CN113899422B - 液体质量测量装置及方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及烟草生产技术领域，尤其是涉及液体质量测量装置及方法。一种液体质量测量装置包括测量件、标识构件以及辅助件；辅助件为空心结构，且辅助件内沿辅助件的中心线所在的直线方向设置有贯穿所述辅助件的导通通道；标识构件上具有挂接部和与挂接部垂直连接的插接部；插接部能够穿过导通通道，挂接部能够将穿过导通通道的插接部悬挂于所述罐体的顶部；当辅助件漂浮于预设液体内时，测量件能够测量从插接部与挂接部的交点到所述导通通道在竖直方向上的顶部与插接部的交点的间距，通过此间距能够计算出底部不规则的罐体内的液体的质量，提高了工作效率。

Description

液体质量测量装置及方法

技术领域

本申请涉及烟草生产技术领域，尤其是涉及液体质量测量装置及方法。

背景技术

目前，卷烟厂制丝车间的叶片加料罐底部一般为锥体罐，常采用的液体称量方法为在锥体罐外侧底部加装压力传感器，通过信号转换输出，在数显装置上显示数值，然而，由于锥体罐内的搅拌器震动会使传感器松动偏移，致使数显装置上显示的数值偶有失真现象。

一旦当锥体罐内液体数显重量与输送的液体重量不相等时，需要将锥体罐内液体人工排出称重，再判断是锥体罐内液体数显重量数据有误，还是输送进锥体罐的料液原重量数据有误，如此操作费时费力，工作效率低。

发明内容

本申请的目的在于提供液体质量测量装置及方法，以在一定程度上解决现有技术中对加料液体质量称量存在不准确，且通过校准过程导致费时费力、工作效率低的技术问题。

本申请提供了一种液体质量测量装置，用于罐体内预设液体质量的测量；所述液体质量测量装置包括测量件、标识构件以及辅助件；

所述辅助件为空心结构，且所述辅助件内沿所述辅助件的中心线所在的直线方向设置有贯穿所述辅助件的导通通道；

所述标识构件上具有挂接部和与所述挂接部垂直连接的插接部；所述插接部能够穿过所述导通通道，所述挂接部能够将穿过所述导通通道的所述插接部悬挂于所述罐体的顶部；

当所述辅助件漂浮于所述预设液体内时，所述测量件能够测量从所述插接部与所述挂接部的交点到所述导通通道在竖直方向上的顶部与所述插接部的交点的间距。

在上述技术方案中，进一步地，所述标识构件包括形成为所述挂接部的横杆和形成为所述插接部的竖杆；

所述横杆与所述竖杆垂直连接；

所述竖杆能够穿过所述导通通道，所述横杆能够将所述竖杆悬挂于所述罐体的顶部。

在上述技术方案中，进一步地，还包括锁紧件；当所述竖杆穿过所述辅助件时，所述锁紧件能够锁紧于所述竖杆远离所述横杆的一端，以使所述辅助件挂设于所述竖杆上。

在上述技术方案中，进一步地，所述横杆为长方体结构；所述竖杆为空心圆柱体结构；所述横杆的宽度与所述竖杆的直径相等。

在上述技术方案中，进一步地，所述辅助件的壁厚与所述导通通道的壁厚相同。

在上述技术方案中，进一步地，所述竖杆上设置有刻度。

本申请还提供一种液体质量测量方法，基于上述的液体质量测量装置，包括如下步骤：

建立液体质量参数方程；

确定液体质量参数方程中的常数，并输出液体质量参数方程；

计算液体质量：根据输出的液体质量参数方程以及所述测量件测量出的从所述插接部与所述挂接部的交点到所述导通通道在竖直方向上的顶部与所述插接部的交点的间距，以计算液体的质量。

