CN108955839B - 电子皂膜流量自动检定装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电子皂膜流量自动检定装置，有效的解决了现有检定装置输出不稳定，无法自动生成检测原始记录的问题；其解决的技术方案是包括自动稳压气源系统、管路系统、数据采集与控制系统、上位机检定软件系统；自动稳压气源系统包括气源，所述一端连通有气液分离器，所述气液分离器另一端连通有精密调压阀，所述精密调压阀另一端连通有电磁阀，所述电磁阀另一端分别连通有三个不同流量范围的质量流量控制器，三个不同流量方位的质量流量控制器分别称为小质量流量控制器、中质量流量控制器、大质量流量控制器，三个所述的质量流量控制器另一端分别连通有不同容积的缓冲罐，三个所述缓冲罐通过另一端均和一个出气口连通；本发明输出稳定，实用性强。

Description

电子皂膜流量自动检定装置

技术领域

本发明涉及气体流量计量技术领域，具体是电子皂膜流量自动检定装置。

背景技术

电子皂膜流量计，运用光电传感器和高精度晶振，取代观察者观察皂膜流经皂膜管上下刻度线时的人眼读数和手掐秒表计时，减小了读数误差和计时误差，提高了测量精度。同时，电子皂膜流量计采用先进高精度的温度和压力测量电子元器件，能够实现温度、压力参数的自动采集，提升了测量效率。因此，电子皂膜流量计已取代皂膜流量计，在工业生产、理化分析和科学实验等各个领域有着广泛的应用。

为满足不同量程范围的被检计量器具的检测需求，实验室用皂膜流量标准装置一般由不同容积的电子皂膜管组成。检测时，由气源流出的气体，经过流量调节阀、被检计量器具、电子皂膜管，完成被检计量器具各个流量点的检测工作。根据被检计量器具量程范围，需手动调整流量调节阀，设置检测流量点，选择电子皂膜管，开展检测工作。对于量程比较大的被检计量器具，不仅需要调节流量调节阀设置检测流量点，还需要切换不同电子皂膜管，检测过程中操作过程中人力成本高，效率较低。在100mL/min以下的微小流量检测中，钟罩式气体流量标准装置、活塞式气体流量表装置、高压氮气及压缩空气等几种气源常存在脉冲流、出口压力低无法满足检定入口压力需求、气源压力波动较大等问题。

而在微小流量计量领域，检定用气源主要为钟罩式气体流量标准装置、压缩空气、高纯氮气。钟罩式气体流量标准装置作为气源，主要适用于低压损、流量高于2L/min计量器具的检定；高纯氮气主要用于进口压力较高、对检定介质有较高要求的热式质量流量计的检定，高压氮气经减压阀出来气体是脉冲状流量，需加上稳压阀和稳流阀才能得到相对稳定的流量，但这样使用成本高且使用麻烦；压缩空气作为一种最常用气源，其使用成本低，但其出口压力不稳定、也为脉冲流量，输出压力需人工手动调整。

因此，在日常检测工作，需要一种能够满足微小流量检测的稳压气源，并能够实现自动设置检定流量点、能够自动采集管路温度、压力信号、记录并生成原始记录的电子皂膜流量自动检定装置。

因此，本发明提供一种电子皂膜流量自动检定装置来解决此问题。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明提供一种电子皂膜流量自动检定装置，有效的解决了现有检定装置输出不稳定，输出流量范围不全面，流量点无法自动检定，无法自动生成检测原始记录的问题。

本发明包括自动稳压气源系统、管路系统、数据采集与控制系统、上位机检定软件系统；

所述的自动稳压气源系统包括气源，所述气源一端连通有气液分离器，所述气液分离器另一端连通有精密调压阀，所述精密调压阀另一端连通有电磁阀，所述电磁阀另一端分别连通有三个不同流量范围的质量流量控制器，三个不同流量方位的质量流量控制器分别称为小质量流量控制器、中质量流量控制器、大质量流量控制器，三个所述的质量流量控制器另一端分别连通有不同容积的缓冲罐，三个所述缓冲罐通过另一端均和一个出气口连通。

