壁向内凹陷形成安装腔，所述安装腔内设置有转轴，所述第一齿轮和第二齿轮均设置在所述转轴上，所述第一齿轮和所述第二齿轮的半径比为2:1；

固定齿条和活动齿条，所述固定齿条沿着长度方向设置在所述竖直段上，所述活动齿条以可沿着所述竖直段的长度方向活动的方式设置，所述固定齿条和所述活动齿条均穿过所述贯通孔，并使得所述固定齿条与所述第一齿轮啮合，所述活动齿条与所述第二齿轮啮合；

标尺，其一端与所述活动齿条连接，所述标尺垂直于所述竖直段和所述水平段所在的平面。

进一步地，一对所述倒L形支架中的一个的所述水平段形成有十字形滑槽，一对所述倒L形支架中的另一个的所述水平段形成有十字形滑动部，一对所述倒L形支架的所述水平段通过十字形滑槽和十字形滑动部相互插接。

进一步地，一对所述滑动板中的一个的另一端形成有十字形滑槽，一对所述滑动板中的另一个的另一端形成有十字形滑动部，一对所述滑动板的另一端通过十字形滑槽和十字形滑动部相互插接。

进一步地，所述竖直段沿着长度方向设置有安装槽，所述安装槽底部形成第一台阶和第二台阶，所述第一台阶的高度低于所述第二台阶，所述固定齿条固定设置在所述第一台阶表面，所述活动齿条受所述第二台阶支撑，并以可沿着所述第二台阶滑动的方式设置，所述安装槽的侧壁开设有沿着所述竖直段长度方向的限位孔，所述标尺穿过所述限位孔与所述活动齿条连接。

进一步地，所述活动齿条上端垂直延伸形成一延伸部，所述延伸部穿过限位孔与所述标尺可拆卸连接。

进一步地，所述标尺表面开设有沿着长度方向延伸的条形孔，所述条形孔的中线至所述水平段和所述滑动板的间距相等。

进一步地，所述条形孔呈十字形。

进一步地，所述水平段和所述滑动板与所述标尺相对的位置均设置有缺口，当所述水平段与所述滑动板接触时，所述标尺被容纳在所述水平段和所述滑动板的所述缺口限定的范围内。

根据本发明的一个方面，本发明提供了流量测试辅助装置的使用方法，包括：将一对倒L形支架和一对滑动板组装为一矩形框，套设在待测管道外，并使一对倒L形支架的竖直段与待测管道外壁接触；推拉倒L形支架，使得水平段和滑动板均与待测管道外壁接触；根据两个标尺在管道外壁确定对称分布在管道轴线两侧的直线。

本发明至少包括以下有益效果：

本发明的一对倒L形支架和一对滑动板可组装为一个矩形框，将矩形框套设在待测管道外部，并使一对倒L形支架的竖直段与管道外壁接触，再推拉倒L形支架，使得水平段和滑动板均与管道外壁接触。此状态下，一对倒L形支架和一对滑动板组成的框架所围成的空间为正方形，该正方形为管道截面圆形的外切正方形。又因为第一齿轮和第二齿轮的半径比为2:1，所以推拉倒L形支架时，与固定齿条连接的倒L形支架和与活动齿条连接的标尺的移动距离之比也为2:1。即此状态下，水平段与标尺条形孔中线的距离＝标尺条形孔中线与滑动板的距离＝水平段与滑动板距离的一半。根据圆与外切正方形的几何关系可知，外切正方形两条平行边的中点位置，关于圆心对称。则此状态下与管道截面呈垂直关系的一对标尺条形孔中线，关于管道轴心线对称。此时，据两个标尺即可在管道外壁标记出关于管道轴心对称的两条直线，以该两条直线为参照安置探头，方便进行流量测试，特别是方便进行奇数声程法流量测试。本发明结构简单，使用便捷。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1～2为本发明的结构示意图；

