CN116519094A - 一种液体流量计检测设备及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液体流量计检测设备及检测方法，属于检测装置领域。该装置包括：支座；支撑装置，其包括检测架和支撑臂；检测装置，其可滑动地设置在支撑臂上，检测装置包括检测杆、探针和驱动弹簧；驱动装置，用于带动检测装置移动；处理装置，其包括压力传感器、第一位移传感器、第二位移传感器和处理器；压力传感器固定设置在探针远离驱动弹簧的一端；第一位移传感器固定设置在检测孔内；第二位移传感器用于监测探针的横向位移值；压力传感器、第一位移传感器和第二位移传感器均信号连接至处理器。本发明利用压力传感器检测压力值的变化，巧妙的通过压力值的变化，可以较为准确的检测到得出斜角的角度p的值。

Description

一种液体流量计检测设备及检测方法

技术领域

本发明涉及检测装置领域，特别涉及一种液体流量计检测设备及检测方法。

背景技术

孔板流量计是将标准孔板与多参量差压变送器(或差压变送、温度变送器及压力变送器)配套组成的高量程比差压流量装置，常用于测量液体的流量。

孔板是孔板流量计的核心元件，是安装在封闭管道中，按节流装置的原理，测量液体流量的检出元件。标准孔板是一块具有圆形开孔的金属薄板，圆孔壁与孔板前端面成直角，安装时孔板轴心与管道轴线同心。

国家计量检定规程JJG640-2016对标准孔板的形状、结构以及检测标准均进行了规定。由于孔板的形状和尺寸直接决定着检测精度，因此对相关尺寸的检测尤为重要。对不同尺寸，一般都有着明确的精度要求。据GB/T2624.2-2006第5.1.6.1项：“若孔板的厚度E超过节流孔厚度e，孔板的下游侧应切成斜角，斜角表面应精加工”。此时，节流孔的上游侧端面与节流孔的轴线是垂直的，下游侧的端面是一锥面，形成一倾斜的斜角。

现有技术中对该斜角的角度测量，一般采用角度尺进行测量。但由于孔板的孔径大小不同，同一规格的量角器，难以适用不同大小的孔板，当孔板内径较小时，量角器无法放入。且由于节流孔处e值一般较小，e值较小使得量角器在贴合时的支撑面较小，量角器容易产生倾斜，从而造成检测不准，且斜角呈环形延伸，而量角器的检测面为平面，平面和环形处无法有效的贴合，导致检测误差较大。

发明内容

本发明提供一种液体流量计检测设备及检测方法，可以解决现有技术中的标准孔板的斜角角度难以测量、测量误差较大的问题。

一种液体流量计检测设备，包括：

支座；

支撑装置，其包括检测架和支撑臂，所述检测架设置在所述支座上，所述支撑臂的一端固定连接至所述检测架；

检测装置，其可滑动地设置在所述支撑臂上，所述检测装置包括检测杆、探针和驱动弹簧，所述检测杆上开设有检测孔，所述探针可滑动地设置在所述检测孔内；所述驱动弹簧的一端连接至所述检测孔、另一端连接至所述探针；

驱动装置，用于带动所述检测装置移动；

处理装置，其包括压力传感器、第一位移传感器、第二位移传感器和处理器；所述压力传感器固定设置在所述探针远离所述驱动弹簧的一端，用于监测所述探针所受的压力值；所述第一位移传感器固定设置在所述检测孔内，用于监测所述探针的纵向位移值；所述第二位移传感器用于监测所述探针的横向位移值；

所述压力传感器、所述第一位移传感器和所述第二位移传感器均信号连接至所述处理器。

更优地，所述驱动装置包括压杆、拉索和复位弹簧；

所述检测架上开设有收纳槽，所述压杆可滑动地设置在所述收纳槽内；所述拉索的一端固定连接至所述检测杆、另一端固定连接至所述压杆，所述压杆移动时，通过所述拉索带动所述检测杆移动；所述复位弹簧的一端固定连接至所述支撑臂、另一端固定连接至所述检测杆；所述第二位移传感器固定设置在所述收纳槽内，用于监测所述压杆的位移量。

