CN2092089U - 一种液体流量计 - Google Patents

Abstract

一种液体流量计，具有两个相互连通的垂直于水 平面的第一管道和第二管道。第二管道内装有随液 位浮动而浮动的浮子和一组对浮子移动的位置敏感 的传感器，具有一个控制部件接收传感器的信号输 出，控制部件根据传感器输出的信号可以计算出液体 的流量，并可通过设置在连通管最底部的排液电磁阀 控制流量计的工作状态。本发明所述的流量计，最适 于测试流量和流速值均很微小的液体流量。可广泛 用于工业生产、设备检测、科学试验。典型的应用是 对液压阀的泄漏油流量的测量。

Description

本发明的一种液体流量计涉及到了液体的流量测量装置领域。

在现有技术中，有许多种用于测量液体流量的流量计，例如美国专利4428243，中国专利87108201所述的流量计，这些种流量计均是由一个对液体流动敏感的随动部件，一个发光部件，一个光接收部件，一个信号处理部件组成。典型的流量计的随动部件是由转子构成。发光部件输出的光线照射在所述的转子上，光接收部件接收由所述的转子反射出的光线并将其转变为电信号输出到所述的信号处理部件上。所述的转子随液体的流动而转动并向所述的光接收部件输出频率与转子转速相对应的脉动光线。所述的光接收部件将接收到的脉动光线转换为脉冲电信号输出到所述的信号处理部件。所述的信号处理部件由CPU单元和显示部件组成。用来接收光接收部件输出的脉冲信号，并根据液体的流速与脉冲电信号的频率成正比的特性。由统计出的单位时间内的脉冲信号的脉冲数，被测管道的截面积计算出液体的瞬时流量或累计流量。

现有技术中的这些流量计比较适用于测量流速或流量较大的液体流量，而对流量和流速值均很微小的液体的流量，由于其转子已经无法灵敏的随液体的流动而转动，因此精度较低。而且在提高转子的灵敏度时转子的造价较高。

在现有技术中，人们常常采用体积法来测量那些流速和流量值均很微小的液体流量。其基本方法是：采用一个具有容积标尺的量筒，使被测液体流入或滴入该量筒中，利用秒表计录下一定的容量V的液体流入量筒所用的时间t，由公式Q＝ (v)/(t) 换算出液体的流量。这种测量方法所采用的设备比较简单，但其不仅测量的精度较低，而且效率较低，不太适于工业生产中的液体流量测量。

本发明的目的在于：提供一种适于工业生产中使用的，特别适于测量流量和流速均很微小的液体的流量计。

本发明的液体流量计，具有一个对液体流动敏感的随动部件，具有一组由光发射部件和光接收部件组成的对随动部件的运动位置敏感的传感部件，一个与所述的传感部件的信号输出端相连接的控制部件，其特征在于：本发明的流量计具有一个测试管，该测试管具有两个垂直于水平面的第一管道和第二管道；所述的第一管道和第二管道的底部之间通过一个连通管道相互连通，所述的连通管道的底部具有一个排液孔，在该排液孔处安装有一个受所述的控制部件控制的电磁阀；电磁阀的液体出口构成了测试管的液体出口，第一管道的入口构成了测试管的液体入口；所述的第二管道的管口具有透气孔，所述的随动部件由一个浮子构成，放置在所述的第二管道内；所述的传感器由一个具有光发射部件和接收部件的下标传感器和具有光发射部件和接收部件的上标传感器构成，下标传感器安装在第二通道的下部的标置位上，上标传感器安装在第二管道的上部的标置位上；所述的下标传感器和上标传感器均对所述的浮子敏感，当浮子因随液体浮动而经过下标置位或上标置位时，产生状态信号。

进行流量测量时，测试管位于被测试管道的下部，所述的测试管的液体入口与被测管道的液体输出管口相接。在控制部件的控制下，使电磁阀处于“关”状态后，被测液体由测试管的液体入口进入测试管的第一管道，并由连通管进入第二管道，第二管道内的液位随第一管道内的液位上升而上升，液位的上升使所述的浮子上升，当浮子经过所述的下标置位时，下标传感器的光接收部件接收到一个脉动光线，并将该脉动光线转变为脉冲电信号输出，控制部件接收到光接收部件输出的脉冲信号后，立即开始计时。当液位继续上升使浮子经过上标置位时，所述的上标传感器的光接收部件也接收到一个脉动光线，并将该脉动光线转变为脉冲电信号，控制部件接收到该光接收部件输出的脉冲信号后，立即停止计时，并控制所述的电磁阀处于“开”状态，使所述的第一管道、第二管道及连通管内的液体经电磁阀的出口流出，控制部件根据计时结果可换算出被测液体的流量。

控制部件具有显示器或打印机可以显示测试结果或输出测试结果。

所述的测试管道的液体入口处也可以设置一个受控制部件控制的电磁阀，当控制部件控制电磁阀处于“开”状态时，液体可以进入测试管，当电磁阀处于“关”状态时，液体则不能进入测试管。