优选的，所述气源一端连通有储气罐，所述储气罐另一端连通有气液分离器。

优选的，所述气源由空气压缩机提供。

优选的，三个所述的缓冲罐分别为容积为1L的小缓冲罐、容积为2L的中缓冲罐、容积为4L的大缓冲罐。

优选的，所述的小质量流量控制器另一端连通有小缓冲罐，所述的中质量流量控制器另一端连通有中缓冲罐，所述的大质量流量控制器另一端连通有大缓冲罐。

优选的，所述的管路系统包括和所述自动稳压气源系统通过管路相连通的第一压力变送器，所述第一压力变送器一端通过管路连通有第一温度变送器，所述第一温度变送器一端连通有第一接口，所述第一接口一端连通有第二压力变送器，所述第二压力变送器一端连通有第二温度变送器，所述第二温度变送器一端并联连通有三个不同容积的皂膜流量计，三个不同容积的皂膜流量计分别称为小皂膜流量计、中皂膜流量计、大皂膜流量计，所述的小皂膜流量计、中皂膜流量计、大皂膜流量计一端共同连通有一个第二接口；

所述的小皂膜流量计、中皂膜流量计、大皂膜流量计一端均连通有开关阀，每个所述的开关阀均和所述的第二温度变送器并联连通。

优选的，所述的数据采集与控制系统由8路采集通道AI模块，16路DI和16路DO的I/O模块，8路输入通道的计数器模块及其配套的NI机箱组成。

优选的，所述的上位机检定软件系统包括密封性检查系统和自动检定系统。

优选的，所述的小质量流量控制器、中质量流量控制器、大质量流量控制器、电磁阀、开关阀均电性连接有上位机；

所述上位机为所述的上位机检定软件系统的硬件基础，所述上位机和所述的数据采集与控制系统中的NI机箱相连。

优选的，所述的所述的稳压气源系统、管路系统中的各个零部件之间均通过快速接头和管路相连通。

本发明针对现有气源输出不稳定，输出流量范围不全面，流量点无法自动检定，无法自动生成检测原始记录的问题做出改进，采用压缩空气作为气源，使用成本低；使用气液分离器、精密调压阀、质量流量控制器、缓冲罐组成的稳流系统，可得到温度、压力、流量稳定的气体流量，并能够适用于微小流量测量；使用三个质量流量控制器组成的流量控制及调整装置，根据被检计量器具流量范围，可以根据上位机指令自动实现检定流量点的设置，实现自动检定，提升检定效率；电磁阀、流量控制及调整装置、配和压力变送器可实现基于本气源检定装置气密性的自动检查；采用数据采集控制系统完成检测原始记录的自动生成；采用上位机检定软件以实现密封性和检定的自动化。

附图说明

图1为本发明自动稳压气源系统各部分关系意图。

图2为本发明各部分关系示意图。

图3为本发明密封性检查流程示意图。

图4为本发明流量计检定流程示意图。

具体实施方式

有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图1至图4对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。

下面将参照附图描述本发明的各示例性的实施例。

实施例一，本发明为电子皂膜流量自动检定装置1系统，其特征在于，包括自动稳压气源系统、管路系统、数据采集与控制系统、上位机检定软件系统，其中所述的自动稳压气源系统用于为本装置提供稳定的、输出范围全面的气源，所述的管路系统用于主动式流量计和被动式流量计的检定，所述的数据采集与控制系统用于采集和自动生成原始记录，所述的上位机检定软件用于本装置密封性的检查和自动检定；