更优地，所述支撑臂上开设有限位槽，所述检测杆上设置有限位块，所述限位块可滑动地设置在所述限位槽内。

更优地，所述检测架上可转动地设置有导向轮，所述拉索抵靠在所述导向轮上，所述导向轮用于支撑所述拉索，以对所述拉索进行导向。

更优地，所述检测架和所述支座均由磁性材料制成，所述检测架与所述支座通过磁性连接。

一种适用于液体流量计的检测方法，包括如下步骤：

S1，将孔板放置在支座上，使孔板的上游端面与支座的上端面贴合；

S2，使压力传感器抵触在孔板的下游端面上；

S3，按压压杆，使压杆通过拉索带动检测杆移动，压力传感器沿孔板的下游端面滑动；

S4，当压力传感器移动至孔板的第一拐点时，压力传感器检测到的压力值发生变化，发送第一信号至处理器，处理器同时获取第一位移传感器的第一位置信息a和第二位移传感器的第一位置信息b；

S6，当压力传感器移动至孔板的第二拐点时，压力传感器检测到的压力值发生变化，发送第二信号至处理器，处理器同时获取第一位移传感器的第二位置信息a和第二位移传感器的第二位置信息b；

S7，根据第一位置信息a和第二位置信息a，获取纵向位移i；根据第一位置信息b和第二位置信息b，获取横向位移k；

S8，根据公式tan(p)＝i/k，获得角度p的值。

本发明提供一种液体流量计检测设备，利用压力传感器检测压力值的变化，来间接的测量下游端面B与斜角表面的第一拐点的位置信息以及斜角表面与内圈表面的第二拐点的位置信息，巧妙的通过压力值的变化，可以较为准确的检测到第一拐点和第二拐点之间的位置，再利用第一位移传感器检测第一拐点到第二拐点之间的高差，以及第一拐点到第二拐点的位移，从而测量出斜角(直角三角形)的两个直角边的长度i和k，通过正切函数即可计算得出斜角的角度p的值。

本发明还提供了一种适用于液体流量计的检测方法，该方法简便易行，不受孔板大小的限制，检测准确。

附图说明

图1为JJG640-2016中所规定的孔板的结构示意图；

图2为本发明提供的一种液体流量计检测设备的结构示意图(含标准孔板)；

图3为图2的剖面结构示意图；

图4为图3中A处局部放大图；

图5为图3中B处局部放大图；

图6为图3中C处局部放大图；

图7为本发明提供的一种液体流量计检测设备的工作状态示意图一；

图8为图7中D处局部放大图；

图9为本发明提供的一种液体流量计检测设备的工作状态示意图二；

图10为图9中E处局部放大图；

图11为滚轮测量时的结构示意图；

图12为本发明提供的一种液体流量计检测设备的系统原理图；

图13为本发明提供的一种液体流量计检测设备中另一实施例的系统原理图。

附图标记说明：

00孔板；10支座；20检测架；201收纳槽；21支撑臂；211限位槽；22导向轮；30压柄；31压杆；32拉索；40检测杆；41探针；42驱动弹簧；50第一位移传感器；51复位弹簧；53第二位移传感器；54压力传感器。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

实施例一：

如图1至图6所示，本发明实施例提供的一种液体流量计检测设备，包括支座、支撑装置、检测装置、驱动装置和处理装置。

如图2所示，支座用于支撑支撑装置和孔板，其上表面平整光滑，工作时与孔板的上游端面A相贴合，支座水平布置，检测架竖直布置，支撑臂水平布置。

支撑装置包括检测架和支撑臂，检测架设置在支座上，采用固定设置或可拆卸的连接方式连接，支撑臂的一端固定连接至检测架，形成一悬臂结构；

检测装置可滑动地设置在支撑臂上，检测装置包括检测杆、探针和驱动弹簧，检测杆上开设有检测孔，探针可滑动地设置在检测孔内，探针为一杆状结构，其前端为锥状结构且形成一尖端；驱动弹簧的一端连接至检测孔、另一端连接至探针；

驱动装置用于带动检测装置移动；

如图12所示，处理装置包括压力传感器、第一位移传感器、第二位移传感器和处理器，压力传感器固定设置在探针远离驱动弹簧的一端，也即探针的前端(尖端)；如图5所示，第一位移传感器固定设置在检测孔内，用于检测探针的纵向移动距离；如图2所示，第二位移传感器设置在检测架上，用于检测检测杆的横向移动距离；压力传感器、第一位移传感器和第二位移传感器均信号连接至处理器。