本发明的流量计，不仅可以测量流量和流速值均很微小的液体的流量，而且结构简单，成本低，可测0.1ml／分左右的液体流量，可应用于工业测量和实验室测量。典型的应用有：液压行业中液压阀的油泄漏流量的测量，试验室中化学制剂的渗透流量的测量。

图1所示为本发明所选用的第一实施例的说明图

图2所示为本发明所选用的第一实施例的进一步说明图

图3所示为本发明的流量计的电路说明图

图4所示为本发明流量计的第二实施例的说明图

图5所示为本发明流量计的第三实施例的说明图

为了进一步说明本发明所述的流量计，下面例举本发明的流量计所选用的第一实施例：

在本实施例中：所述的流量计，具有一个拥有液体入口1、液体出口2的测试管，测试管具有一个垂直于水平面的管道3、管道4，管道3和管道4的底部通过一个连通管道5相互连通，所述的连通管道5的底部设置一个排液孔6，排液孔6处安装有一个电磁阀7，电磁阀7的液体排出口构成了测试管的液体出口2，管道3的入口构成测试管的液体入口1。

所述的管道4的上口8具有透气孔，管道4内安置有一个浮子9，所述的管道3、4、5由透明材料制成，例如：由玻璃材料制成。所述的管道4下部的位置10的相对位置上安装有一个发光管11和光敏管12，该发光管11和光敏管12构成了下标传感器。发光管11和光敏管12可以是通过图2所示的橡胶环13固定在管道4的外部，发光管11和光敏管12分别卡装在橡胶环的两个相对位置14、15上。

所述的管道4的上部的位置16的相对位置上安装有一个发光管17和光敏管18，该发光管17和光敏管18构成了上标传感器，发光管17和光敏管18可以是通过图2所示的橡胶环13固定在管道4的外部，发光管17和光敏管18可以分别卡装在橡胶环的两个相对位置14、15上。所述的下标传感器中的发光管11、光敏管12、所述的上标传感器中的发光管17、光敏管18、电磁阀7均与所述的控制电路相连接。

在本实施例中，参考图3所述的控制电路具有一个CPU单元19，一个与光敏管12、18的信号输出端20、21相连接的信号放大电路22、23，一个与放大电路22、23的输出端24、25相连接的双输入端门电路26，具有一个计数器27连接在CPU单元19的数据输入端28和门电路26的输出端之间，CPU单元19的时钟输出端29与计数器的脉冲触发端30相接。CPU单元19还具有一个信号输出端31，在输出端31和电磁阀7间连接有一个电磁阀7的驱动电路32，CPU单元19还连接有一个程序存储器ROM和一个数字显示器C，还可以连接有一个键盘33和一个打印机34，在所述的管道4的底部还可以设置有一个卡环a用来防止浮子9会因管道4内的液位下降而卡入在管道4和管道5的交接处，所述的浮子可以由塑料制成或由其它比重轻于被测液体的材料制成形状可以是圆柱形或球形，可以具有中空结构。

利用本实施例所述的流量计对液体的流量进行测量时，测试管的液体入口1与被测管道35的液体流出口36对接，由管道35流出的液体经液体入口1进入管道3。

在控制部件的控制下，电磁阀7处于“关”状态，排液孔6被电磁阀关闭，进入管道3内的液体由管道5进入管道4，且管道4内的液位37随管道3内的液位38的上升而上升。所述的浮子9浮在液位37上，液体的上升，可以使浮子9上升，当液位37上升使所述的浮子9上升并经过所述的下标置位10时，由于浮子9可挡住发光管11向光敏管12发出的光线，从而使光敏管12向控制部件输出的信号由一种电平值变为另一种电平值。该信号经控制部件内的放大器22放大后，输入到门电路26的输入端，由于门电路26的输入端接收的信号为两个不同的电平，门电路26向计数器27输出的信号由“关闭”信号转变为“触发”信号，使计数器27启动计数，计数器27的计数频率与CPU单元19输出的脉冲频率相关。

随着时间的推移，由管道35流入入口1内的液体不断增加，管道4内的液位37不断上升。当液位37上升使浮子9经过上标置位16时，由于浮子9可控制发光管17向光敏管18发出的光线，从而使光敏管18向控制部件输出的信号电平由一种电平值变为另一种电平值，该电平信号经控制部件内的放大器23放大后输入到门电路26的一个输入端，由于此时门电路26的两个输入端接收的信号为相同的电平，门电路26向计数器27输出的信号就由“触发”信号复位为“关闭”信号，使计数器27停止计数。门电路26输出的信号还被由端b输入CPU单元，通知CPU单元计数停止。

