CN105371928A - 连续计量液体流量计的测量装置、测量系统及测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种连续计量液体流量计的测量装置，包括一计量筒，所述计量筒内设置有浮筒；一管路系统，其与所述计量筒底部相联通；一滑轮组件，其包括滑轮和拉绳，所述拉绳一端与所述浮筒顶部相连，另一端绕过所述滑轮连接一平衡所述浮筒重力的重物；一实时位移测量装置，其实时测量浮筒在所述计量筒内的高度。本发明提供一种连续计量液体流量计的测量装置、测量系统及测量方法，具有检测范围宽、精度高的优点。

Description

连续计量液体流量计的测量装置、测量系统及测量方法

技术领域

本发明涉及流量计量测试领域，具体涉及一种连续计量液体流量计的测量装置、测量系统及测量方法。

背景技术

液体流量标准装置是封闭管道液体流量的量值传递标准，可用于各种类型液体流量计的检定、校准和液体流量计量检定、测试方法的研究。

传统液体流量计精度测量装置为了提高检测精度，往往只计量量筒进口较细的小段长度，对于量筒筒身较粗的大段长度则不作计量。结果是当计量流量在标准装置的量程下限时，计量测试的时间太长，传统液体流量标准装置的检测范围不宽，范围度很小，导致工作效率降低、成本增加。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种连续计量液体流量计的测量装置、测量系统及测量方法，具有检测范围宽、精度高的优点。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：一种连续计量液体流量计的测量装置，包括

一计量筒，所述计量筒内设置有浮筒；

一管路系统，其与所述计量筒底部相联通；

一滑轮组件，其包括滑轮和拉绳，所述拉绳一端与所述浮筒顶部相连，另一端绕过所述滑轮连接一平衡所述浮筒重力的重物；

一实时位移测量装置，其实时测量浮筒在所述计量筒内的高度。

在上述技术方案的基础上，所述实时位移测量装置包括旋转编码器和同步轮，所述旋转编码器设置于所述同步轮旋转轴的一侧面，所述拉绳依次绕过所述同步轮和所述滑轮；

还包括支架，所述同步轮和所述滑轮均安装于所述支架上，所述同步轮和所述滑轮之间的一段拉绳水平张紧，所述拉绳位于所述同步轮旁侧的一段自然垂下连接所述浮筒，所述拉绳位于所述滑轮旁侧的一段自然垂下连接所述重物。

在上述技术方案的基础上，所述管路系统包括进液管、排液管和放液管，所述进液管联通所述计量筒，所述进液管上设置有进液电磁阀和进液球阀，所述排液管设置于所述进液电磁阀的前端与所述进液管联通，所述排液管上设置有排液电磁阀，所述放液管设置于所述进液电磁阀和所述进液球阀之间，与所述进液管联通，所述放液管上设置有放液球阀。

在上述技术方案的基础上，所述支架包括左立柱、右立柱和上横梁，所述左立柱和所述右立柱分别设置于所述计量筒的两侧，所述上横梁位于所述计量筒的上方连接所述左立柱和所述右立柱，所述同步轮和所述滑轮安装于所述上横梁上。

在上述技术方案的基础上，所述支架上设置有行程开关，所述浮筒的上端设置有挡板，所述挡板与所述行程开关配合使用。

在上述技术方案的基础上，一种具有权利要求1所述的连续计量液体流量计的测量装置的测量系统，

一液体流量计，其包括出液端，所述出液端与所述管路系统相连；

计算装置，所述计算装置根据所述液体流量计的实时读数、所述实时位移测量装置的实时读数计算以及所述流量计的最大量程计算所述液体流量计的示值误差。

在上述技术方案的基础上，如权利要求6所述的测量系统的测量方法，

所述计算装置的计算方法包括如下步骤：

步骤1：计算在_△T时间内充入所述计量筒内的液体体积V₁，V₁＝S×_△h，其中S为所述计量筒的截面积，_△h为所述实时位移测量装置计算的所述浮筒的位移；

步骤2：计算所述液体流量计的工态流量q₁，q₁＝V₁/_△T；

步骤3：计算所述液体流量计的示值误差值δ，δ＝/q_max，其中q_s为被检液体流量计所显示的流量，q_max为被检流量计的量程上限。

在上述技术方案的基础上，所述管路系统包括进液管、排液管和放液管，所述进液管上设置有进液电磁阀和进液球阀，所述进液管与所述计量筒联通，所述排液管设置于所述进液电磁阀的前端与所述进液管联通，所述排液管上设置有排液电磁阀，所述放液管设置于所述进液电磁阀和所述进液球阀之间，与所述进液管联通，所述放液管上设置有放液球阀，所述进液电磁阀和所述排液电磁阀分别与所述计算装置相连。

