CN116608926A - 一种基于光栅尺测量的明渠流量计校准装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于光栅尺测量的明渠流量计校准装置，针对明渠流量计现场校准缺少校准装置提出本方案。校准装置底部设有底座，底座放置于被校明渠流量计堰槽的槽底；底座上固定设置有电机系统和垂直延伸的导轨；导轨上固定设置一垂直延伸的光栅尺，以及滑动式设置滑块；滑块向外水平延伸出一反射板，反射板用于模拟水位高度；电机系统用于控制滑块在导轨上的高度变化；光栅尺用于获取反射板的高度值；控制器对电机系统输出高度控制信号，读取光栅尺检测到反射板的高度值，以及预存有与堰槽类型相关的高度值‑流量值关系。优点在于，可自动调整反射板高度满足不同校准点的校准需求，可固定水位高度避免实时水流波动带来的影响，提高校准准确性。
Description
技术领域
本发明涉及计量器具的校准装置，尤其涉及一种基于光栅尺测量的明渠流量计校准装置。
背景技术
明渠流量计作为一种监测水流量的计量器具，具有无接触测量、设备寿命长、容易检查维护等优点，广泛应用于城市供水引水渠、火电厂冷却排水渠、污水治理流入和排放渠、工业企业废水排放、水利工程和农业灌溉用渠道、生态流量监测等方面。明渠流量计因其使用的特殊性，量水堰槽安装后不方便拆卸送检，因此只能通过在线校准的方法来确保使用中明渠流量计的量值准确、可靠。
目前，我国现行有效关于明渠流量计的检定或校准的国家规程包括JJG 711-1990《明渠堰槽流量计试行检定规程》和行业规程JJG(水利)004-2015《明渠流量计计量检定规程》，这些现行有效的标准侧重于实验室检定或校准，分别对被检流量计配套堰槽尺寸、二次仪表和流量示值误差进行校准，关于明渠流量计的现场检定的方法可操作性差，如二次仪表无法在现场检定，以及流量不可控、液面扰动大等因素，该方法已不能适用于明渠流量计的现场校准。
为了满足明渠流量计现场校准的需求，各地方相继制订了现场校准规范，如JJF(浙)1080-2012《明渠流量计在线校准规范》、JJF(辽)462-2021《明渠流量计地方校准规范》、JJF(新)38-2019《明渠堰槽流量计在线校准规范》。综合各种关于明渠流量计在线校准的方法，主要可归纳为标准液位计法和流速面积法两类。两类方法各有利弊，在现场校准实际操作中均存在一定的困难。
标准液位计法存在以下问题或不足：1)、标准液位计安装比较复杂，有些场景不适合现场安装；2)、现场流量往往不可调节或调节不方便，难于满足不同校准点的校准；3)、水面扰动大，水位测量不准。
流速面积法存在以下问题或不足：1)、流速测量仪器安装复杂，有些场景不适合现场安装，如行近渠道长度不够、渠道宽广、水流湍急等；2)、流速测量仪器准确度不高；3)、水位高度测量受水流扰动和水流测量的影响较大。
发明内容
本发明目的在于提供一种基于光栅尺测量的明渠流量计校准装置，以解决上述现有技术存在的问题。
本发明中所述一种基于光栅尺测量的明渠流量计校准装置，包括：控制器和校准装置；
所述校准装置底部设有底座，所述底座放置于明渠流量计堰槽的槽底；底座上固定设置有电机系统和垂直延伸的导轨；导轨上固定设置一垂直延伸的光栅尺，以及滑动式设置滑块；所述滑块向外水平延伸出一反射板，反射板用于模拟水位高度；所述电机系统用于控制滑块在导轨上的高度变化；所述光栅尺用于获取反射板的高度值；
所述控制器对电机系统输出高度控制信号，读取光栅尺检测到反射板的高度值，以及预存有与明渠流量计堰槽类型相关的高度值-流量值关系。
所述电机系统采用步进方式对滑块进行高度控制。
所述明渠流量计堰槽的类型可选。
所述控制器内置电源，用于对电机系统和光栅尺供电。
所述控制器与被校的明渠流量计信号连接，获取及记录所述明渠流量计的高度示值与流量示值。
所述控制器记录明渠流量计的高度示值与光栅尺检测到的高度值误差，以及记录明渠流量计的流量示值与预存关系中对应的流量值误差；
所述控制器根据反射板的高度值显示及记录被校明渠流量计的高度示值误差，根据反射板高度值对应的流量值显示及记录被校明渠流量计的流量示值误差。
