CN104596620A - 超声波水表流量检定标准装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超声波水表流量检定标准装置，包括恒压供水系统（10）、标准体积装置（40）以及超声波水表检测台（20）构成的环形系统，还包括用于调节系统流量的多档位定点流量调节装置（30）。所述多档位定点流量调节装置由文丘里喷嘴和电磁阀组成。进一步的，采用环形体积管作为标准体积装置。本发明的超声波水表流量检定标准装置不仅能够实现多档位校准超声波水表的作用，且稳定性高受环境变化影响较小，计量精度可读性达万分之五。

Description

超声波水表流量检定标准装置

技术领域

本发明涉及一种流量检定标准装置，具体为一种超声波水表流量检定标准装置。

背景技术

流量检定标准装置是应用于流量计检定和校准的标准测试台，其精确性和稳定性在很大程度上影响着生产的流量计的计量精度，一种精度高、稳定性好的流量检定标准装置不仅可以为生产厂家、质监部门及计量技术机构提供可靠的技术依据，更为长远的目标是为我国今后引入智能化流量计提供准确、统一的计量标准。

在现有技术中，超声波水表流量检定装置中通常采用手动调节阀门或者自动化调节阀门用于调节通过待检定超声波水表的流量大小，以便测试其在不同流量值的计量精确度。其中，手动调节阀门通常是采用单个或多个节流阀，其流量调节过程缓慢、复杂，流量波动大、稳定性差并且不能自动化调节，而现有的自动化调节阀则采用闭环反馈调节阀门开度，其反馈信号易受使用环境的干扰，容易造成流量的突发波动。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种超声波水表流量检定标准装置，能够实现多档位精确稳定调节流量的目的。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种超声波水表流量检定标准装置，包括恒压供水系统、标准体积装置以及超声波水表检测台构成的环形系统，还包括用于调节系统流量的多档位定点流量调节装置。

优选地，所述多档位定点流量调节装置包括文丘里喷嘴和电磁阀。

优选地，所述标准体积装置是容积罐，所述恒压供水系统、超声波水表检测台以及容积罐依次环形连接，所述多档位定点流量调节装置设置在超声波水表检测台与容积罐之间。

优选地，所述标准体积装置是环形体积管，所述恒压供水系统、环形体积管以及超声波水表检测台依次环形连接，所述多档位定点流量调节装置设置在超声波水表检测台与恒压供水系统之间。

优选地，所述环形体积管包括气动球阀、气动三通球阀、气动四通球阀、收发球筒、快开盲板、弹性球型置换器、标准管段和检测开关，所述气动四通球阀的两个出水口，分别连接所述两个收发球筒，所述气动四通球阀另两个出水口分别与气动球阀相连，所述检测开关固定在所述标准管段上，所述弹性球型置换器放入所述收发球筒内，所述收发球筒与所述标准管段相连。

优选地，所述超声波水表检测台包括气动球阀、气缸组、水表夹具、超声波水表和导轨，所述气动球阀与所述气缸组相连，所述气动球阀与所述环形体积管相连，所述气缸用于推动所述水表夹具，所述水表夹具在所述导轨上移动，所述超声波水表放在所述水表夹具上，所述水表夹具另一端通过所述气动球阀连接至所述多档位定点流量调节装置。

优选地，所述恒压供水系统包括水箱、水泵和稳压罐，所述水泵的个数为2，所述水箱通过手动球阀分别连接至所述两个水泵，所述两水泵分别连接两个止回阀后与所述稳压罐相连。

优选地，所述两水泵的型号具体根据所需要测量的流量而定。

本发明的有益效果在于：

1）在超声波水表检定标准装置中采用文丘里喷嘴和电磁阀组成的多档位定点流量调节装置替代传统的手动或自动阀门来定量控制检定标准装置和超声波水表中的流量大小。所述文丘里喷嘴的不同口径对应于不同的流量，在压力稳定的情况下能够起到固定流量作用，而电磁阀可以控制水流通断。根据超声波水表的检定要求，设置相应的流量通道，就能够实现定点流量的精确调节，再通过电磁开关阀门组就可以实现流量的叠加，从而多档位精确稳定地调节至所需流量点；

