CN116104751A - 一种容积泵出口流量高精度测试装置及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种容积泵出口流量高精度测试装置及测试方法，其特征在于：容积泵出口流量高精度测试装置包括被测容积泵、稳流器、电磁流量计、调节阀、分水器、液体称重容器、称重台面、称重传感器模块，被测容积泵的出水口和分水器的进水口之间通过管路相连，分水器具有两个出水支路，其中一个出水支路管路与液体称重容器相连接，液体称重容器放置于称重台面上，称重台面下部设置有称重传感器模块。本发明通过收集容积泵泵送的液体，检测液体重量，再换算出流量，以避免直接测量流量时因流体波动而产生的误差。

Description

一种容积泵出口流量高精度测试装置及测试方法

技术领域

本发明涉及流量检测技术领域，具体涉及一种容积泵出口流量高精度测试装置及测试方法。

背景技术

在对容积泵进行流量、扬程的性能特性实验测试时，采用电磁流量计或涡轮流量计进行读数，此时的流量、压力数据的波动往往较大，大部分压力波动可以通过稳压缓冲装置进行消除，但流量波动始终较大，达到惊人的±10％，远不能够满足实验性能的测试精度要求。

通常情况下会采用两种方法进行对时均流量的测试，采用电磁流量计或者涡轮流量计进行对流量脉动数据进行连续记录，取其一段稳定状态时间内的平均值，但这种方法只能保证一定的精度，且无法准确掌握其精度，存在较大的不确定性因素；另一种方法采用体积法测流量，将容积泵在一段时间内的过流液体储存于标准容器中，通过高精度测量时间和流体的体积得到体积流量，这种方法的标准容器较难制作，且容器的读数误差较大，导致得到的数据仍有较大的误差。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种容积泵出口流量高精度测试装置及测试方法。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案来实现的：

一种容积泵出口流量高精度测试装置，包括被测容积泵、稳流器、电磁流量计、调节阀、分水器、液体称重容器、称重台面、称重传感器模块，被测容积泵的出水口和分水器的进水口之间通过管路相连，分水器具有两个出水支路，其中一个出水支路通过管路与液体称重容器相连接，液体称重容器放置于称重台面上，称重台面下部设置有称重传感器模块，连接被测容积泵和分水器的管路上设置有电磁流量计。

作为优选，称重传感器模块设置有四个，分别位于称重台面下部的四个边角处。

作为优选，分水器的另一个出水支路通过管路与水塔相连接，被测容积泵的入水口与水塔之间通过管路相连接。

作为优选，连接被测容积泵和分水器的管路上设置有调节阀，调节阀位于电磁流量计和分水器之间。

作为优选，连接被测容积泵和分水器的管路上设置有稳流器，稳流器位于被测容积泵和电磁流量计之间。

作为优选，连接被测容积泵和分水器的管路上设置有稳压罐体，稳压罐体位于被测容积泵和稳流器之间。

作为优选，连接被测容积泵和分水器的管路上设置有泵出口压力计，泵出口压力计位于稳压罐体和稳流器之间，连接被测容积泵和水塔的管路上设置有泵进口压力计。

作为优选，液体称重容器底部开设有排放口。

一种容积泵出口流量的测试方法，包括如下步骤：a、被测容积泵稳定运行在一定转速下，调整调节阀的开度，将被测容积泵的出口压力调节至指定压力，且保持稳定，读取此时的称重传感器模块的读数m1；

b、通过上位机控制软件，在t1时刻控制分水器的切换阀，将水流快速切换至液体称重容器中，同时保持调节阀的开度不变，以稳定容积泵的出口压力，采用PLC高速计时器进行计时；

c、称重容器中的页面达到指定液位时记录t2时刻，上位机控制分水器的切换阀，将水流快速切换至另一个出水支路；

d、液体称重容器稳定一段时间，保证液体称重容器内液体稳定后，读取称重传感器模块的读数m2；

e、被测容积泵在t1-t2时间段内的时均质量为(m2-m1)/(t2-t1)；

f、通过高精度密度计测量液体称重容器中的液体与温度的密度特性曲线，并输入上位机中，上位机根据温度计测得的温度数值插值得到精确的密度值ρ，从而计算得到容积泵的体积流量(m2-m1)/[(t2-t1)*ρ]。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过检测一定时间段内液体的平均质量流量，再换算出液体的体积流量，可消除因容积泵压力脉动导致的流量脉动带来的系统脉动误差，准确测量一段时间内的平均体积流量。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中分水器的结构示意图；

