CN104596596A - 一种容积式微量液体流量计及其使用方法 - Google Patents

Abstract

一种容积式微量液体流量计及其使用方法，固定板焊接量筒，量筒与液位传感器连接，测量杆在量筒内部，量筒连管接头，管接头B连管路，管路与电磁开关阀进油口相连，电磁开关阀的电磁铁与信号线B的一端相连，信号线B另一端与系统测控模块连，系统测控模块与信号线A连，信号线A与液位传感器相连。使用步骤如下：打开系统测控模块，向量筒加被测液体；管接头A连接量管；系统测控模块复位，液位传感器采集液位高度信号；设定积分时间；计算出流量值Q；信号输出，上传上位机；电磁开关阀为常闭状态；继续测量。本发明通过测量量筒中的液位高度，来计算流量值，测量原理新颖。本发明准确测量液体的微小流量，结构紧凑、精度高、成本低、可靠性高。

Description

一种容积式微量液体流量计及其使用方法

技术领域 本发明涉及流量测试领域，尤其是微量液体流量计。

背景技术 现有的小流量液体流量计主要包括有：容积式流量计、压差式流量计、浮子式流量计和光电式流量计等，其中容积式流量计以活塞式流量计为主。上述流量计的不足之处是：(1)只能检测一定流速的较大流量，对于特别微小的液体流量无法检测，(2)结构不紧凑、精度低、成本高、可靠性低，(3)不能准确测量液体的微小流量。因此，工程中众多液体微小泄露流量的检测问题尚难以解决，如对液压阀泄露和动密封件泄露的检测。

发明内容 本发明的目的是提供一种可以准确测量液体的微小流量，结构紧凑、精度高、成本低、可靠性高的容积式微量液体流量计及其使用方法。

本发明主要包括有：固定板、量筒、液位传感器、法兰盘、螺栓、管接头A、管接头B、电磁开关阀、信号线A、信号线B和系统测控模块。其中，在该固定板上端焊接量筒，该量筒为上开口的圆柱形壳体。该量筒的上端与液位传感器之间通过法兰盘连接，用螺栓固定连接，液位传感器的测量杆在量筒内部。在该量筒的侧壁的外表面，固定连接一组位置相对应的管接头，从上之下分别为管接头A和管接头B。上述法兰盘、量筒、管接头A、管接头B和固定板组成测量腔体。该管接头B的自由端活动连接管路的一端，该管路的另一端与电磁开关阀的进油口相连。上述电磁开关阀的电磁铁与信号线B的一端相连，该信号线B的另一端与系统测控模块中的驱动模块相连。上述系统测控模块主要包括有：电源模块、信号调理模块、驱动模块和采集控制单元。上述系统测控模块中的信号调理模块与信号线A的一端相连，该信号线A的另一端与液位传感器相连。上述系统测控模块中的采集控制单元可以与计算机通过RS232总线进行通信，并有4～20mA的信号输出。

本发明在使用时，按如下步骤实现：

(1)打开系统测控模块，从上侧的管接头A向量筒中加注一定量的被测液体，直至液面高于液位传感器测量杆的零点处；

(2)管接头A连接一个被测泄露液体的量管；

(3)将系统测控模块复位，系统测控模块通过液位传感器采集量筒中的液位高度信号；

(4)系统测控模块中有默认积分时间长度，用户也可以根据测试需求在上位机上通过RS232总线设定积分时间；

(5)系统测控模块根据采集来的液位高度，采用计算公式即式中，t₀和t₁为流量测试积分的始末时间，H₀和H₁为与时间t₀和t₁相对应的液位高度，S为液面的横截面积，即测量腔体内部横截面积与液位传感器横截面积之差，计算出流量值Q；

(6)将信号以4～20mA输出，并通过RS232总线上传到上位机；

(7)电磁开关阀由系统测量模块控制开关，在测试过程中为常闭状态；

(8)当量筒中的液位高度达到预定门限值a，即接近管接头A时，电磁开关阀打开，量筒内的液体缓缓流出；当测量腔体内的液面高度达到另一预定门限值b，即接近管接头B时，电磁开关阀关闭，继续测量。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：准确测量液体的微小流量，结构紧凑、精度高、成本低、可靠性高。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明测量腔体的结构简图。

图3为本发明系统测控模块的原理图。

具体实施方式

在本发明的图1、图2和图3的示意简图中，在该固定板1上端焊接量筒2，该量筒为上开口的圆柱形壳体。该量筒的上端与液位传感器3之间通过法兰盘4连接，用螺栓5固定连接，液位传感器的测量杆6在量筒内部。在该量筒的侧壁的外表面，固定连接一组位置相对应的管接头，从上之下分别为管接头A7和管接头B8。上述法兰盘、量筒、管接头A、管接头B和固定板组成测量腔体。该管接头B的自由端活动连接管路的一端，该管路的另一端与电磁开关阀9的进油口相连。上述电磁开关阀的电磁铁与信号线B10的一端相连，该信号线B的另一端与系统测控模块11中的驱动模块相连。上述系统测控模块主要包括有：电源模块、信号调理模块、驱动模块和采集控制单元。上述系统测控模块中的信号调理模块与信号线A12的一端相连，该信号线A的另一端与液位传感器相连。上述系统测控模块中的采集控制单元可以与计算机通过RS232总线进行通信，并有4～20mA的信号输出。