在上述技术方案中，进一步地，所述建立液体质量参数方程包括如下步骤：

设液体质量参数方程Y＝K×(H-X)；

其中，K为常数，表示液体的密度系数，单位为kg/cm；

H为模拟规则罐体的高度常数，单位为cm；

Y是自变量，表示液体质量，单位为kg；

X是自变量，表示采用所述测量件测量出的从所述插接部与所述挂接部的交点到所述导通通道在竖直方向上的顶部与所述插接部的交点的间距，单位为cm。

在上述技术方案中，进一步地，所述确定液体质量参数方程中的常数，并输出液体质量参数方程步骤包括如下步骤：

一次倾倒液体步骤：将已知质量为G₁的第一液体倒进已排空的所述罐体内；

稳定液体步骤：当所述第一液体的液面静止后，将所述竖杆插入所述导通通道内，直至所述横杆搭接在所述罐体的顶部；

测量步骤：当所述辅助件静止于所述罐体的液面后，利用所述测量件测量出从所述横杆与所述竖杆的交点到所述导通通道在竖直方向上的顶部与所述竖杆的交点的间距，并记作h₁；

一次数据输出步骤：将数据G₁、h₁输入液体质量参数方程Y＝K×(H-X)中，并输出计算公式(1)：K＝G₁/(H-h₁)；

二次倾倒液体步骤：继续向所述罐体内倒进已知质量的所述第一液体，且与质量为G₁的所述第一液体混合后的总质量为G₂；

二次数据输出步骤：重复所述稳定液体步骤和所述测量步骤；并输出计算公式(2)：K＝G₂/(H-h₂)，其中h₂是指在二次倾倒所述第一液体后，且所述辅助件静止于所述罐体的液面后，所述测量件测量出从所述横杆与所述竖杆的交点到所述导通通道在竖直方向上的顶部与所述竖杆的交点的间距；

H常数确定步骤：利用计算公式(2)减去计算公式(1)，从而确定H常数的数值；

K常数确定步骤：将从所述H常数确定步骤中获取的结果输入计算公式(2)或计算公式(1)中，从而确定K常数的数值；

参数方程输出步骤：将从所述K常数确定步骤中获取到的K常数的数值和从所述H常数确定步骤获取到的H常数的数值代入至所述参数方程Y＝K×(H-X)中，从而获取到参数方程为Y＝K×(H-X)。

在上述技术方案中，进一步地，所述计算液体质量包括如下步骤：

利用所述测量件测量出的从所述插接部与所述挂接部的交点到所述导通通道在竖直方向上的顶部与所述插接部的交点的间距；

将间距值代入到公式Y＝K×(H-X)中，从而计算出所述液体质量Y。

与现有技术相比，本申请的有益效果为：

本申请提供一种液体质量测量装置，用于罐体内预设液体质量的测量；所述液体质量测量装置包括测量件、标识构件以及辅助件；

所述辅助件为空心结构，且所述辅助件内沿所述辅助件的中心线所在的直线方向设置有贯穿所述辅助件的导通通道；

所述标识构件上具有挂接部和与所述挂接部垂直连接的插接部；所述插接部能够穿过所述导通通道，所述挂接部能够将穿过所述导通通道的所述插接部悬挂于所述罐体的顶部；

具体地，当所述辅助件漂浮于所述预设液体内时，所述测量件能够测量从所述插接部与所述挂接部的交点到所述导通通道在竖直方向上的顶部与所述插接部的交点的间距，通过此间距能够计算出底部不规则的罐体内的液体的质量，提高了工作效率。

本申请还提供了一种液体质量测量方法，基于上述的液体质量测量装置，包括如下步骤：

建立液体质量参数方程；

确定液体质量参数方程中的常数，并输出液体质量参数方程；

计算液体质量：根据输出的液体质量参数方程以及所述测量件测量出的从所述插接部与所述挂接部的交点到所述导通通道在竖直方向上的顶部与所述插接部的交点的间距，以计算液体的质量。

具体地，通过上液体质量测量装置和方法，可准确地称量出底部不规则罐体内料液的质量，避免排料称重的费时费力操作，达到了提高生产效率的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的液体质量测量装置在第一种状态下的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的液体质量测量装置在第二种状态下的结构示意图。

附图标记：

100-罐体；101-标识构件；102-辅助件；103-横杆；104-竖杆；105-导通通道；106-锁紧件；200-不规则区域。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