图3为本发明中液体称重容器的安装示意图。

附图标记：1、被测容积泵；2、稳压罐体；3、稳流器；4、电磁流量计；5、调节阀；6、分水器；7、水塔；8、液体称重容器；9、称重台面；10、称重传感器模块；11、泵出口压力计；12、泵进口压力计；13、温度计；14、出水支路。

具体实施方式

下面结合附图1-3对本发明的实施例进行详细阐述。

一种容积泵出口流量高精度测试装置，包括被测容积泵1、稳流器3、电磁流量计4、调节阀5、分水器6、液体称重容器8、称重台面9、称重传感器模块10，被测容积泵1的出水口和分水器6的进水口之间通过管路相连，分水器6具有两个出水支路14，其中一个出水支路14通过管路与液体称重容器8相连接，分水器6能将流体在受控的状态下进行任意转换至两个出水支路14，且保证切换时间在15ms以内，且保证了不同出水支路14间的液体不进行窜流。称重传感器模块10水平安装，以避免引起不可预估的误差存在，称重台面9安装于称重传感器模块10上，液体称重容器8放置于称重台面9上。液体称重容器8设置有温度计13，用于检测液体温度，以修正液体的密度。

连接被测容积泵1和分水器6的管路上设置有电磁流量计4，用于测量实时流量情况，并用于流量对比。

被测容积泵1运行，通过调节阀5调节被测容积泵1的出口压力至指定压力且保持稳定。读取称重传感器模块10的读数m1。

在时间t1控制分水器6，使水通过出水支路14进入到液体称重容器8内，同时保持调节阀5的开度不变，以稳定被测容积泵1的出口压力。

一段时间后，在时间t2控制分水器6，切换水流至另一个出水支路14。等液体称重容器8稳定一定时间，保证容器内液体稳定后，读取称重传感器模块10的读数m2。即可得到容积泵在t1至t2时间段内的时均质量为(m2-m1)/(t2-t1)。该数值再除以液体密度即可得到t1至t2时间段内的体积流量。

作为优选，称重传感器模块10设置有四个，分别位于称重台面9下部的四个边角处，保证四个称重传感器模块10载荷均衡，保证系统的精度。

作为优选，分水器6的另一个出水支路14通过管路与水塔7相连接，被测容积泵1的入水口与水塔7之间通过管路相连接。被测容积泵1刚开始运行时，出水的水流不稳定，此时由分水器6将水引导至水塔7内，待被测容积泵1稳定运行时，分水器6再将水流引导到液体称重容器8内，以此保证测试的准确性，减少误差。

作为优选，连接被测容积泵1和分水器6的管路上设置有调节阀5，调节阀5位于电磁流量计4和分水器6之间，调节阀5用于调节被测容积泵1的出水压力，保证压力能够达到实验的要求，满足泵的性能需求。

作为优选，连接被测容积泵1和分水器6的管路上设置有稳流器3，稳流器3位于被测容积泵1和电磁流量计4之间，稳流器3用于消除管内气泡、各种大小局部涡，从而保证流经电磁流量计4的流态尽可能的平稳，不影响实验装置的测试精度。

作为优选，连接被测容积泵1和分水器6的管路上设置有稳压罐体2，稳压罐体2位于被测容积泵1和稳流器3之间，稳压罐体2用于减小系统管路内的压力脉动。

作为优选，连接被测容积泵1和分水器6的管路上设置有泵出口压力计11，泵出口压力计11位于稳压罐2和稳流器3之间，连接被测容积泵1和水塔7的管路上设置有泵进口压力计12，泵出口压力计11和泵进口压力计12分别对被测容积泵1的进出口压力进行检测。

液体称重容器8底部开设有排放口，使得液体称重容器8内的液体能够排出，以便重复进行实验。

一种容积泵出口流量的测试方法，具体步骤为：

a、被测容积泵1稳定运行在一定转速下，调整调节阀5的开度，将被测容积泵1的出口压力调节至指定压力，且保持稳定，读取此时的称重传感器模块10的读数m1；

b、通过上位机控制软件，在t1时刻控制分水器6的切换阀，将水流快速切换至液体称重容器8中，同时保持调节阀5的开度不变，以稳定容积泵的出口压力，采用PLC高速计时器进行计时；

c、称重容器中的页面达到指定液位时记录t2时刻，上位机控制分水器6的切换阀，将水流快速切换至另一个出水支路14；

d、液体称重容器8稳定一段时间，保证液体称重容器(8)内液体稳定后，读取称重传感器模块10的读数m2；

e、被测容积泵1在t1-t2时间段内的时均质量为(m2-m1)/(t2-t1)；

f、为得到容积泵的体积流量，必须得到工况下的流体的准确密度，通过Easy D40密度计测量液体称重容器8中的液体不同温度下的密度特性，根据实验中温度计13测得的温度值修正液体的密度ρ，从而计算得到容积泵的体积流量(m2-m1)/[(t2-t1)*ρ]。