在上述技术方案的基础上，具体步骤如下，

1)在计算装置中设置预检测容积量Q₀和检测容积量Q₁；

2)开启排液电磁阀，关闭进液电磁阀，开启与管道系统相连的液体流量计；

3)打开进液球阀和放液球阀，排尽计量筒内的存水后，关闭放液球阀；

4)预检测：关闭排液电磁阀，开启进液电磁阀，向计量筒内充水，实时位移测量装置实时检测浮筒的位移，计算装置实时计算计量筒内的液体体积V₁；

5)正式检测：当计量筒内的液体体积V₁达到计算装置中的预检测容积量Q₀时，计算装置进入正式检测程序，并开始累积检定时间_△T，计算装置实时计算并显示所述液体流量计的示值误差值δ；

6)结束检测：当计量筒内的液体体积V₁达到计算装置中的检测容积量Q₁时，计算装置控制进液电磁阀关闭，排液电磁阀开启，停止向所述计量筒内注水，并停止计时，检测结束。

在上述技术方案的基础上，还包括行程开关，所述浮筒的上端设置有挡板，所述挡板与所述行程开关配合使用，所述行程开关与所述计算装置信号连接；

具体步骤如下，

1)在计算装置中设置预检测容积量Q₀；

2)开启排液电磁阀，关闭进液电磁阀，开启与管道系统相连的液体流量计；

3)打开进液球阀和放液球阀，排尽计量筒内的存水后，关闭放液球阀；

4)预检测：关闭排液电磁阀，开启进液电磁阀，向计量筒内充水，实时位移测量装置实时检测浮筒的位移，计算装置实时计算计量筒内的液体体积V₁；

5)正式检测：当计量筒内的液体体积V₁达到计算装置中的预检测容积量Q₀时，计算装置进入正式检测程序，并开始累积检定时间_△T，计算装置实时计算并显示所述液体流量计的示值误差值δ；

6)结束检测：当所述浮筒上升至所述挡板接触所述行程开关时，计算装置控制进液电磁阀关闭，排液电磁阀开启，停止向所述计量筒内注水，并停止计时，检测结束。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)本发明中的连续计量液体流量计的测量装置，通过位移测量装置实时检测浮筒上升的位移，实时计算充液量和工态流量，在全量程范围内具有相同的准确度，计算装置自动显示示值误差，本发明具有结构简单，检测范围宽、范围度大的优点，可以有效提高计量检定工作的效率，降低成本，具有良好的社会效益和经济效益。

(2)本发明中管路系统作为计量筒充水和排水用，进一步有效消除管路憋压的情况，其结构简单，便于调节控制。

(3)本发明中实时位移测量装置采用了高分辨率的光电旋转编码器，光电旋转编码器每转1圈输出N个脉冲信号，根据脉冲的变化，可以精确测量浮筒的位移量。

(4)本发明的计量方法在进入正式检测程序前设置有预检测程序，使得浮筒稳定运动进入稳定状态后，再自动转入正式检测程序，保证测试结果的准确性，提高精度，自动化程度高，便于控制和操作。

附图说明

图1为本发明系统原理框图。

图2为本发明的结构示意图。

图中：10-管路系统，11-进液管，12-进液电磁阀，13-进液球阀，14-排液管，15-排液电磁阀，16-放液管，17-放液球阀，20-计量筒，21-浮筒，22-重物，23-同步轮，24-滑轮，25-拉绳，30-旋转编码器，31-右立柱，32-左立柱，33-上横梁，34-行程开关，35-挡板，40-计算装置。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1