具体的，如图2所示，驱动装置包括压杆、拉索和复位弹簧；

检测架上开设有收纳槽，压杆可滑动地设置在收纳槽内，第二位移传感器固定设置在收纳槽内，用于检测压杆的位移量，由于压杆和检测杆之间通过拉索相连，压杆的位移量即为检测杆的横向位移量。支撑臂上开设有限位槽，限位槽和支撑臂的延伸方向保持一致，也即当支撑臂水平布置时，限位槽也呈水平布置，检测杆上设置有限位块，限位块可滑动地设置在限位槽内，限位槽和限位块的横截面形状可为T字形结构，用于使检测杆可以沿支撑臂的延伸方向滑动；拉索的一端固定连接至检测杆、另一端固定连接至压杆，压杆移动时，通过拉索带动检测杆移动；复位弹簧的一端固定连接至支撑臂、另一端固定连接至检测杆。

进一步地，如图4所示，检测架上可转动地设置有导向轮，拉索抵靠在导向轮上，导向轮用于支撑拉索，以对拉索进行导向。

工作时，如图3所示，将孔板放置在支座上，使孔板的上游端面与支座的上端面贴合，支撑臂水平布置，检测架竖直布置；使压力传感器抵触在孔板的下游端面上，按压压杆，压杆向下移动时，会拉动拉索，拉索的另一端连接至检测杆，因此压杆会通过拉索带动检测杆移动(图3中是向右水平移动)，压力传感器沿孔板的下游端面滑动，在滑动过程中，压力传感器所受到的压力不变；如图7和图8所示，当压力传感器移动至孔板的第一拐点时，也即斜角表面与下游端面的交接位置时，由于接触面向下倾斜，压力传感器的受力环境产生变化，压力传感器检测到的压力值发生变化，发送第一信号至处理器，处理器检测到压力值的变化，同时处理器获取第一位移传感器的第一位置信息a和第二位移传感器的第一位置信息b；如图9和图10所示，当压力传感器移动至孔板的第二拐点时，也即斜角表面与上游端面的交接位置时，压力传感器检测到的压力值发生变化，发送第二信号至处理器，同时处理器获取第一位移传感器的第二位置信息a和第二传感器的第二位置信息b；根据第一位置信息a和第一位置信息b，获取探针的纵向位移值i，也即探针自第一拐点到第二拐点的纵向位移距离信息，以及，根据第二位置信息a和第二位置信息b，获取探针的横向位移值k，也即探针自第一拐点到第二拐点的横向位移距离信息；根据公式tan(p)＝i/k，获得角度p的值。

值得注意的是，压力传感器在斜角表面移动的过程中虽然压力值也发生变化，但这种变化量较小，不足以达到处理器判断到达拐点的标准，也即，处理器预设压力变化值的阈值，当超过该阈值时，判断到达拐点，当小于该阈值时，则判断为正常移动。

可以理解的是，上述探针的前端设计，为了减少摩擦力，一般采用滚轮的方式。也即，在探针的前端设置一可转动的滚轮，如图11所示，该种方式可以降低探针前端与标准孔板的摩擦力，使测试过程更加顺畅。但发明人在方案设计时发现，当滚轮处于第一拐点时，滚轮中心和拐点在竖直方向上，处于同一位置，在检测竖直方向上的位移时，只需减去半径即可得出。但当滚轮移动至第二拐点时，滚轮与第二拐点所接触的位置并非滚轮的最低点，因此这会造成检测上的误差。而采用本申请中的尖端点设置压力传感器，可以避免这一问题。

另外，上述压力传感器、第一位移传感器、第二位移传感器和处理器的信号连接方式可采用有线连接的方式。当受限于结构，有线连接方式不便连接时，也可采用无线通信的方式，具体可设置无线发射装置和无线接收装置，将压力传感器、第一位移传感器和第二位移传感器分别连接一无线发射装置，将处理器连接一无线接收装置，通过无线发射装置和无线接收装置的信号收发，实现通信。

进一步地，为了方便标准孔板安装在检测装置内，检测架和支座均由磁性材料制成，检测架与支座通过磁性连接。检测时，先将检测架和支座分离，将标准孔板放置在支座上，再将检测架通过磁吸连接至支座上，从而方便安装。

