CN101799308A - 活塞式气体流量仪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种流量仪表，特别是活塞式气体流量仪，其特征是：它至少垂直锥形管和浮子固定在壳体内，壳体连接上、下法兰，在上法兰和下法兰上下入口有上支撑架和下支撑架，上支撑架和下支撑架中心为活塞腔结构，锥形管内有浮子，浮子上下两端为导向杆，导向杆伸进上支撑架和下支撑架的活塞腔内，在气体作用下，可自由上下移动，在活塞腔的导向杆固定有光电扫描电路，活塞腔壁有格雷编码流量标记，当气体进入时，活塞上下变化，导向杆固定的光电扫描电路读取活塞腔壁的格雷编码流量标记，光电扫描电路中的处理器将读取和处理的流量值通过光电输出电路发送到二次仪表。不仅能保证流量的精度，而且简化了流量表的加工工艺。

Description

活塞式气体流量仪

技术领域

本发明涉及一种流量仪表，特别是活塞式气体流量仪。

背景技术

现有的浮子流量表是由一根自下向上扩大的垂直锥形管和一个沿着锥管轴上下移动的浮子组所组成。被测流体从下向上经过锥管和浮子形成的环隙时，浮子上下端产生差压形成浮子上升的力，当浮子所受上升力大于浸在流体中浮子重量时，浮子便上升，环隙面积随之增大，环隙处流体流速立即下降，浮子上下端差压降低，作用于浮子的上升力亦随着减少，直到上升力等于浸在流体中浮子重量时，浮子便稳定在某一高度。浮子在锥管中高度和通过的流量有对应关系。在这种仪表中流量数值多数为表针式结构，而采用数字式则通过浮子内的磁性位置通过磁读头进行读取，通过电路处理进行显示，由于磁性位置通过磁读头转换精度有限，影响了浮子流量表的精度，最高设计在1级表的精度。

发明内容

本发明的目的是提供一种精度高的活塞式气体流量仪。

本发明的目的是这样实现的，活塞式气体流量仪，其特征是：它至少包括一根自下向上扩大的垂直锥形管和一个沿着锥形管轴上下移动的浮子固定在壳体内，壳体连接上法兰、下法兰，在上法兰和下法兰上下入口有上支撑架和下支撑架，上支撑架和下支撑架中心为活塞腔结构，锥形管内有浮子，浮子上下两端为导向杆，导向杆伸进上支撑架和下支撑架的活塞腔内，在气体作用下，可自由上下移动，在活塞腔的导向杆固定有光电扫描电路，活塞腔壁有格雷编码流量标记，当气体进入时，活塞上下变化，导向杆固定的光电扫描电路读取活塞腔壁的格雷编码流量标记，光电扫描电路中的处理器将读取和处理的流量值通过光电输出电路发送到二次仪表。

所述的活塞腔壁的编码是线性流量编码。

所述的活塞腔壁的编码是非线性流量编码。

所述的流量编码是格雷码。

所述的处理器电连接有射频电路，处理器将读取和处理的流量信息通过射频电路发送到二次仪表。

所述的处理器电连接有发光二极管，处理器将读取和处理的流量信息通过发光二极管发送到光纤耦合器的输入端，再由光纤传送到二次仪表。

本发明的优点是：由于当气体进入时，锥形管内的活塞上下移动，活塞内的光电扫描电路读取锥管构的活塞缸壁的编码显示流量。光电扫描电路包括光电读取电路、电池和处理器，处理器将读取和处理的流量值通过光电输出电路发送到二次仪表。不仅能保证流量的精度，而且简化了流量表的加工工艺。

附图说明

下面结合实施例附图对本发明作进一步说明：

图1是本发明实施例结构示意图；

图2是光电扫描电路带有射频电路的电路原理图；

图3是光电扫描电路带光纤耦合器的电路原理图。

图中：1、壳体；2、下支撑架；3、活塞；4、格雷编码流量标记；5、导向杆；6、上支撑架；7、锥形管；8、光电扫描电路；9、电池；11、发光管；12、光纤耦合器；13、光纤；14、射频发射电路；15、背景光发光二极管；16、射频接收电路；17、光电接收管；18、处理器；19、外定时电路；20、二次仪表；21、上法兰；22、下法兰；23、浮子。