参照图1和图2所示，本发明实施例提供一种连续计量液体流量标准装置，包括管路系统10和计量筒20，管路系统10包括进液管11、排液管14和放液管16，进液管11连接被检流量计，进液管11上设置有进液电磁阀12和进液球阀13，排液管14设置于进液电磁阀12的前端与进液管11联通，排液管14上设置有排液电磁阀15，放液管16设置于进液电磁阀12和进液球阀13之间，与进液管11联通，放液管16上设置有放液球阀17，进液电磁阀12和排液电磁阀15分别与计算装置40相连，进液管11的前端连接被检流量计的出液端；

计量筒20底部或靠近底部的侧壁设有进液端，进液管11的出液端连接计量筒20的进液端，计量筒20的外壁两侧设置有左立柱32和右立柱31，左立柱32和右立柱31的下端与计量筒20下侧外壁相连，左立柱32和右立柱31的上端向上延伸高出计量筒20的上端口，左立柱32和右立柱31的上端通过上横梁33连接，上横梁33位于计量筒20的正上方；

计量筒20内设置有浮筒21，浮筒21的外径略小于计量筒20的内径，计量筒20正上方的上横梁33上设置有同步轮23，上横梁33的端部位于上横梁33与右立柱31的连接处设置滑轮24，同步轮23与滑轮24位于同一水平面上，同步轮23和滑轮24上绕有拉绳25，拉绳25的一端连接浮筒21，拉绳25的另一端连接重物22，位于同步轮23旁侧的一段拉绳25自然垂下吊拉浮筒21，位于滑轮24旁侧的一段拉绳25自然垂下吊拉重物22，同步轮23与滑轮24之间的拉绳25水平张紧，重物22用于平衡浮筒21的重力，当计量筒20内持续进入液体时，浮筒21下端面位于液面上，浮筒21随计量筒20内液面上升而上升，重物22作与浮筒21速度相等的下降运动；

实时位移测量装置包括旋转编码器30，同步轮23旋转轴的一侧面设置旋转编码器30，旋转编码器30每转输出2000个脉冲，同步轮23的圆周长为100mm，旋转编码器30的信号输出端与计算装置40连接，计算装置40根据与旋转编码器30传递的位移自动计算出即使容积量。

含有上述连续计量液体流量计的测量装置的测量系统，还包括液体流量计和计算装置40，液体流量计包括出液端，出液端与管路系统10的进液管11相连；

计算装置40根据液体流量计的实时读数、实时位移测量装置的实时读数计算以及所述流量计的最大量程计算所述液体流量计的示值误差。

含有上述连续计量液体流量计的测量装置的测量系统的测量方法在于，计算装置4的计算方法包括如下步骤：

步骤1：计算在_△T时间内充入所述计量筒20内的液体体积V₁，V₁＝S×_△h，其中S为所述计量筒20的截面积，_△h为所述实时位移测量装置计算的所述浮筒21的位移；

步骤2：计算所述液体流量计的工态流量q₁，q₁＝V₁/_△T；

步骤3：计算所述液体流量计的示值误差值δ，δ＝(q_s–q₁)/q_max，其中q_s为被检液体流量计所显示的流量，q_max为被检流量计的量程上限。

上述测量系统的测量方法，具体步骤如下，

1)在计算装置40中设置预检测容积量Q₀，其中预检测容积量Q₀为计量筒20内容积的十分之一；

2)计算装置40控制排液电磁阀15开启和进液电磁阀12关闭，开启与进液管11相连的流量计，开始注水；

3)手动打开进液球阀13和放液球阀17，排尽计量筒20内的存水后，关闭放液球阀17；

4)预检测：计算装置40自动控制关闭排液电磁阀15，开启进液电磁阀12，向计量筒20内充水，实时位移测量装置实时检测浮筒21的位移，计算装置40实时计算计量筒20内的液体体积V₁；

5)正式检测：当计量筒20内的液体体积V₁达到计算装置40中的预检测容积量Q₀时，计算装置40进入正式检测，并开始累积检定时间_△T，计算装置40实时计算并显示所述液体流量计的示值误差值δ；

6)检测结束：当计量筒20内的液体体积V₁达到计算装置40中的检测容积量Q₁时，计算装置40控制进液电磁阀12关闭，排液电磁阀15开启，停止向计量筒20内注水，并停止计时，检测结束。

实施例2

实施例2与实施例1的区别在于，结构上还包括设置在左立柱32上部的行程开关34，和设置在浮筒21上端设置的挡板35，挡板35与行程开关34配合使用，行程开关34与计算装置40信号连接；