2）在超声波水表检定标准装置中采用环形体积管来标定超声波水表，不仅能够保证本发明的流量检定标准装置的高计量精度，关键在于：相对于标准容积罐和电子秤装置，环形体积管中的标准管段经内加工和抛光处理，具有耐腐、耐磨的特性，稳定性高受环境变化影响较小，是适用于超声波水表检定标准装置的优选标定装置。

附图说明

图1是本发明实施例1结构示意图；

图2是图1中恒压供水系统的立体结构示意图；

图3是图1中超声波水表检测台的立体结构示意图；

图4是图1中多档位定点流量调节装置的立体结构示意图；

图5是本发明实施例2结构示意图；

图6是图5中环形体积管的立体结构示意图；

图7是图6中四通球阀四个进出水口的局部示意图；

图中：10、恒压供水系统；11、水箱；12、水泵Ⅰ；13、水泵Ⅱ；14、稳压罐；15、手动球阀；16、止回阀；20、超声波水表检测台；21、气动球阀；22、气缸组；23、超声波水表；24、水表夹具；25、SBR16直线导轨；26、水槽底板；27、检测台支架体；30、多档位定点流量调节装置；31、文丘里喷嘴；32、电磁阀；33、多档位定点流量调节装置进水口；34、多档位定点流量调节装置出水口；40、标准体积装置；40a、环形体积管；401、体积管进水口；402、体积管出水口；411、气动球阀；412、气动球阀；413、气动球阀；42气动三通球阀；43、气动四通球阀；43a、43b、43c、43d是气动四通球阀43的四个进出水口；441、收发球筒Ⅰ；442、收发球筒Ⅱ；451、快开盲板Ⅰ；452、快开盲板Ⅱ；46、压力表；47、弹性球型置换器；48、检测开关；49、标准管段；491、支座； 40b、标准容积罐。

具体实施方式

以下结合附图对本发明做进一步描述。

一种超声波水表流量检定标准装置，包括恒压供水系统10、超声波水表检测台20以及标准体积装置40构成的环形系统。

实施例1：参见图1，标准体积装置40为容积罐40b，所述恒压供水系统10、超声波水表检测台20与标准容积罐40b依次环形连接形成一个水循环系统。所述标准容积罐40b罐体具有标准体积刻度，水流从罐体上方进入，从下方流出进入恒压供水装置10的水箱11中，其用于标定超声波水表。

参见图2，其中恒压供水系统10包括水箱11、两个水泵12、13和稳压罐14，所述水箱11通过手动球阀15分别连接至所述两个水泵12、13，所述两水泵分别连接两个不同止回阀16后与所述稳压罐14相连。其中，水箱11体积需足够大，保证整个闭式循环系统管道内充满水，需要大概计算水箱的体积，水箱内出水口1/4处，有一个隔板，主要保证泵吸水时候，水能保持稳流状态，泵组为多级立式不锈钢水泵，根据供水压力与所需供水流量计算选择水泵的型号，同时在泵的出水处，装有不锈钢304的止回阀16，防止水流逆向流动，确保水的单向流动。稳压罐起到稳流的作用，通过计算，容积为100L，稳压罐内部中间也需要一个隔板，能够消除气泡，保证出水时处于稳流状态，隔板高度约为稳压罐总高度的2/3。

参见图3，所述超声波水表检测台由气动球阀21、气缸组22、超声波水表23、水表夹具24、SBR16直线导轨25；水槽底板26和检测台支架体27组成。水表夹具24主要是通过气缸组22夹紧，两边连接部分都用的是快接装置，这方便进行拆卸，并同时便于更换包括DN20、DN25、DN32、DN40、DN50等不同口径的水表。