图3为本发明第一齿轮和第二齿轮的结构示意图；

图4为本发明组装状态的示意图；

图5为本发明活动齿条的结构示意图；

图6为本发明水平段和滑动板接触时的结构示意图；

图7～8为本发明滑动板的分解图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

如图1～8所示，本发明的实施例提供了管道流量测试辅助装置，包括：一对倒L形支架1，一对所述倒L形支架1包括相互垂直的水平段101和竖直段102，一对所述倒L形支架1的所述水平段101以可相互插接的方式设置；一对滑动板2，一对所述滑动板2与所述水平段101平行，一对所述滑动板2的一端开设有贯通孔，一对所述倒L形支架1的所述竖直段102分别穿过一对所述滑动板2的所述贯通孔，一对所述滑动板2的另一端以可相互插接的方式设置；第一齿轮3和第二齿轮4，所述贯通孔内部侧壁向内凹陷形成安装腔，所述安装腔内设置有转轴，所述第一齿轮3和第二齿轮4均设置在所述转轴上，所述第一齿轮3和所述第二齿轮4的半径比为2:1；固定齿条5和活动齿条6，所述固定齿条5沿着长度方向设置在所述竖直段102上，所述活动齿条6以可沿着所述竖直段102的长度方向活动的方式设置，所述固定齿条5和所述活动齿条6均穿过所述贯通孔，并使得所述固定齿条5与所述第一齿轮3啮合，所述活动齿条6与所述第二齿轮4啮合；标尺7，其一端与所述活动齿条连接，所述标尺7垂直于所述水平段101和所述竖直段102所在的平面。

在以上实施例中，一对倒L形支架1的水平段101可相互插接，一对滑动板2的的另一端也可相互插接，使得一对倒L形、一对滑动板2方便拆卸和组装，组装后可形成一矩形框。插接的方式可以是现有的任意方式，方便拆卸和组装即可。竖直段102穿过滑动板2一端的贯通孔，并能够沿着贯通孔上下移动，贯通孔的一个侧壁形成安装腔，安装腔内设置固定在同一转轴上的第一齿轮3和第二齿轮4，即第一齿轮3和第二齿轮4可以同步转动，第一齿轮3和第二齿轮4的半径比为2:1。竖直段102上与第一齿轮3和第二齿轮4相对的表面设置有固定齿条5，固定齿条5与第一齿轮3啮合，固定齿条5一侧还平行设置活动齿条6，活动齿条6则与第二齿条啮合，即第一齿轮3转动时，第二齿轮4也会转动，进而带动活动齿条6上升或下降。标尺7与活动齿条6上端连接，标尺7条形孔中线、滑动板顶面和水平段底面分别处在与竖直段垂直的三个平面之中，标尺7用于在管道外壁指示出一条直线。本实施例在使用时，一对倒L形支架1和一对滑动板2组装为一个矩形框，将待测管道限定在矩形框内部，并使一对倒L形支架的竖直段102与管道外壁接触，再推拉倒L形支架1，使得水平段101和滑动板2均与管道外壁接触，由于第一齿轮3和第二齿轮4的半径比为2:1，与固定齿条5连接的倒L形支架1和与活动齿条6连接标尺7的移动的距离之比也为2:1，即当水平段101和滑动板2均与管道外壁接触时，两个标尺7条形孔中线在管道外壁上指示出的两条直线关于管道轴线呈轴对称状态(此时，一对倒L形支架和一对滑动板组成的框架所围成的空间为正方形，该正方形为管道截面圆形的外切正方形，外切正方形两条平行边的中点位置，关于圆心对称)，此时可根据两个标尺7在管道外壁标记出两条直线，以该两条直线为参照安置探头，进行流量测试。可以看出，本实施例结构简单，使用便捷，可同时在管道外壁相对称的位置确定参考直线，便于使用奇数声程法进行流量测试。

在另一些实施例中，一对所述倒L形支架1中的一个的所述水平段101形成有十字形滑槽103，一对所述倒L形支架1中的另一个的所述水平段101形成有十字形滑动部104，一对所述倒L形支架1的所述水平段101通过十字形滑槽103和十字形滑动部104相互插接。十字形的插接结构较稳定，不易偏转，优选地，插接结构的端部为圆角设置，方便插接。