测量方法的具体区别在于：

实施例1的具体检测步骤中的步骤

1)在计算装置40中设置预检测容积量Q₀和检测容积量Q₁；

6)检测结束：当计量筒20内的液体体积V₁达到计算装置40中的检测容积量Q₁时，计算装置40控制进液电磁阀12关闭，排液电磁阀15开启，停止向计量筒20内注水，并停止计时，检测结束；

实施例2中具体检测步骤

1)在计算装置40中设置预检测容积量Q₀；

6)检测结束：当浮筒21上升至挡板35接触到行程开关34时，计算装置40控制进液电磁阀12关闭，排液电磁阀15开启，停止向所述计量筒20内注水，并停止计时，检测结束。

实施例3

实施例3与实施例1的区别在于，实时位移测量装置为电容式位移传感器，电容式位移传感器安装于上横梁33上，电容式位移传感器实时检测浮筒21的位移。

本发明的工作原理如下：

计量筒20内的充液量V₁＝S×_△h，其中V₁为充入计量筒20内的液体容积量，S为计量筒20的内截面积，_△h为浮筒21的垂直位移量，位移量通过旋转编码器30测量得到；

工态流量q₁＝V₁/_△T，其中q₁为工态流量，V₁为充入计量筒20内的液体容积量，_△T为流过被检流量计的测试液体在时间；

示值误差δ＝(q_s–q₁)/q_max，其中δ为示值误差，q_s为被检液体流量计所显示的流量，q_max为被检液体流量计的量程上限。

本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种连续计量液体流量计的测量装置，其特征在于：包括

一计量筒(20)，所述计量筒(20)内设置有浮筒(21)；

一管路系统(10)，其与所述计量筒(20)底部相联通；

一滑轮组件，其包括滑轮(24)和拉绳(25)，所述拉绳(25)一端与所述浮筒(21)顶部相连，另一端绕过所述滑轮(24)连接一平衡所述浮筒(21)重力的重物(22)；

一实时位移测量装置，其实时测量浮筒(21)在所述计量筒(20)内的高度。

2.如权利要求1所述的连续计量液体流量计的测量装置，其特征在于：所述实时位移测量装置包括旋转编码器(30)和同步轮(23)，所述旋转编码器(30)设置于所述同步轮(23)旋转轴的一侧面，所述拉绳(25)依次绕过所述同步轮(23)和所述滑轮(24)；

还包括支架，所述同步轮(23)和所述滑轮(24)均安装于所述支架上，所述同步轮(23)和所述滑轮(24)之间的一段拉绳(25)水平张紧，所述拉绳(25)位于所述同步轮(23)旁侧的一段自然垂下连接所述浮筒(21)，所述拉绳(25)位于所述滑轮(24)旁侧的一段自然垂下连接所述重物(22)。

3.如权利要求1所述的连续计量液体流量计的测量装置，其特征在于：所述管路系统(10)包括进液管(11)、排液管(14)和放液管(16)，所述进液管(11)联通所述计量筒(20)，所述进液管(11)上设置有进液电磁阀(12)和进液球阀(13)，所述排液管(14)设置于所述进液电磁阀(12)的前端与所述进液管(11)联通，所述排液管(14)上设置有排液电磁阀(15)，所述放液管(16)设置于所述进液电磁阀(12)和所述进液球阀(13)之间，与所述进液管(11)联通，所述放液管(16)上设置有放液球阀(17)。

4.如权利要求2所述的连续计量液体流量计的测量装置，其特征在于：所述支架包括左立柱(32)、右立柱(31)和上横梁(33)，所述左立柱(32)和所述右立柱(31)分别设置于所述计量筒(20)的两侧，所述上横梁(33)位于所述计量筒(20)的上方连接所述左立柱(32)和所述右立柱(31)，所述同步轮(23)和所述滑轮(24)安装于所述上横梁(33)上。

5.如权利要求4所述的连续计量液体流量计的测量装置，其特征在于：所述支架上设置有行程开关(34)，所述浮筒(21)的上端设置有挡板(35)，所述挡板(35)与所述行程开关(34)配合使用。