通常在此处附图中描述和显示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。

基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

结合图1所示，在烟草生产技术领域中，叶片加料罐的底部一般为锥体罐，当对其内部的液体进行称量时，常采用的液体称量方法为在锥体罐外侧底部加装压力传感器，通过信号转换输出，在数显装置上显示数值，然而，由于锥体罐内的搅拌器震动会使传感器松动偏移，致使数显装置上显示的数值偶有失真现象，这种失真现象最终导致工作效率低。

本申请为克服上述存在的技术问题，提供了一种液体质量测量装置，其适用于底部不规则的罐体100，下面以底部为锥形的罐体100为例进行阐述，锥形的罐体100用于填充预设液体；所述液体质量测量装置还包括测量件、标识构件101以及辅助件102；其中，所述辅助件102为空心结构，且沿所述辅助件102的中心线所在的方向开设有导通通道105；所述标识构件101上具有挂接部和与所述挂接部垂直连接的插接部；所述插接部能够穿过所述导通通道105，所述挂接部能够将穿过所述导通通道105的所述插接部悬挂于所述罐体100的顶部；当所述辅助件102漂浮于所述预设液体内时，所述测量件能够测量从所述插接部与所述挂接部的交点到所述导通通道105在竖直方向上的顶部与所述插接部的交点的间距。

优选地，所述测量件为精度为1mm的测量尺。

优选地，所述辅助件102为球体，球体的材质为不锈钢材质，球体的内部为空心结构，在球体内沿所述球体的中心线所在的直线方向设置有导通通道105；进一步地，所述球体的壁厚与所述导通通道105的壁厚相同，更进一步地，所述球体的内部为全空的结构，也可以理解为球体为球形的壳体，壳体的壁厚与所述导通通道105的壁厚相同。

在该实施例中，所述标识构件101包括横杆103和竖杆104；所述横杆103与所述竖杆104垂直连接；所述竖杆104能够穿过所述导通通道105，所述横杆103能够将穿过所述导通通道105的所述竖杆104悬挂于所述罐体100的顶部。

具体地，所述横杆103为不锈钢长方体；所述竖杆104为不锈钢空心圆柱体，在所述所述竖杆104上设置有刻度，所述横杆103的宽度与所述竖杆104的直径相等。

在该实施例中，液体质量测量装置还包括锁紧件106；优选地，所述锁紧件106为卡箍；当不需用液体质量测量装置测量具有不规则底部的罐体100时，将竖杆104穿过球体，然后将卡箍套设在竖杆104远离横杆103的一端，使得球体固定在竖杆104上，防止在储藏液体质量测量装置时，球体丢失。

优选地，卡箍为不锈钢材质。

下面以一组参数具体阐述应用此液体质量测量装置测量液体质量的方法：

首先，确定在实际的测量中，各个部件采用的规格，如下：

横杆103(不锈钢长方体)：长60cm，宽2cm，高2cm；

竖杆104(不锈钢空心圆柱体)：长度150cm，直径2cm，壁厚度1mm；

球体(不锈钢空心球体)：球体半径为50mm，球体的壁厚为1mm；

导通通道105(圆柱体)：导通通道105横截面的直径为23.2mm，导通通道105的侧壁为不锈钢，导通通道105的壁厚为1mm。

优选地，竖杆104的一端垂直焊接于横杆103的中部，且横杆103中部的宽度方向两侧面与竖杆104的对应圆外径两切面平齐。

具体质量测量方法如下：

步骤100：建立液体质量参数方程；

步骤101：设液体质量参数方程Y＝K×(H-X)；

其中，K为常数，表示液体的密度系数，单位为kg/cm；

H为模拟规则罐体100的高度常数，单位为cm；

Y是自变量，表示液体质量，单位为kg；

X是自变量，表示采用所述刻度尺测量出的从所述插接部与所述挂接部的交点到所述导通通道105在竖直方向上的顶部与所述插接部的交点的间距，单位为cm。

步骤200：确定液体质量参数方程中的常数，并输出液体质量参数方程；

步骤201：一次倾倒液体步骤：将质量为92.30kg的L#料液倒进已排空的所述锥形的罐体100内；

步骤202：稳定液体步骤：当所述L#料液的液面静止后，将所述竖杆104插入所述导通通道105内，直至所述横杆103搭接在所述罐体100的顶部；

步骤203：测量步骤：结合图1所示，当所述球体静止于锥形的罐体100的液面后，利用所述测量尺测量出从所述横杆103与所述竖杆104的交点到所述导通通道105在竖直方向上的顶部与所述竖杆104的交点的间距h₁为96.3cm；

