CN102252720A - 基于称重法的质量流量计 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于称重法的质量流量计，包括容器，容器的上部设有进水口，下部设有出水口，容器的底部设有称重传感器，容器内进水口的下方设有导流与抗冲击装置。可以减小流量动态测量时，液体冲击力对称重传感器造成的测量误差，并可通过此装置过滤水中的较大杂质，解决管道堵塞与水流循环系统不畅的难题。

Description

基于称重法的质量流量计

技术领域

本发明涉及一种称重法流量测量装置，尤其涉及一种基于称重法的质量流量计。

背景技术

用于地震观测的井泉有着其特殊性，一般选择地下水来源深，循环路径长，温度高，地质年代古老。而这样的井泉水质都是高矿化度，温度高，含有大量的气体、甚至腐蚀性气体，有的还有油脂、泥沙等物质，特别是一些稳定的地下水流场自流井，流量都较小，属于微、小流量的测量范围。近30年来，国内外虽已先后研制出并投入使用的流量计有速度式流量计、容积流量计、叶轮式流量计、差压式流量计、动量式流量计、槽式流量计、冲量式流量计、孔板流量计、电磁流量计、超声波流量计、流体振荡式流量计、质量流量计等几十种新型流量计，但采用上述这些常用的流量测量方法和设备进行观测，均存在测量精度低、工作不稳定、可靠性差等不足，难以准确反映地下水井孔流量与地震前兆信息变化的对应关系，已不符合当前地震前兆观测技术规范的要求。

称重法流量测量技术是一种流量的绝对测量法，从原理上讲，这种方法只要求质量和时间的测量，被认为是所有流量测量方法中最精确的一种方法，正因为这一原因，此方法一直都被用来作为流量计检验的重要方法，采用称重法进行流量测量，在很大程度上可以克服上述测量方法中不足，可以提供较高的测量精度。具体的测量原理是：

如图1a、图1b所示，当容器1中无水时，利用称重传感器2测量此时容器的质量，当间隔一定时间后(如一分钟，即采样率为一分钟)，从进水口流入容器1中一定量的水，此时再测量容器1的质量，两次所测质量的差值即为以一分钟为时间单位的质量流量，然后再将容器1的水排出，如此反复，即实现了相对测量。这种测量法得到的结果从理论上来说是与水的物理性质、化学性质无关，只与水的质量以及测量时间有关，有效地解决了地下水流量测量中难以克服的干扰因素。

现有技术中的流量测量装置，存在对小流量测量精度不高、安装复杂、寿命短、现场难以标定、管道易堵塞等缺点。

发明内容

本发明的目的是提供一种测量精度高、结构简单、水循环通畅的基于称重法的质量流量计。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的基于称重法的质量流量计，包括容器，所述容器的上部设有进水口，下部设有出水口，所述容器的底部设有称重传感器，所述容器内进水口的下方设有导流与抗冲击装置。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明提供的基于称重法的质量流量计，由于容器内进水口的下方设有导流与抗冲击装置。可以减小流量动态测量时，液体冲击力对称重传感器造成的测量误差，并可通过此装置过滤水中的较大杂质，解决管道堵塞与水流循环系统不畅的难题。

附图说明

图1为称重法流量测量原理图；

图2为本发明实施例提供的基于称重法的质量流量计的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的基于称重法的质量流量计的控制原理框图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明实施例作进一步地详细描述。

本发明的基于称重法的质量流量计，其较佳的具体实施方式如图2所示：

包括容器1，容器1的上部设有进水口4，下部设有出水口5，所述容器1的底部设有称重传感器2，所述容器1内进水口4的下方设有导流与抗冲击装置3。

所述导流与抗冲击装置3的上部开口，下部为锥形，壁上设有过滤网。

所述出水口5设有电子阀门6。

所述容器1设有溢流口7。

该流量计还包括工控机，所述工控机通过定时器与所述电子阀门的阀门控制单元连接，所述称重传感器通过A/D转换单元与所述工控机连接。

所述工控机通过网络与客户端连接。

所述称重传感器的综合误差小于或等于0.02％，所述定时器精度为毫秒级精度。

本发明的具体实施例中：

1)、通过在容器内增加一个导流与抗冲击的装置，来减小流量动态测量时，液体冲击力对称重传感器造成的测量误差，此装置可过滤水中的较大杂质，有效地解决了管道堵塞与水流循环系统不畅的难题；