6.一种具有权利要求1所述的连续计量液体流量计的测量装置的测量系统，其特征在于：

一液体流量计，其包括出液端，所述出液端与所述管路系统(10)相连；

计算装置(40)，所述计算装置(40)根据所述液体流量计的实时读数、所述实时位移测量装置的实时读数计算以及所述流量计的最大量程计算所述液体流量计的示值误差。

7.如权利要求6所述的测量系统的测量方法，其特征在于：

所述计算装置(40)的计算方法包括如下步骤：

步骤1：计算在_△T时间内充入所述计量筒(20)内的液体体积V₁，V₁＝S×_△h，其中S为所述计量筒(20)的截面积，_△h为所述实时位移测量装置计算的所述浮筒(21)的位移；

步骤2：计算所述液体流量计的工态流量q₁，q₁＝V₁/_△T；

步骤3：计算所述液体流量计的示值误差值δ，δ＝(q_s–q₁)/q_max，其中q_s为被检液体流量计所显示的流量，q_max为被检流量计的量程上限。

8.如权利要求7所述的测量系统的测量方法，其特征在于：

所述管路系统(10)包括进液管(11)、排液管(14)和放液管(16)，所述进液管(11)上设置有进液电磁阀(12)和进液球阀(13)，所述进液管(11)与所述计量筒(20)联通，所述排液管(14)设置于所述进液电磁阀(12)的前端与所述进液管(11)联通，所述排液管(14)上设置有排液电磁阀(15)，所述放液管(16)设置于所述进液电磁阀(12)和所述进液球阀(13)之间，与所述进液管(11)联通，所述放液管(16)上设置有放液球阀(17)，所述进液电磁阀(12)和所述排液电磁阀(15)分别与所述计算装置(40)相连。

9.如权利要求8所述的测量系统的测量方法，其特征在于：

具体步骤如下，

1)在计算装置(40)中设置预检测容积量Q₀和检测容积量Q₁；

2)开启排液电磁阀(15)，关闭进液电磁阀(12)，开启与管道系统相连的液体流量计；

3)打开进液球阀(13)和放液球阀(17)，排尽计量筒(20)内的存水后，关闭放液球阀(17)；

4)预检测：关闭排液电磁阀(15)，开启进液电磁阀(12)，向计量筒(20)内充水，实时位移测量装置实时检测浮筒(21)的位移，计算装置(40)实时计算计量筒(20)内的液体体积V₁；

5)正式检测：当计量筒(20)内的液体体积V₁达到计算装置(40)中的预检测容积量Q₀时，计算装置(40)进入正式检测程序，并开始累积检定时间_△T，计算装置(40)实时计算并显示所述液体流量计的示值误差值δ；

6)结束检测：当计量筒(20)内的液体体积V₁达到计算装置(40)中的检测容积量Q₁时，计算装置(40)控制进液电磁阀(12)关闭，排液电磁阀(15)开启，停止向所述计量筒(20)内注水，并停止计时，检测结束。

10.如权利要求8所述的测量系统的测量方法，其特征在于：

还包括行程开关(34)，所述浮筒(21)的上端设置有挡板(35)，所述挡板(35)与所述行程开关(34)配合使用，所述行程开关(34)与所述计算装置(40)信号连接；

具体步骤如下，

1)在计算装置(40)中设置预检测容积量Q₀；

2)开启排液电磁阀(15)，关闭进液电磁阀(12)，开启与管道系统相连的液体流量计；

3)打开进液球阀(13)和放液球阀(17)，排尽计量筒(20)内的存水后，关闭放液球阀(17)；

4)预检测：关闭排液电磁阀(15)，开启进液电磁阀(12)，向计量筒(20)内充水，实时位移测量装置实时检测浮筒(21)的位移，计算装置(40)实时计算计量筒(20)内的液体体积V₁；

5)正式检测：当计量筒(20)内的液体体积V₁达到计算装置(40)中的预检测容积量Q₀时，计算装置(40)进入正式检测程序，并开始累积检定时间_△T，计算装置(40)实时计算并显示所述液体流量计的示值误差值δ；

6)结束检测：当所述浮筒(21)上升至所述挡板(35)接触所述行程开关(34)时，计算装置(40)控制进液电磁阀(12)关闭，排液电磁阀(15)开启，停止向所述计量筒(20)内注水，并停止计时，检测结束。