本发明的关键在于：参见图1和图4，所述超声波水表检定标准装置中还包括用于对检测台上的超声波水表进行流量调节的多档位定点流量调节装置30，其设置在超声波水表检测台20与标准容积罐40b之间形成完整的水流回路。所述多档位定点流量调节装置30由文丘里喷嘴31和电磁阀32组成，其进水口33与超声波检测台20连接，而出水口34则直接通向标准容积罐40b。所述文丘里喷嘴的口径不同，不同的口径对应于不同的流量，在压力稳定的情况下能够起到固定流量作用，而电磁阀可以控制水流通断。在本发明的多档位定点流量调节装置中，所述文丘里喷嘴分为几组，各个文丘里喷嘴内径大小不同，依次为：2mm，3mm，4mm，6mm，7mm，9mm，10mm，14mm， 15mm ，18mm，当需要某一个固定流量时候，打开相应文丘里喷嘴的电磁阀，就能够实现获取准确流量的作用，并且十分稳定。更为方便的是，通过电磁开关阀门组的通断就可以实现流量的叠加，从而多档位精确稳定地调节至所需流量点。

实施例2：在流量鉴定标准装置中通常都具有用于检定超声波水表的标准体积装置，例如实施例1中的标准容积罐或者电子秤称重式水箱。为了维持超声波水表的计量精度需要选择更高计量的标准容积罐，然而，高计量精度的容积罐对于环境变化十分敏感，温度、湿度、浮力或者罐体的形变都会影响到测量的精度，电子秤同样具有上述缺陷。因此，参见图5，在本发明实施例2中，采用环形体积管40a代替标准容积罐40b对超声波水表进行流量标定，所述环形体积管40a设置于恒压供水系统10与超声波水表检测台20之间，所述环形体积管40包括气动球阀Ⅰ(411)、气动球阀Ⅱ（412）、气动球阀Ⅲ（413）、气动三通球阀42、气动四通球阀43、收发球筒Ⅰ（441）、收发球筒Ⅱ（442）、快开盲板Ⅰ（451）、快开盲板Ⅱ（452）、压力表46、弹性球型置换器47、检测开关48、标准管段49和支座491。所述气动四通球阀43具有四个进出水口43a、43b、43c、43d，其中，出水口43b连接收发球筒Ⅰ、出水口43d连接收发球筒Ⅱ，而出水口 43a与气动球阀Ⅰ相连，43c与气动球阀Ⅱ相连，所述检测开关48固定在所述标准管段49上，所述弹性球型置换器47放入所述收发球筒内，所述收发球筒与所述标准管段相连。

参见图6，所述环形体积管40a是一球一阀双向折叠式体积管，其基本操作原理是：以计量的液体驱动被称为置换器47的弹性球体，精确的反复置换在圆筒容积上的两个检测开关48之间预先校准的和已知体积的液体。与此同时，指出相应的超声波水表计量的体积，算出被置换的已知体积和超声波水表流量读数之比，确定出超声波水表流量修正参数，写入超声波水表中。

参见图5、图6和图7，环形体积管40a通过气动四通球阀43可使体积管内的液体正反双向流动，从而使弹性球型置换器47往返运行，其正反行程都可对超声波水表进行检定。检定时，弹性球47在标准管段49内运动，当球通过第一个检测开关时，检测开关发出启动电信号，记录超声波水表的初始体积值，当弹性球到达第二个检测开关时，检测开关产生结束电信号，记录超声波水表终止体积值，两者数值差与体积管在两个检测开关之间的固定体积经过数学模型处理形成超声波水表修正参数。