本发明中所述一种基于光栅尺测量的明渠流量计校准装置，其优点在于，采用光栅尺法进行校准，可自动调整反射板高度满足不同校准点的校准需求。利用反射板模拟水位高度，可固定水位高度避免实时水流波动带来的影响，提高校准准确性。自动采集水位数据，避免人为读数带来的误差。电机系统驱动滑块带动反射板移动，再利用高精度光栅尺精准读数，可提高水位测量的准确性。进一步实时读取并记录数据，提高校准效率。解决明渠流量计现场校准的溯源需求，同时也可满足用户对不同校准点的需求。校准过程智能化，避免人为操作带来的误差。
附图说明
图1是本发明中所述一种基于光栅尺测量的明渠流量计校准装置的结构示意图。
图2是本发明中所述一种基于光栅尺测量的明渠流量计校准装置隐藏单边槽壁后的的结构示意图。
附图标记：
10明渠流量计堰槽；
20控制器；
31底座、32导轨、33滑块、34反射板、35电机系统、36光栅尺；
40明渠流量计。
具体实施方式
如图1和图2所示，本发明中所述一种基于光栅尺测量的明渠流量计校准装置包括：控制器20和校准装置。
所述校准装置底部设有底座31，所述底座31放置于明渠流量计堰槽10的槽底。底座31上固定设置有电机系统35和垂直延伸的导轨32。导轨32上固定设置一垂直延伸的光栅尺36，以及滑动式设置滑块33。所述滑块33向外水平延伸出一反射板34，反射板34用于模拟水位高度。所述电机系统35用于步进式控制滑块33在导轨32上的高度变化。所述光栅尺36用于获取反射板34的高度值。
所述控制器20对电机系统35输出高度控制信号，读取光栅尺36检测到反射板34的高度值，以及预存有与明渠流量计堰槽10类型相关的高度值-流量值关系。
所述明渠流量计堰槽10的类型根据现场情况灵活可选。
所述控制器20内置电源，用于对电机系统35和光栅尺36供电。所述控制器20与被校的明渠流量计40信号连接，获取及记录所述明渠流量计40的高度示值与流量示值。记录明渠流量计40的高度示值与光栅尺36检测到的高度值，以及记录明渠流量计40的流量示值与预存关系中对应的流量值。根据反射板34的高度值显示及被校明渠流量计40的高度示值，记录高度示值误差，根据反射板34高度值对应的流量值显示及被校明渠流量计40的流量示值，记录流量示值误差。
对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种基于光栅尺测量的明渠流量计校准装置，其特征在于，包括：控制器(20)和校准装置；
所述校准装置底部设有底座(31)，所述底座(31)放置于所述明渠流量计堰槽(10)的槽底；底座(31)上固定设置有电机系统(35)和垂直延伸的导轨(32)；导轨(32)上固定设置一垂直延伸的光栅尺(36)，以及滑动式设置滑块(33)；所述滑块(33)向外水平延伸出一反射板(34)，反射板(34)用于模拟水位高度；所述电机系统(35)用于控制滑块(33)在导轨(32)上的高度变化；所述光栅尺(36)用于获取反射板(34)的高度值；
所述控制器(20)对电机系统(35)输出高度控制信号，读取光栅尺(36)检测到反射板(34)的高度值，以及预存有与明渠流量计堰槽(10)尺寸相关的高度值-流量值关系。
2.根据权利要求1所述一种基于光栅尺测量的明渠流量计校准装置，其特征在于，所述电机系统(35)采用步进方式对滑块(33)进行高度控制。
3.根据权利要求1所述一种基于光栅尺测量的明渠流量计校准装置，其特征在于，所述明渠流量计堰槽(10)的类型可选。
4.根据权利要求1所述一种基于光栅尺测量的明渠流量计校准装置，其特征在于，所述控制器(20)内置电源，用于对电机系统(35)和光栅尺(36)供电。
5.根据权利要求1所述一种基于光栅尺测量的明渠流量计校准装置，其特征在于，所述控制器(20)与被校明渠流量计(40)信号连接，获取及记录所述明渠流量计(40)的高度示值与流量示值。
6.根据权利要求5所述一种基于光栅尺测量的明渠流量计校准装置，其特征在于，所述控制器(20)记录明渠流量计(40)的高度示值与光栅尺(36)检测到的高度值，以及记录明渠流量计(40)的流量示值与预存关系中对应的流量值。
7.根据权利要求5所述一种基于光栅尺测量的明渠流量计校准装置，其特征在于，所述控制器(20)根据反射板(34)的高度值及被校明渠流量计(40)的高度示值，记录高度示值误差，根据反射板(34)高度值对应的流量值及被校明渠流量计(40)的流量示值，记录示值误差。
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