2)、通过采用准确度等级为C2级(综合误差达到0.02％)的称重传感器与精度可达毫秒级的定时器来保障系统测量精度，流量计的测量精确度为±0.1％R，测量分辨率优于0.1ml/min。

3)、由于采用称重原理与相对测量的方法，因此流量计的现场标定也就迎刃而解了。测量时只要在容器上加入标准砝码，即可对流量计进行现场标定。当仪器在空载运行时，其每次的测量输出值应该都为零，如果不为零，可对仪器进行零点调节处理或在数据处理中进行仪器零点校正，既方便操作，也保证了流量观测的精度，从而有效地解决了流量观测仪的标定问题。

4)、安装简便，只要观测井的泄流出水口与地面的高度能满足流量计自身的高度即可，对安装仪器的前后管道以及管道内水的流速等没有要求。

5)、流量计所用材料为可以防腐防锈，耐高温，不变形的不锈钢材料，在工艺制作上焊接点少，密封性好，所有接口均采用螺纹接口，易于连接与密封，能适合0～150℃下各种不同温度的观测环境。

6)、流量计具有远程控制与网络服务功能，可通过IE浏览器或FTP进行数据下载、信息查看、参数设置、网络对时、设备启动、软件升级等。

本发明具体实施例的工作原理是：

在测量时，水从容器上端的进水口不断注入容器中，当定时器启动，秒钟为“00”时，工控机的I/O端口通过阀门控制单元控制流量观测仪下端出水口的电子阀门关闭，当电子阀门完全关闭时，记录容器的质量，当秒钟为“30”时，再次记录容器的质量，工控机的I/O端口通过阀门控制单元控制流量观测仪下端出水口的电子阀门打开，开始排出容器中水(因排水的速度快，所以后30秒的排水时间是可以排出前30秒时间进入容器的水)，这两次记录的容器质量差就是这30秒内井孔的流量，经过计算可以得到一分钟的井泉水流量，并将这一测量结果保存在工控机内，用户可以通过串口或网口下载数据。如此反复，最后得到的质量始终是30秒内两次记录到的质量的差值，也就是井泉水在这30秒内的流量。

这种相对测量的方法既准确，又可排除在流量测量时流体中的一些物理性质的影响，使干扰降到最低。可弥补高精度、小流量观测技术的不足，为观测环境复杂的地震井泉的流量动态观测提供新型观测设备与方法。可解决流量动态测量中的现场标定问题。可通过各种网络对仪器进行远程程控与网络服务。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种基于称重法的质量流量计，包括容器，所述容器的上部设有进水口，下部设有出水口，所述容器的底部设有称重传感器，其特征在于，所述容器内进水口的下方设有导流与抗冲击装置。

2.根据权利要求1所述的基于称重法的质量流量计，其特征在于，所述导流与抗冲击装置的上部开口，下部为锥形，壁上设有过滤网。

3.根据权利要求2所述的基于称重法的质量流量计，其特征在于，所述出水口设有电子阀门。

4.根据权利要求3所述的基于称重法的质量流量计，其特征在于，所述容器设有溢流口。

5.根据权利要求1至4任一项所述的基于称重法的质量流量计，其特征在于，还包括工控机，所述工控机通过定时器与所述电子阀门的阀门控制单元连接，所述称重传感器通过A/D转换单元与所述工控机连接。

6.根据权利要求5所述的基于称重法的质量流量计，其特征在于，所述工控机通过网络与客户端连接。

7.根据权利要求5所述的基于称重法的质量流量计，其特征在于，所述称重传感器的综合误差小于或等于0.02％，所述定时器精度为毫秒级精度。

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