流體微流量自動(dòng)計(jì)量裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型是關(guān)于流體流量計(jì)量領(lǐng)域，尤其涉及一種流體微流量自動(dòng)計(jì)量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在油氣田開(kāi)發(fā)物理模擬實(shí)驗(yàn)中，特別是致密油氣儲(chǔ)層開(kāi)發(fā)物理模擬實(shí)驗(yàn)中，其實(shí)驗(yàn)壓力很高，一般為幾十甚至上百兆帕；另外，由于孔隙非常細(xì)小，實(shí)驗(yàn)流體的流量一般為納升/分鐘(nL/min)級(jí)。因此自動(dòng)計(jì)量高壓流體的超低流量，是致密油儲(chǔ)層中流體滲流、擴(kuò)散、驅(qū)油等實(shí)驗(yàn)亟待攻克的技術(shù)難點(diǎn)。另外，在微系統(tǒng)、微結(jié)構(gòu)、微器件等的微尺度流動(dòng)實(shí)驗(yàn)中，超低流量自動(dòng)計(jì)量也是亟待解決的難點(diǎn)。
[0003]目前工程上常用的電磁流量計(jì)、渦輪流量計(jì)、質(zhì)量流量計(jì)等均因其量程過(guò)大不適用于實(shí)驗(yàn)室高壓微流量計(jì)量；用于實(shí)驗(yàn)室的流量計(jì)量方法有試管計(jì)量、計(jì)量泵計(jì)量、天平稱(chēng)重法、毛細(xì)管測(cè)壓法和可視化微流量法等。試管計(jì)量法、天平稱(chēng)重法和毛細(xì)管測(cè)壓法只能在常壓下進(jìn)行測(cè)量，而且精度和量程有限。使用計(jì)量泵可以在泵的工作壓力限制范圍內(nèi)進(jìn)行流量計(jì)量，但是由于泵計(jì)量精度限制和泵體在高壓下不可避免的漏失影響，導(dǎo)致高壓和超低流量條件下的計(jì)量誤差較大。毛細(xì)管測(cè)壓法為通過(guò)測(cè)取壓差反算流量的間接測(cè)量方法，要求計(jì)量液為標(biāo)準(zhǔn)的牛頓流體，而且對(duì)高壓條件下微壓差的計(jì)量精度要求很高，現(xiàn)有壓力傳感器不能滿足這一要求。可視化微流量法可在不高于30MPa壓力范圍測(cè)量微流量，但是該方法是基于人工讀取兩相界面，難以避免人工讀數(shù)誤差；該方法用于測(cè)量的玻璃管內(nèi)徑較大(3mm-6mm)，不能準(zhǔn)確計(jì)量納升/分鐘(nL/min)級(jí)流量；另外，由于采用回壓閥控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的高壓環(huán)境，不可避免地導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的壓力波動(dòng)。
[0004]由此，本發(fā)明人憑借多年從事相關(guān)行業(yè)的經(jīng)驗(yàn)與實(shí)踐，提出一種流體微流量自動(dòng)計(jì)量裝置，以克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的在于提供一種流體微流量自動(dòng)計(jì)量裝置，實(shí)現(xiàn)高壓環(huán)境下流體微流量測(cè)量的自動(dòng)化，能耐高壓，流量精度能達(dá)到納升/分鐘(nL/min)級(jí)別，而且可保證高壓實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的壓力平穩(wěn)。
[0006]本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種流體微流量自動(dòng)計(jì)量裝置，包括一水平設(shè)置的測(cè)量管，所述測(cè)量管的第一端與第二端之間分別設(shè)有相隔一定距離的一第一環(huán)形電容傳感器和一第二環(huán)形電容傳感器；所述第一環(huán)形電容傳感器和第二環(huán)形電容傳感器套設(shè)在所述測(cè)量管外部，且均與一計(jì)時(shí)器電連接，所述計(jì)時(shí)器與一控制電腦電連接；所述測(cè)量管、第一環(huán)形電容傳感器和第二環(huán)形電容傳感器均位于一壓力艙內(nèi)，所述測(cè)量管的第一端通過(guò)一穿過(guò)所述壓力艙的第一管線與一第一中間容器連通，所述測(cè)量管的第二端與壓力艙內(nèi)部空間連通，該壓力艙為一密閉空間，其一端通過(guò)一第二管線與一第二中間容器連通；所述第一中間容器內(nèi)容納有水銀，所述第二中間容器內(nèi)容納有氮?dú)猓摰谝恢虚g容器和第二中間容器還分別連接第一控壓管線和第二控壓管線，所述第一控壓管線和第二控壓管線并聯(lián)連接并與一壓力泵連接，所述壓力泵與所述控制電腦電連接；所述第一管線上并聯(lián)一第三管線，該第三管線與一高壓實(shí)驗(yàn)裝置連接；所述第三管線上設(shè)有第一閥門(mén)，所述第一中間容器的出口處設(shè)有第二閥門(mén)，所述第一控壓管線上設(shè)有第三閥門(mén)，所述第二管線上設(shè)有第四閥門(mén)，所述第二控壓管線上設(shè)有第五閥門(mén)。