采用称重法，体积流量精度可达到±0.15％，可略高于最先进的电磁流量计或者涡轮流量计的精度，若采用更高精度的传感器设备，能够获得更高精度的体积流量精度。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，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前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种容积泵出口流量高精度测试装置，其特征在于：包括被测容积泵(1)、稳流器(3)、电磁流量计(4)、调节阀(5)、分水器(6)、液体称重容器(8)、称重台面(9)、称重传感器模块(10)，被测容积泵(1)的出水口和分水器(6)的进水口之间通过管路相连，分水器(6)具有两个出水支路(14)，其中一个出水支路(14)通过管路与液体称重容器(8)相连接，液体称重容器(8)放置于称重台面(9)上，称重台面(9)下部设置有称重传感器模块(10)，连接被测容积泵(1)和分水器(6)的管路上设置有电磁流量计(4)。

2.根据权利要求1所述的一种容积泵出口流量高精度测试装置，其特征在于：称重传感器模块(10)设置有四个，分别位于称重台面(9)下部的四个边角处。

3.根据权利要求1所述的一种容积泵出口流量高精度测试装置，其特征在于：分水器(6)的另一个出水支路(14)通过管路与水塔(7)相连接，被测容积泵(1)的入水口与水塔(7)之间通过管路相连接。

4.根据权利要求1所述的一种容积泵出口流量高精度测试装置，其特征在于：连接被测容积泵(1)和分水器(6)的管路上设置有调节阀(5)，调节阀(5)位于电磁流量计(4)和分水器(6)之间。

5.根据权利要求1所述的一种容积泵出口流量高精度测试装置，其特征在于：连接被测容积泵(1)和分水器(6)的管路上设置有稳流器(3)，稳流器(3)位于被测容积泵(1)和电磁流量计(4)之间。

6.根据权利要求5所述的一种容积泵出口流量高精度测试装置，其特征在于：连接被测容积泵(1)和分水器(6)的管路上设置有稳压罐体(2)，稳压罐体(2)位于被测容积泵(1)和稳流器(3)之间。

7.根据权利要求6所述的一种容积泵出口流量高精度测试装置，其特征在于：连接被测容积泵(1)和分水器(6)的管路上设置有泵出口压力计(11)，泵出口压力计(11)位于稳压罐体(2)和稳流器(3)之间，连接被测容积泵(1)和水塔(7)的管路上设置有泵进口压力计(12)。

8.根据权利要求1所述的一种容积泵出口流量高精度测试装置，其特征在于：液体称重容器(8)底部开设有排放口。

9.一种容积泵出口流量的测试方法，其特征在于：包括如下步骤：

a、被测容积泵(1)稳定运行在一定转速下，调整调节阀(5)的开度，将被测容积泵(1)的出口压力调节至指定压力，且保持稳定，读取此时的称重传感器模块(10)的读数m1；

b、通过上位机控制软件，在t1时刻控制分水器(6)的切换阀，将水流快速切换至液体称重容器(8)中，同时保持调节阀(5)的开度不变，以稳定容积泵的出口压力，采用PLC高速计时器进行计时；

c、称重容器中的页面达到指定液位时记录t2时刻，上位机控制分水器(6)的切换阀，将水流快速切换至另一个出水支路(14)；

d、液体称重容器(8)稳定一段时间，保证液体称重容器(8)内液体稳定后，读取称重传感器模块(10)的读数m2；

e、被测容积泵(1)在t1-t2时间段内的时均质量为(m2-m1)/(t2-t1)；

f、通过高精度密度计测量液体称重容器(8)中的液体与温度的密度特性曲线，并输入上位机中，上位机根据温度计(13)测得的温度数值插值得到精确的密度值ρ，从而计算得到容积泵的体积流量(m2-m1)/[(t2-t1)*ρ]。

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