包括气源1，所述气源1为本系统提供压缩气体，所述气源1一端连通有气液分离器2，所述气液分离器2用于干燥来自气源1的气体，所述气液分离器2另一端连通有精密调压阀3，所述精密调压阀3用于调节输出的气压，所述精密调压阀3另一端连通有电磁阀4，所述电磁阀4用于检测本装置的气密性，所述电磁阀4另一端分别连通有三个不同流量范围的质量流量控制器5，个不同流量方位的质量流量控制器5分别称为小质量流量控制器9、中质量流量控制器10、大质量流量控制器11，设置不同流量范围的质量流量控制器5可根据被检计量器具流量范围大小，控制不同质量流量控制器5的开与关，并设定检定流量点的流量，三个所述的质量流量控制器5另一端分别连通有不同容积的缓冲罐6，三个所述缓冲罐6通过另一端均和一个出气口7连通，缓冲罐6用于缓冲气体，气体在经过缓冲罐6缓冲后进入被检计量器具，需检定的器具需连接在出气口7处，以开始相应的检定工作。

实施例二，在实施例一的基础上，所述气源1一端连通有储气罐8，所述储气罐8另一端连通有气液分离器2，即所述储气罐8设于气源1和气液分离器2之间，所述储气罐8用于存储气源1输出的压缩气体，所述储气罐8外固定连接有气压表，以便于操作者读取储气罐8中的气压，使其能及时调整。

实施例三，在实施例一的基础上，所述气源1由空气压缩机提供，本装置中的气源采用空气压缩机提供，成本较低，同时也符合本装置中后续结构对气源的基本要求。

实施例四，在实施例二的基础上，三个所述的缓冲罐6分别为容积为1L的小缓冲罐12、容积为2L的中缓冲罐13、容积为4L的大缓冲罐14，设置容积不同的缓冲罐6和流量范围不同的质量流量控制器5向连通，以保证缓冲罐6缓冲作用的实现。

实施例五，在实施例四的基础上，所述的小质量流量控制器9另一端连通有小缓冲罐12，所述的中质量流量控制器10另一端连通有中缓冲罐13，所述的大质量流量控制器11另一端连通有大缓冲罐14，本实施例中，小、中、大不同流量范围的质量流量控制器5对应小、中、大不同容积的缓冲罐6，以确保经过所述的小质量流量控制器9、中质量流量控制器10、大质量流量控制器11输出的气体均能对应的通过所述的小缓冲罐12、中缓冲罐13、大缓冲罐14缓冲，使输出的气体相对稳定。

实施例六，在实施例五的基础上，所述的管路系统包括和所述自动稳压气源系统通过管路相连通的第一压力变送器18，具体的，所述的第一压力变送器18和所述的出气口7相连通，所述第一压力变送器18一端通过管路连通有第一温度变送器19，所述第一温度变送器19一端连通有第一接口20，所述第一接口20一端连通有第二压力变送器21，所述第二压力变送器21一端连通有第二温度变送器22，所述第二温度变送器22一端并联连通有三个不同容积的皂膜流量计，三个不同容积的皂膜流量计分别称为小皂膜流量计24、中皂膜流量计25、大皂膜流量计26，所述的小皂膜流量计24、中皂膜流量计25、大皂膜流量计26一端共同连通有一个第二接口23，因被检计量器具类型依据有无采样泵可以分为主动式流量计和被动式流量计，故本装置针对不同的计量器具设置不用的检定接口，其中所述的第一接口20用于介入被动式流量计，第二接口23用于接入主动式流量计，温度变送器和压力变送器的设置为便于所述的数据采集与控制系统对压力和温度信号的采集；

所述的小皂膜流量计24、中皂膜流量计25、大皂膜流量计26一端均连通有开关阀27，每个所述的开关阀27均和所述的第二温度变送器22并联连通，所述开关阀27可控制稳压气源系统提供的稳压气源流入所需的皂膜流量计，为便于控制三个所述的开关阀27均为电磁阀，本实施例在具体使用时，当被检器具为被动式流量计时，被检器具接入第一接口20，此时管路系统由被检计量器具上游的第一温度变送器、压力变送器快插接口，被检计量器具接入口，皂膜流量计上游段温度变送器19、第一压力变送器20快插接入口及小皂膜流量计24、中皂膜流量计25、大皂膜流量计26组成的标准皂膜管系统组成；当被检器具为主动式流量计时，被检器具接入管路系统的第二接口2，此时管路系统由小皂膜流量计24、中皂膜流量计25、大皂膜流量计26组成的标准皂膜管系统以及上游的第二温度变送器22、第二压力变送器21、第二接口23组成。