[0007]在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，第一中間容器和第二中間容器均豎直設(shè)置；所述第一中間容器為一缸體結(jié)構(gòu)，該第一中間容器內(nèi)通過(guò)活塞分為上部腔體和下部腔體，所述上部腔體內(nèi)容納水銀、下部腔體內(nèi)容納泵壓傳遞液體；該上部腔體連接第一管線、下部腔體連接第一控壓管線；所述第二中間容器的結(jié)構(gòu)與該第一中間容器結(jié)構(gòu)相同，該第二中間容器的上部腔體內(nèi)容納氮?dú)?、下部腔體內(nèi)容納泵壓傳遞液體；第二中間容器的上部腔體連接第二管線、下部腔體連接第二控壓管線。
[0008]在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，壓力艙、第一中間容器和第二中間容器均位于一恒溫箱內(nèi)。
[0009]在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，測(cè)量管的內(nèi)徑為0.01mm-2mm。
[0010]在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，壓力艙內(nèi)的壓力范圍為0.lMPa_150MPa。
[0011]在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，恒溫箱內(nèi)的溫度控制精度為0.1°C。
[0012]由上所述，本實(shí)用新型的流體微流量自動(dòng)計(jì)量裝置能實(shí)現(xiàn)高壓環(huán)境下流體微流量測(cè)量的自動(dòng)化，不僅能在高壓條件下進(jìn)行微流量測(cè)量，其壓力艙的壓力范圍為0.lMPa-150MPa，而且保證高壓實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的壓力平穩(wěn)，獲得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果能用于滲流特性的定量化研宄。該流體微流量自動(dòng)計(jì)量裝置的精度高，計(jì)量范圍可從nL/min級(jí)至mL/min級(jí)，且操作簡(jiǎn)單。
【附圖說(shuō)明】
[0013]以下附圖僅旨在于對(duì)本實(shí)用新型做示意性說(shuō)明和解釋?zhuān)⒉幌薅ū緦?shí)用新型的范圍。其中:
[0014]圖1:為本實(shí)用新型流體微流量自動(dòng)計(jì)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]為了對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對(duì)照【附圖說(shuō)明】本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】。
[0016]如圖1所示，本實(shí)用新型提供一種流體微流量自動(dòng)計(jì)量裝置100，適用于高壓條件下流體流動(dòng)、滲流、擴(kuò)散等實(shí)驗(yàn)中微流量的計(jì)量。該自動(dòng)計(jì)量裝置100包括一水平設(shè)置的測(cè)量管1，測(cè)量管I的材料為耐高壓的玻璃、碳纖維等非金屬材料，測(cè)量管I的內(nèi)徑為0.01mm-2mm。該測(cè)量管I的第一端101與第二端102之間分別設(shè)有相隔一定距離的一第一環(huán)形電容傳感器2和一第二環(huán)形電容傳感器3 ;第一環(huán)形電容傳感器2和第二環(huán)形電容傳感器3套設(shè)在測(cè)量管I外部，且均與一計(jì)時(shí)器4電連接，計(jì)時(shí)器4與一控制電腦5電連接。第一環(huán)形電容傳感器2和第二環(huán)形電容傳感器3之間的距離預(yù)先進(jìn)行精確的設(shè)置，例如可以采用光柵尺來(lái)精確測(cè)量。測(cè)量管1、第一環(huán)形電容傳感器2和第二環(huán)形電容傳感器3均位于一壓力艙6內(nèi)，壓力艙6內(nèi)的壓力上限為150MPa。測(cè)量管I的第一端101通過(guò)一穿過(guò)壓力艙6的第一管線7與一第一中間容器8連通，測(cè)量管I的第二端102與壓力艙內(nèi)部空間連通(即測(cè)量管I的第二端敞開(kāi)在壓力艙6內(nèi))，該壓力艙6為一密閉空間，其一端通過(guò)一第二管線9與一第二中間容器10連通。第一中間容器8內(nèi)容納有水銀，第二中間容器10內(nèi)容納有氮?dú)?，該第一中間容器8和第二中間容器10還分別連接第一控壓管線11和第二控壓管線12，第一控壓管線11和第二控壓管線12并聯(lián)連接并與一壓力泵13連接，壓力泵13與控制電腦5電連接，該壓力泵13為高精度數(shù)字控制壓力泵(例如采用RUSKA 7615高壓泵)，可以通過(guò)控制電腦5來(lái)控制，其壓力精度可以達(dá)到量程的0.02%。第一管線7上并聯(lián)一第三管線14，該第三管線14與高壓實(shí)驗(yàn)裝置(圖中未標(biāo)出)連接，以測(cè)量高壓實(shí)驗(yàn)裝置中的流體流量，本實(shí)用新型即可測(cè)量氣體，也可測(cè)量液體。第三管線14上設(shè)有第一閥門(mén)15，第一中間容器8的出口處設(shè)有第二閥門(mén)16，即第一管線7上位于第一中間容器8與第一、第三管線連接點(diǎn)a之間設(shè)有第二閥門(mén)16，第一控壓管線11上設(shè)有第三閥門(mén)17，第二管線9上設(shè)有第四閥門(mén)18，第二控壓管線12上設(shè)有第五閥門(mén)19。
[0017]本實(shí)用新型的流體微流量自動(dòng)計(jì)量裝置100通過(guò)壓力泵13向第二中間容器10增壓，使第二中間容器10內(nèi)的