本实施例中超声波水表流量检定标准装置的工作流程是：打开水泵12/13，水箱11中的水将进入稳压罐14，关闭气动球阀411和413，打开气动球阀412和气动三通球阀42，让水流直接通过超声波水表23，和多档位流量定点调节装置30，再返回到水箱11，排除检测台内部的空气。然后关闭气动球阀412，打开气动球阀411和413，水流将通过四通球阀进出口43a，调整四通球阀，让水流通过四通球阀进出口43b/43d，进入收发球筒Ⅰ（441）/收发球筒Ⅱ（442）之后带动其中的弹性球置换器进入标准管段，水流带动弹性球47沿着标准管段的弯曲方向流动，当弹性球47进入收发球筒Ⅱ（442）/收发球筒Ⅰ（441）后水流通过四通球阀进出口43c，再进入三通球阀42后通往检测台上的超声波水表23，和多档位流量定点调节装置30，然后返回到水箱11。如图6所示，为弹性球置换器47从收发球筒Ⅱ（442）出发到达收发球筒Ⅰ（441）的流向示意图。如图7所示，气动三通球阀42起到泄压作用，当体积管中压力过大，调整气动三通球阀42可以让水流直接流回水箱；而快开盲板Ⅰ（451）和快开盲板Ⅱ（452）可以打开或者闭合，方便取放弹性球置换器47；在快开盲板Ⅰ（451）和快开盲板Ⅱ（452）上分别装有压力表46，压力表46上会显示体积管中水的压力，如果压力过大，就需要通过气动三通球阀42泄压，以免影响正常检测。

本发明的各个装置之间优选采用不锈钢管道连接。

在本发明中设置的环形体积管精度很高，测量重复性和稳定性优于万分之五，用于标定超声波水表，可以保证超声波水表的高计量精度。采用环形体积管来标定超声波水表，其原因在于：1）环形体积管计量精确度高； 2）相对于对环境、温度、压力、浮力等环境因素十分敏感的容积罐或电子秤，环形体积管的管道经内加工和抛光处理，具有耐腐、耐磨的特性受环境变化影响较小，稳定性高，可以经常使用而不至于损坏。而对于任一种检定标准装置来说，长期的运转难免使其计量精度发生偏移，更优选的方案是定期使用更高计量精度的标准体积装置来标定它，从而满足检定超声波水表的高计量精度需求，这里不再赘述。

Claims (8)

1.一种超声波水表流量检定标准装置，包括恒压供水系统、标准体积装置以及超声波水表检测台构成的环形系统，其特征在于：还包括用于调节系统流量的多档位定点流量调节装置。

2.根据权利要求1所述的一种超声波水表流量检定标准装置，其特征在于：所述多档位定点流量调节装置包括文丘里喷嘴和电磁阀。

3.根据权利要求2所述的一种超声波水表流量检定标准装置，其特征在于：所述标准体积装置是容积罐，所述恒压供水系统、超声波水表检测台以及容积罐依次环形连接，所述多档位定点流量调节装置设置在超声波水表检测台与容积罐之间。

4.根据权利要求2所述的一种超声波水表流量检定标准装置，其特征在于：所述标准体积装置是环形体积管，所述恒压供水系统、环形体积管以及超声波水表检测台依次环形连接，所述多档位定点流量调节装置设置在超声波水表检测台与恒压供水系统之间。

5.根据权利要求4所述的一种超声波水表流量检定标准装置，其特征在于：所述环形体积管，包括气动球阀、气动三通球阀、气动四通球阀、收发球筒、快开盲板、弹性球型置换器、标准管段和检测开关，所述气动四通球阀的两个出水口，分别连接所述两个收发球筒，所述气动四通球阀另两个出水口分别与气动球阀相连，所述检测开关固定在所述标准管段上，所述弹性球型置换器放入所述收发球筒内，所述收发球筒与所述标准管段相连。

6.根据权利要求3至5所述的任一种超声波水表流量检定标准装置，其特征在于：所述超声波水表检测台包括气动球阀、气缸组、水表夹具、超声波水表和导轨，所述气动球阀与所述气缸组相连，所述气动球阀与所述环形体积管相连，所述气缸用于推动所述水表夹具，所述水表夹具在所述导轨上移动，所述超声波水表放在所述水表夹具上，所述水表夹具另一端通过所述气动球阀连接至所述多档位定点流量调节装置。

7.根据权利要求3至5所述的任一种超声波水表流量检定标准装置，其特征在于：所述恒压供水系统包括水箱、水泵和稳压罐，所述水泵的个数为2，所述水箱通过手动球阀分别连接至所述两个水泵，所述两水泵分别连接两个止回阀后与所述稳压罐相连。

8.根据权利要求6所述的一种超声波水表流量检定标准装置，其特征在于：所述两水泵的型号具体根据所需要测量的流量而定。