本发明在使用时，按如下步骤实现：

(1)打开系统测控模块，从上侧的管接头A向量筒中加注一定量的被测液体，直至液面高于液位传感器测量杆的零点处；

(2)管接头A连接一个被测泄露液体的量管；

(3)将系统测控模块复位，系统测控模块通过液位传感器采集量筒中的液位高度信号；

(4)系统测控模块中有默认积分时间长度，用户也可以根据测试需求在上位机上通过RS232总线设定积分时间；

(5)系统测控模块根据采集来的液位高度，采用计算公式即式中，t₀和t₁为流量测试积分的始末时间，H₀和H₁为与时间t₀和t₁相对应的液位高度，S为液面的横截面积，即测量腔体内部横截面积与液位传感器横截面积之差，计算出流量值Q；

(6)将信号以4～20mA输出，并通过RS232总线上传到上位机；

(7)电磁开关阀由系统测量模块控制开关，在测试过程中为常闭状态；

(8)当量筒中的液位高度达到预定门限值a，即接近管接头A时，电磁开关阀打开，量筒内的液体缓缓流出；当测量腔体内的液面高度达到另一预定门限值b，即接近管接头B时，电磁开关阀关闭，继续测量。

本流量计中，量筒的内径为30mm，液位传感器的测量杆直径为20mm，故液面的横截面积为392.7mm²。采用计算公式即式中，t₀和t₁为流量测试积分的始末时间，H₀和H₁为与时间t₀和t₁相对应的液位高度，S为液面的横截面积，即测量腔体内部横截面积与液位传感器横截面积之差，计算出流量值Q。

以下为某一次的测量数据。

时间(s)	液位高度(mm)	流量(mL/min)
			0	18.40	0
30	18.86	0.361
			60	19.32	0.361
90	19.72	0.314
			120	20.17	0.353
150	20.61	0.346
			180	21.03	0.330
210	21.64	0.479
			240	22.02	0.298
270	22.44	0.330
			300	22.94	0.393
330	23.37	0.338
			360	23.83	0.361
390	24.37	0.424

420	24.73	0.283
			450	25.16	0.338
480	25.62	0.361
			510	26.02	0.314
540	26.48	0.361
			570	26.90	0.330

Claims (2)

1.一种容积式微量液体流量计及其使用方法，其包括固定板、量筒、液位传感器、法兰盘、螺栓、管接头A、管接头B、电磁开关阀、信号线A、信号线B和系统测控模块，其特征在于:在该固定板上端焊接量筒，该量筒为上开口的圆柱形壳体，该量筒的上端与液位传感器之间通过法兰盘连接，用螺栓固定连接，液位传感器的测量杆在量筒内部，在该量筒的侧壁的外表面，固定连接一组位置相对应的管接头，从上之下分别为管接头A和管接头B，上述法兰盘、量筒、管接头A、管接头B和固定板组成测量腔体，该管接头B的自由端活动连接管路的一端，该管路的另一端与电磁开关阀的进油口相连，上述电磁开关阀的电磁铁与信号线B的一端相连，该信号线B的另一端与系统测控模块中的驱动模块相连，上述系统测控模块主要包括有：电源模块、信号调理模块、驱动模块和采集控制单元，上述系统测控模块中的信号调理模块与信号线A的一端相连，该信号线A的另一端与液位传感器相连，上述系统测控模块中的采集控制单元可以与计算机通过RS232总线进行通信，并有4～20mA的信号输出。

2.一种容积式微量液体流量计及其使用方法，其特征在于:使用步骤如下：

(1)打开系统测控模块，从上侧的管接头A向量筒中加注一定量的被测液体，直至液面高于液位传感器测量杆的零点处；

(2)管接头A连接一个被测泄露液体的量管；

(3)将系统测控模块复位，系统测控模块通过液位传感器采集量筒中的液位高度信号；

(4)系统测控模块中有默认积分时间长度，用户也可以根据测试需求在上位机上通过RS232总线设定积分时间；

(5)系统测控模块根据采集来的液位高度，采用计算公式即式中，t₀和t₁为流量测试积分的始末时间，H₀和H₁为与时间t₀和t₁相对应的液位高度，S为液面的横截面积，即测量腔体内部横截面积与液位传感器横截面积之差，计算出流量值Q；

(6)将信号以4～20mA输出，并通过RS232总线上传到上位机；

(7)电磁开关阀由系统测量模块控制开关，在测试过程中为常闭状态；

(8)当量筒中的液位高度达到预定门限值a，即接近管接头A时，电磁开关阀打开，量筒内的液体缓缓流出；当测量腔体内的液面高度达到另一预定门限值b，即接近管接头B时，电磁开关阀关闭，继续测量。