实施例七，在实施例六的基础上，所述的数据采集与控制系统由8路采集通道AI模块，16路DI和16路DO的I/O模块，8路输入通道的计数器模块及其配套的NI机箱组成，其中，8路采集通道AI模块负责被检计量器具前温度、压力传感器，皂膜流量计前端第一压力变送器18、第一温度变送器19、第二压力变送器21、第二温度变送器22四个变送器的信号采集；16路DI和16路DO的I/O模块负责执行元件，即稳压气源系统内一个电磁阀4和三个皂膜流量计前端的开关阀27共计四个阀的控制；8路输入通道的计数器模块负责三个皂膜流量标定容积的三对上、下限光电传感器的计时触发。

实施例八，在实施例七的基础上，所述的上位机检定软件系统包括密封性检查系统和自动检定系统，其中密封性检查系统为本装置在每次使用前必须的步骤，用于检测本装置密封性，防止本装置气密性受损从而影响检定结果的精确性，自动检定系统则用于不同型号不同种类流量计的自动检定。

实施例九，在实施例八的基础上，所述的小质量流量控制器9、中质量流量控制器10、大质量流量控制器11、电磁阀4、开关阀27均电性连接有上位机15；

所述上位机15为所述的上位机检定软件系统的硬件基础，所述上位机15和所述的数据采集与控制系统中的NI机箱相连，即检定人员可通过上位机15控制所述的数据采集与控制系统、上位机检定软件系统，以完成本装置密封性检测、流量计自动检测、原始记录的自动生成等功能。

实施例十，在实施例九的基础上，所述的所述的稳压气源系统、管路系统中的各个零部件之间均通过快速接头16和管路相连通。即本装置中各个零部件之间均通过快速接头16和气管相连，使用快速接头16便于本装置在日常检修或维修中气管的拆卸和快速接头16的拆卸与更换。

具体使用时，先进行气密性检查，检查稳压气源各组件间快速接头16是否连接完好，打开并设置气源1的空气压缩机输出压力为0.6MPa，当储气罐2压力达到0.6MPa时，空气压缩机停止运行；调整精密调压阀3出口压力为0.3MPa；打开上位机15检定软件，点击进入气密封检查程序，此时电磁阀4打开，同时小质量流量控制器9、大质量流量控制器11关闭，中质量流量控制器10流量设置为1000ml/min，上位机15通过第一压力变送器18开始监测管道压力，当管道压力大于等于1250Pa时，上位机15控制电磁阀4和中质量流量控制器10都关闭，等待30秒后开始气密性检查；具体的，气密性检查时，先记录检查开始时压力，3分钟后记录结束压力，当结束压力与开始压力相同时，说明系统气密性完好；

自动检定时，开启自动稳压气源系统，保证自动稳压气源系统输出压力达到0.6MPa，具体的，设置气源1的空气压缩机输出压力为0.6MPa，且使储气罐2压力达到0.6MPa，根据被检计量器具种类，选择被检计量器具接入第一接口20或第二接口23，并连接好计量器具；上位机检定软件系统中，选择自动检定，然后根据人机交互界面填入被检计量器具型号、编号、生产厂家计流量范围等信息，点击检定计进入自动检定界面和流程；当开始第一个检定流量点时，检定流量点稳定后，软件会提示开始检定，此时手动发生皂膜，软件会显示标准流量值，点击确定可以记录第一个检定点第一次检定数据，并输入被检计量器具读数值，即完成一个流量点一次检定，如此重复，即可完成其他各流量点的检定，检定完成时，点击检定结束即输出此次的检定原始记录。