步骤204：一次数据输出步骤：将数据92.30kg、96.3cm输入液体质量参数方程Y＝K×(H-X)中，并输出计算公式(1)：K＝92.30/(H-96.3)；

步骤205：二次倾倒液体步骤：继续向锥形的罐体100内倒进L#料液85.90kg，得到与一次倾倒液体步骤中质量为92.30kg的L#料液混合后的总质量为178.20kg；

步骤206：二次数据输出步骤：结合图2所示，重复所述稳定液体步骤和所述测量步骤；并输出计算公式(2)：K＝178.20/(H-80.80)，其中80.80是指在二次倾倒所述第一液体后，且所述辅助件102静止于所述罐体100的液面后，所述测量件测量出从所述横杆103与所述竖杆104的交点到所述导通通道105在竖直方向上的顶部与所述竖杆104的交点的间距h₂；

步骤207：H常数确定步骤：利用计算公式(1)减去计算公式(2)，即K＝92.30/(H-96.3)-K＝178.20/(H-80.80)，能够得出H＝118.3cm。

步骤208：K常数确定步骤：将从所述H参数确定步骤中获取的结果输入计算公式(2)或计算公式(1)中，从而确定K常数的数值，K＝5.27；

步骤209：参数方程输出步骤：将从所述H常数确定步骤中获取到的H常数的数值和从所述K常数确定步骤获取到的K常数的数值代入至所述参数方程Y＝K×(H-X)中，从而获取到参数方程为Y＝5.27×(113.8-X)。

步骤300：所述某次生产时，输送进锥形的罐体100的L#料液的质量包括如下步骤：

步骤301：利用所述测量尺测量出的从所述插接部与所述挂接部的交点到所述导通通道105在竖直方向上的顶部与所述插接部的交点的间距为76.2cm；

步骤302：将76.2cm代入到公式Y＝5.27×(113.8-X)中，从而计算出所述液体质量198.20kg。

综上，通过上液体质量测量装置和方法，可准确地称量出底部不规则罐体100内料液的质量，达到了提高生产效率的目的。

除此之外，在实际的工作过程中，当罐体内液体数显重量与输送的液体重量不相等时，需要将罐体内液体人工排出称重，再判断是罐体内液体数显重量数据有误，还是输送进罐体的料液原重量数据有误，如此操作费时费力，且影响生产效率；针对此问题，同样可以采用液体质量测量方法来进行验证；

例如：当某次生产时，输送进锥形的罐体100的L#料液的质量为198.20kg，而传感器的数显质量为190.64kg时，两者相差7.56kg；此时可以采用步骤300去校验，首先测量出间距值76.2cm，并输入至Y＝5.27×(113.8-X)中，Y输出198.20kg，因此能够判断数显质量数据有误，不需排料继续生产；生产结束后，计算系统误差时余料加上7.56kg，并立即校准压力传感器即可，避免排料称重的费时费力操作，达到了提高生产效率的目的。

值得注意的是：所述导通通道105与竖杆104之间的间隙在计算时忽略不计。

值得注意的是：由于建立参数方程中的K与实际测量对预设液体的K是同一个数值，所在在参数方程中，为了方便计算，定义K为常数，表示液体的密度系数，单位为kg/cm。

还值得注意的是：结合图1所示，在利用上述方法测量液体的质量时，当液体的液面平稳时，要保证液体的液面高于不规则区域200。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种液体质量测量装置，用于罐体内预设液体质量的测量；其特征在于，所述液体质量测量装置包括测量件、标识构件以及辅助件；