计数停止后，CPU单元19在存储器ROM中程序的管理下，读出计数器27记录下的数字，并利用该数字运算出流量值。

计数停止后，CPU单元19在存储器ROM中程序的管理下，控制电磁阀7处于“开”状态，使管道3、4、5中的液体经排液孔6、液体出口2流出到回液管d中。

CPU单元19与计数器27之间连接有一个清零线39，此时CPU单元19可在该程序存储器  ROM管理下，为计数器27清零。

CPU单元19计算出的流量值可经显示器  或打印机34输出，或经接口电路40送到其它设备中去。

与CPU单元19连接的还有一个键盘33，该键盘用于向CPU单元19内输入计算流量所需的参数以及控制指令。

作为本发明又一实施例，参考图4所述的控制部件区别第一实施例的地方是：它由一个CPU单元41，一个与CPU单元41相接的程序存储器ROM，一个连接在光敏管12与CPU单元41的一个控制端42之间的放大器43，一个连接在光敏管18和CPU单元41的另一个控制端44之间的放大器45，一个连接在CPU单元41的另一个控制端46和电磁阀7之间的电磁阀驱动器47，一个与CPU单元41相接的拨码盘49构成。

当电磁阀7处于“关”的状态后，进入管道4内的液体使浮子9上升并经过下标置位10时，由于浮子9可挡住光线，从而使光敏管12接收到一个光脉冲信号，光敏管12将该信号转变为电脉冲信号输入放大器43，放大器43对信号放大后输入到CPU单元41中，CPU单元41在存储器ROM的管理下，在接收到该脉冲信号时，开始利用自身的内部时钟计时，当浮子9上升并经过上标置位16时，由于浮子可挡住光线，从而使光敏管18也接收到一个光脉冲，光敏管18将该信号转变为电脉冲信号输入放大器45，放大器45对信号放大后输入CPU单元41中，CPU单元41在存储器ROM的管理下，在接收到该脉冲信号时，停止对自身内部时钟的计时。

计时停止后，CPU单元41控制电磁阀7处于“开”状态，使管道3、4、5内的液体流出。计时停止后，CPU单元41在程序的管理下，利用计时结果计算出流量值，并将该值由显示器48输出，拨码盘49用于向CPU单元41输入计算流量时所必须的参考数据。

作为本发明的第三实施例，参考图5区别于前面实施例所述的流量计的地方在于所述的流量计具有一个拥有液体入口51，液体出口52的测试管，测试管具有一垂直于水平面的管道53和管道54，管道53和管道54的底部通过一个连通管道55相互连通，所述的连通管道55的底部设置有一个排液孔56，排液孔56处安装有一个电磁阀57，电磁阀57的液体排出口构成了测试管的液体出口52，管道53的入口51和管道53之间还连接有一个受控制单元控制的电磁阀70，所述的管道53、54、55由金属材料制成。管道54的上口58具有透气孔。管道54内安置有浮子59，所述的管道54的下部的位置60的相对位置上具有两个透孔，用来分别安装发光管61和光敏管62，发光管61和光敏管62构成了下标传感器。

所述的管道54的上部的位置66的相对位置上具有两个透孔用来分别安装发光管67和光敏管68，发光管67和光敏管68构成了上标传感器，管道54的底部内侧具有凸型结构69，该结构用来防止液位下降时，浮子59会降入到管道54和管道55的连接处而被卡死。安装时，入口51与被测管71的测试口72连接，测试管位于被测试管71的下部，当电磁阀70在控制部件的控制下处于“开”状态时，管道71内的液体由孔72电磁阀70进入管道53，当电磁阀70在控制部件的控制下处于“关”状态时，管道71内的液体不会流入管道53，而由管道73排出。

Claims (2)

1、一种液体流量计，具有一个对液体流动敏感的随动部件，具有一组由光发射部件和光接收部件组成的对随动部件的运动位置敏感的传感部件，一个与所述的传感部件的信号输出端相连接的控制部件，其特征在于：本发明的流量计具有一个测试管，该测试管具有两个垂直于水平面的第一管道和第二管道；所述的第一管道和第二管道的底部之间通过一个连通管道相互连通，所述的连通管道的底部具有一个排液孔，在该排液孔处安装有一个受所述的控制部件控制的电磁阀；电磁阀的液体出口构成了测试管的液体出口，第一管道的入口构成了测试管的液体入口；所述的第二管道的管口具有透气孔，所述的随动部件由一个浮子构成，放置在所述的第二管道内；所述的传感器由一个具有光发射部件和接收部件的下标传感器和具有光发射部件和接收部件的上标传感器构成，下标传感器安装在第二通道的下部的标置位上，上标传感器安装在第二管道的上部的标置位上；所述的下标传感器和上标传感器均对所述的浮子敏感，当浮子因随液体浮动而经过下标置位或上标置位时，产生状态信号。

2、根据权利要求1所述的流量计，其特征在于：所述的测试管的液体入口处具有一个受控制部件控制的电磁阀。

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