本发明针对现有气源输出不稳定，输出流量范围不全面，流量点无法自动检定，无法自动生成检测原始记录的问题做出改进，采用压缩空气作为气源，使用成本低；使用气液分离器、精密调压阀、质量流量控制器、缓冲罐组成的稳流系统，可得到温度、压力、流量稳定的气体流量，并能够适用于微小流量测量；使用三个质量流量控制器组成的流量控制及调整装置，根据被检计量器具流量范围，可以根据上位机指令自动实现检定流量点的设置，实现自动检定，提升检定效率；电磁阀、流量控制及调整装置、配和压力变送器可实现基于本气源检定装置气密性的自动检查；采用数据采集控制系统完成检测原始记录的自动生成；采用上位机检定软件以实现密封性和检定的自动化。

Claims (8)

1.电子皂膜流量自动检定装置，其特征在于，包括自动稳压气源系统、管路系统、数据采集与控制系统、上位机检定软件系统；

所述的自动稳压气源系统包括气源（1），所述气源（1）一端连通有气液分离器（2），所述气液分离器（2）另一端连通有精密调压阀（3），所述精密调压阀（3）另一端连通有电磁阀（4），所述电磁阀（4）另一端分别连通有三个不同流量范围的质量流量控制器（5），三个不同流量方位的质量流量控制器（5）分别称为小质量流量控制器（9）、中质量流量控制器（10）、大质量流量控制器（11），三个所述的质量流量控制器（5）另一端分别连通有不同容积的缓冲罐（6），三个所述缓冲罐（6）通过另一端均和一个出气口（7）连通；

三个所述的缓冲罐（6）分别为容积为1L的小缓冲罐（12）、容积为2L的中缓冲罐（13）、容积为4L的大缓冲罐（14）；

所述的管路系统包括和所述自动稳压气源系统通过管路相连通的第一压力变送器（18），所述第一压力变送器（18）一端通过管路连通有第一温度变送器（19），所述第一温度变送器（19）一端连通有第一接口（20），所述第一接口（20）一端连通有第二压力变送器（21），所述第二压力变送器（21）一端连通有第二温度变送器（22），所述第二温度变送器（22）一端并联连通有三个不同容积的皂膜流量计，三个不同容积的皂膜流量计分别称为小皂膜流量计（24）、中皂膜流量计（25）、大皂膜流量计（26），所述的小皂膜流量计（24）、中皂膜流量计（25）、大皂膜流量计（26）一端共同连通有一个第二接口（23）；

所述的小皂膜流量计（24）、中皂膜流量计（25）、大皂膜流量计（26）一端均连通有开关阀（27），每个所述的开关阀（27）均和所述的第二温度变送器（22）并联连通。

2.根据权利要求1所述的电子皂膜流量自动检定装置，其特征在于，所述气源（1）一端连通有储气罐（8），所述储气罐（8）另一端连通有气液分离器（2）。

3.根据权利要求1所述的电子皂膜流量自动检定装置，其特征在于，所述气源（1）由空气压缩机提供。

4.根据权利要求1所述的电子皂膜流量自动检定装置，其特征在于，所述的小质量流量控制器（9）另一端连通有小缓冲罐（12），所述的中质量流量控制器（10）另一端连通有中缓冲罐（13），所述的大质量流量控制器（11）另一端连通有大缓冲罐（14）。

5.根据权利要求4所述的电子皂膜流量自动检定装置，其特征在于，所述的数据采集与控制系统由8路采集通道AI模块，16路DI和16路DO的I/O模块，8路输入通道的计数器模块及其配套的NI机箱组成。

6.根据权利要求5所述的电子皂膜流量自动检定装置，其特征在于，所述的上位机检定软件系统包括密封性检查系统和自动检定系统。

7.根据权利要求6所述的电子皂膜流量自动检定装置，其特征在于，所述的小质量流量控制器（9）、中质量流量控制器（10）、大质量流量控制器（11）、电磁阀（4）、开关阀（27）均电性连接有上位机（15）；

所述上位机（15）为所述的上位机检定软件系统的硬件基础，所述上位机（15）和所述的数据采集与控制系统中的NI机箱相连。

8.根据权利要求7所述的电子皂膜流量自动检定装置，其特征在于，所述的稳压气源系统、管路系统中的各个零部件之间均通过快速接头（16）和管路相连通。