所述辅助件为空心结构，且所述辅助件内沿所述辅助件的中心线所在的直线方向设置有贯穿所述辅助件的导通通道；

所述标识构件上具有挂接部和与所述挂接部垂直连接的插接部；所述插接部能够穿过所述导通通道，所述挂接部能够将穿过所述导通通道的所述插接部悬挂于所述罐体的顶部；

当所述辅助件漂浮于所述预设液体内时，所述测量件能够测量从所述插接部与所述挂接部的交点到所述导通通道在竖直方向上的顶部与所述插接部的交点的间距。

2.根据权利要求1所述的液体质量测量装置，其特征在于，所述标识构件包括形成为所述挂接部的横杆和形成为所述插接部的竖杆；

所述横杆与所述竖杆垂直连接；

所述竖杆能够穿过所述导通通道，所述横杆能够将所述竖杆悬挂于所述罐体的顶部。

3.根据权利要求2所述的液体质量测量装置，其特征在于，还包括锁紧件；

当所述竖杆穿过所述辅助件时，所述锁紧件能够锁紧于所述竖杆远离所述横杆的一端，以使所述辅助件挂设于所述竖杆上。

4.根据权利要求2所述的液体质量测量装置，其特征在于，所述横杆为长方体结构；所述竖杆为不锈钢空心圆柱体结构；所述横杆的宽度与所述竖杆的直径相等。

5.根据权利要求1所述的液体质量测量装置，其特征在于，所述辅助件的壁厚与所述导通通道的壁厚相同。

6.根据权利要求2所述的液体质量测量装置，其特征在于，所述竖杆上设置有刻度。

7.一种液体质量测量方法，基于权利要求2-4中任意一项所述的液体质量测量装置，其特征在于，包括如下步骤：

建立液体质量参数方程；

确定液体质量参数方程中的常数，并输出液体质量参数方程；

计算液体质量：根据输出的液体质量参数方程以及所述测量件测量出的从所述插接部与所述挂接部的交点到所述导通通道在竖直方向上的顶部与所述插接部的交点的间距，以计算液体的质量。

8.根据权利要求7所述的液体质量测量方法，其特征在于，所述建立液体质量参数方程包括如下步骤：

设液体质量参数方程；

其中，为常数，表示液体的密度系数，单位为/>；

为模拟规则罐体的高度常数，单位为/>；

是自变量，表示液体质量，单位为/>；

是自变量，表示采用所述测量件测量出的从所述插接部与所述挂接部的交点到所述导通通道在竖直方向上的顶部与所述插接部的交点的间距，单位为/>。

9.根据权利要求8所述的液体质量测量方法，其特征在于，所述确定液体质量参数方程中的常数，并输出液体质量参数方程步骤包括如下步骤：

一次倾倒液体步骤：将已知质量为的第一液体倒进已排空的所述罐体内；

稳定液体步骤：当所述第一液体的液面静止后，将所述竖杆插入所述导通通道内，直至所述横杆搭接在所述罐体的顶部；

测量步骤：当所述辅助件静止于所述罐体的液面后，利用所述测量件测量出从所述横杆与所述竖杆的交点到所述导通通道在竖直方向上的顶部与所述竖杆的交点的间距，并记作；

一次数据输出步骤：将数据、/>输入液体质量参数方程/>中，并输出计算公式（1）：/>；

二次倾倒液体步骤：继续向所述罐体内倒进已知质量的所述第一液体，且与质量为的所述第一液体混合后的总质量为/>；

二次数据输出步骤：重复所述稳定液体步骤和所述测量步骤；并输出计算公式（2）：，其中/>是指在二次倾倒所述第一液体后，且所述辅助件静止于所述罐体的液面后，所述测量件测量出从所述横杆与所述竖杆的交点到所述导通通道在竖直方向上的顶部与所述竖杆的交点的间距；

常数确定步骤：利用计算公式（2）减去计算公式（1），从而确定/>常数的数值；

常数确定步骤：将从所述/>常数确定步骤中获取的结果输入计算公式（2）或计算公式（1）中，从而确定/>常数的数值；

参数方程输出步骤：将从所述常数确定步骤中获取到的/>常数的数值和从所述/>常数确定步骤获取到的/>常数的数值代入至所述参数方程/>中，从而获取到参数方程为/>。

10.根据权利要求9所述的液体质量测量方法，其特征在于，所述计算液体质量包括如下步骤：

利用所述测量件测量出的从所述插接部与所述挂接部的交点到所述导通通道在竖直方向上的顶部与所述插接部的交点的间距；

将间距值代入到公式中，从而计算出所述液体质量/>。