具体实施方式

如图1所示，活塞式气体流量仪，包括一根自下向上扩大的垂直锥形管7和一个沿着锥形管7轴上下移动的浮子23固定在壳体1内，壳体1连接上法兰21、下法兰22，在上法兰21和下法兰22上下入口有上支撑架6和下支撑架2，上支撑架6和下支撑架2中心为活塞腔结构，锥形管7内有浮子23，浮子23上下两端为导向杆5，导向杆5伸进上支撑架6和下支撑架2的活塞腔内，在气体作用下，可自由上下移动，在活塞腔的导向杆5固定有光电扫描电路8，活塞腔臂有格雷编码流量标记4，被测流体从下向上经过锥形管7和浮子23形成的环隙时，浮子23上下端产生差压形成浮子上升的力，当浮子23所受上升力大于浸在流体中浮子重量时，浮子23便上升，环隙面积随之增大，环隙处流体流速立即下降，浮子上下端差压降低，作用于浮子的上升力亦随着减少，直到上升力等于浸在流体中浮子重量时，浮子便稳定在某一高度。浮子23在锥管7中高度和通过的流量有对应，当气体进入时，活塞3上下变化，导向杆5固定的光电扫描电路8读取活塞腔壁的格雷编码流量标记4，所述的活塞腔壁的编码是线性或非线性流量编码。光电扫描电路8中的处理器18将读取和处理的流量值通过光电输出电路发送到二次仪表20。

实施例1

图2是一个通过光纤13向二次表输出流量信息的光电扫描电路8电路原理图，光电扫描电路8包括光电读取电路、电池9和处理器18(单片机EM78P458)，单片机EM78P458I/O口电连接有光电读取电路，光电读取电路由背景光发光二极管15和光电接收管17组成，背景光发光二极管15在读取格雷编码流量标记4时工作发光，向活塞腔供光强，光电接收管17与格雷编码流量标记4每一个码道一一对应，背景光发光二极管15发光(工作100US以下时间)时，单片机EM78P458通过对应的I/O口读取每一个光电接收管17的光强信息，为高电平时读值为1，为低电平时读值为0(也可以相反)。最后将读取的流量信息通过红外发光管11发送到外壳体上的光纤耦合器12，再由光纤13发送到二次仪表20。

实施例2

图3是一个通过光纤向二次表输出流量信息的光电扫描电路8电路原理图，光电扫描电路8包括光电读取电路、电池9和处理器18(单片机EM78P458)，单片机EM78P458I/O口电连接有光电读取电路，光电读取电路8由背景光发光二极管15和光电接收管17组成，背景光发光二极管15在读取格雷编码流量标记4时工作发光，向活塞腔供光强，光电接收管17与格雷编码流量标记4每一个码道一一对应，背景光发光二极管15发光(工作100US以下时间)时，单片机EM78P458通过对应的I/O口读取每一个光电接收管17的光强信息，为高电平时读值为1，为低电平时读值为0(也可以相反)。最后将读取的流量信息通过射频发射电路14发送到射频接收电路16，由射频接收电路16通过接口与二次仪表20电连接，通过二次仪表20显示流量。

由于单片机EM78P458不能在连续的工作状态下工作，这样功耗大，由电池9提供的电流会在很短的时间下消耗完，因此，单片机EM78P458是以周期性的工作方式进行，每0.1S-1S工作一次，每次工作时间200US，这样可保持长时间的工作，如电池9采用3.6V/2A，流量计可连续工作3年以上。保证单片机EM78P458定时工作由电连接的外定时电路19提供0.1S-1S的定时时间。

Claims (6)

1.活塞式气体流量仪，其特征是：它至少包括一根自下向上扩大的垂直锥形管(7)和一个沿着锥形管(7)轴上下移动的浮子(23)固定在壳体(1)内，壳体(1)连接上法兰(21)、下法兰(22)，在上法兰(21)和下法兰(22)上下入口有上支撑架(6)和下支撑架(2)，上支撑架(6)和下支撑架(2)中心为活塞腔结构，锥形管(7)内有浮子(23)，浮子(23)上下两端为导向杆(5)，导向杆(5)伸进上支撑架(6)和下支撑架(2)的活塞腔内，在气体作用下，可自由上下移动，在活塞腔的导向杆(5)固定有光电扫描电路(8)，活塞腔臂有格雷编码流量标记(4)，当气体进入时，活塞(3)上下变化，导向杆(5)固定的光电扫描电路(8)读取活塞腔壁的格雷编码流量标记(4)，光电扫描电路(8)中的处理器(18)将读取和处理的流量值通过光电输出电路发送到二次仪表(20)。

2.根据权利要求1所述的活塞式气体流量仪，其特征是：所述的活塞腔壁的编码是线性流量编码。

3.根据权利要求1所述的活塞式气体流量仪，其特征是：所述的活塞腔壁的编码是非线性流量编码。

4.根据权利要求2或3所述的活塞式气体流量仪，其特征是：所述的流量编码是格雷码。

5.根据权利要求1所述的活塞式气体流量仪，其特征是：所述的处理器(18)电连接有发光二极管，处理器(18)将读取和处理的流量信息通过发光二极管发送到光纤耦合器(12)的输入端，再由光纤传送到二次仪表(20)。

6.根据权利要求1所述的活塞式气体流量仪，其特征是：所述的处理器(18)电连接有射频电路，处理器(18)将读取和处理的流量信息通过射频电路发送到二次仪表(20)。

Images