在另一些实施例中，一对所述滑动板2中的一个的另一端形成有十字形滑槽201，一对所述滑动板2中的另一个的另一端形成有十字形滑动部202，一对所述滑动板2的另一端通过十字形滑槽201和十字形滑动部202相互插接。十字形的插接结构较稳定，使得滑动板2不易偏转，优选地，插接结构的端部为圆角设置，方便插接。

在另一些实施例中，所述竖直段102沿着长度方向设置有安装槽，所述安装槽底部形成第一台阶和第二台阶，所述第一台阶的高度低于所述第二台阶，所述固定齿条5固定设置在所述第一台阶表面，所述活动齿条6受所述第二台阶支撑，并以可沿着所述第二台阶滑动的方式设置，所述安装槽的侧壁开设有沿着所述竖直段长度方向的限位孔，所述标尺7穿过所述限位孔与所述活动齿条6连接。这里，使用安装槽容纳固定齿条5和活动齿条6，第一台阶和第二台阶分别支撑固定齿条和活动齿条，使得固定齿条和活动齿条能够与第一齿轮和第二齿轮啮合，限位孔为长条形，方便活动齿条和标尺上下滑动。

在另一些实施例中，所述活动齿条上端垂直延伸形成一延伸部，所述延伸部穿过限位孔与所述标尺可拆卸连接。延伸部穿过限位孔，与标尺连接，延伸部与限位孔对应的区域的厚度小于限位孔的宽度，以限制延伸部的活动范围，使延伸部仅能沿着限位孔上下滑动，避免其左右晃动影响标尺定位。可拆卸连接可以是插接，如图5所示。在另一些实施例中，所述标尺7表面开设有沿着长度方向延伸的条形孔701，条形孔701方便操作人员利用画笔在管道外壁做标记，为流量测试做准备。

在另一些实施例中，所述条形孔701呈十字形，便于在管道外壁做十字形标记。管道两侧的标尺上均可作十字形标记，两侧的十字形标记位置对应，关于管道轴心线对称。可以为确定管道同侧或异侧的探头的间隔距离提供参考，进而更方便地进行奇数声程法流量测试。以探头间距40厘米为例，对于偶数声程法，确定参考直线位置后，只需在一条直线上量出40厘米的间隔距离安置两枚探头即可。对于奇数声程法，确定参考直线位置后，需要将两枚探头安置在两条直线上，并且要求两枚探头在任意一条直线上的投影位置间隔距离为40厘米。管道两侧的十字形标记位置对应，即两处十字形标记的投影位置重合，所以两枚探头的安置位置可以利用十字形标记确定。比如以两处十字形标记为参考，分别向标记两侧各测量20厘米安置探头，或者以两处十字形标记为参考，向标记一侧方向测量并且安置探头，一处位置距离标记10厘米，另一处距离50厘米，其他距离同理。

在另一些实施例中，所述水平段101和所述滑动板2与所述标尺7相对的位置均设置有缺口，当所述水平段101与所述滑动板2接触时，所述标尺7被容纳在所述水平段101和所述滑动板2的所述缺口限定的范围内，即通过缺口使得水平段101和滑动板2能够以相对的表面接触，而不会压迫标尺7，且水平段101底面、滑动板2顶面和标尺7的条形孔的中线处在同一平面内，因初始位置相同，使得在倒L形支架移动过程中，标尺7的条形孔的中线始终至水平段和滑动板的距离相等。

本发明的实施例还提供了流量测试辅助装置的使用方法，包括：将一对倒L形支架和一对滑动板组装为一矩形框，套设在待测管道外，并使一对倒L形支架的竖直段与待测管道外壁接触；推拉倒L形支架，使得水平段和滑动板均与管道外壁接触；根据两个标尺在待测管道外壁确定对称分布在管道轴线两侧的直线，可以直线为参考安装探头进行流量测试，特别是可以利用奇数声程法进行流量测试。

这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本发明的说明的。对本发明管道流量测试辅助装置及使用方法的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。