同时由于标准孔板一般均采用铁磁性材料制成，支座采用磁性材料制作，可以吸附标准孔板，避免检测时，由于探针和标准孔板之间的摩擦，导致标准孔板产生位移，从而造成检测误差的问题。

实施例二：

一种适用于液体流量计的检测方法，包括如下步骤：

S1，将孔板放置在支座上，使孔板的上游端面与支座的上端面贴合；

S2，使压力传感器抵触在孔板的下游端面上；

S3，按压压杆，使压杆通过拉索带动检测杆移动，压力传感器沿孔板的下游端面滑动；

S4，当压力传感器移动至孔板的第一拐点时，压力传感器检测到的压力值发生变化，发送第一信号至处理器，处理器同时获取第一位移传感器的第一位置信息a和第二位移传感器的第一位置信息b；

S6，当压力传感器移动至孔板的第二拐点时，压力传感器检测到的压力值发生变化，发送第二信号至处理器，处理器同时获取第一位移传感器的第二位置信息a和第二位移传感器的第二位置信息b；

S7，根据第一位置信息a和第二位置信息a，获取纵向位移i；根据第一位置信息b和第二位置信息b，获取横向位移k；

S8，根据公式tan(p)＝i/k，获得角度p的值。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种液体流量计检测设备，其特征在于，包括：

支座；

支撑装置，其包括检测架和支撑臂，所述检测架设置在所述支座上，所述支撑臂的一端固定连接至所述检测架；

检测装置，其可滑动地设置在所述支撑臂上，所述检测装置包括检测杆、探针和驱动弹簧，所述检测杆上开设有检测孔，所述探针可滑动地设置在所述检测孔内；所述驱动弹簧的一端连接至所述检测孔、另一端连接至所述探针；

驱动装置，用于带动所述检测装置移动；

处理装置，其包括压力传感器、第一位移传感器、第二位移传感器和处理器；所述压力传感器固定设置在所述探针远离所述驱动弹簧的一端，用于监测所述探针所受的压力值；所述第一位移传感器固定设置在所述检测孔内，用于监测所述探针的纵向位移值；所述第二位移传感器用于监测所述探针的横向位移值；

所述压力传感器、所述第一位移传感器和所述第二位移传感器均信号连接至所述处理器。

2.如权利要求1所述的一种液体流量计检测设备，其特征在于，所述驱动装置包括压杆、拉索和复位弹簧；

所述检测架上开设有收纳槽，所述压杆可滑动地设置在所述收纳槽内；所述拉索的一端固定连接至所述检测杆、另一端固定连接至所述压杆，所述压杆移动时，通过所述拉索带动所述检测杆移动；所述复位弹簧的一端固定连接至所述支撑臂、另一端固定连接至所述检测杆；所述第二位移传感器固定设置在所述收纳槽内，用于监测所述压杆的位移量。

3.如权利要求2所述的一种液体流量计检测设备，其特征在于，所述支撑臂上开设有限位槽，所述检测杆上设置有限位块，所述限位块可滑动地设置在所述限位槽内。

4.如权利要求2所述的一种液体流量计检测设备，其特征在于， 所述检测架上可转动地设置有导向轮，所述拉索抵靠在所述导向轮上，所述导向轮用于支撑所述拉索，以对所述拉索进行导向。

5.如权利要求1所述的一种液体流量计检测设备，其特征在于， 所述检测架和所述支座均由磁性材料制成，所述检测架与所述支座通过磁性连接。

6.一种适用于液体流量计的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，将孔板放置在支座上，使孔板的上游端面与支座的上端面贴合；

S2，使压力传感器抵触在孔板的下游端面上；

S3，按压压杆，使压杆通过拉索带动检测杆移动，压力传感器沿孔板的下游端面滑动；

S4，当压力传感器移动至孔板的第一拐点时，压力传感器检测到的压力值发生变化，发送第一信号至处理器，处理器同时获取第一位移传感器的第一位置信息a和第二位移传感器的第一位置信息b；

S6，当压力传感器移动至孔板的第二拐点时，压力传感器检测到的压力值发生变化，发送第二信号至处理器，处理器同时获取第一位移传感器的第二位置信息a和第二位移传感器的第二位置信息b；

S7，根据第一位置信息a和第二位置信息a，获取纵向位移i；根据第一位置信息b和第二位置信息b，获取横向位移k；

S8，根据公式tan（p）=i/k，获得角度p的值。