CN215217769U - 一种质量法、容积法、标准表法组合式的水流量标准装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种质量法、容积法、标准表法组合式的水流量标准装置，包括溢流水塔、供液模块、第一截止阀、第二截止阀、第三截止阀、试验管路、标准流量计、被检流量计、流量调节阀、第一换向器、第二换向器、称重容器、电子秤、工作量器；供液模块用于供液，溢流水塔与试验管路相连，试验管路上依次设有第三截止阀、标准流量计、被检流量计和流量调节阀；试验管路分别连接第一截止阀和第二截止阀；第一截止阀连接第一换向器，第一换向器与称重容器和旁通管相连；称重容器放置在电子秤上，称重容器上设有放水阀；第二截止阀连接第二换向器进水口，第二换向器与工作容器和旁通管相连；工作容器上方设有放水阀。本装置可灵活选择标准器。

Description

一种质量法、容积法、标准表法组合式的水流量标准装置

技术领域

本实用新型属于液体流量计量测试领域，特别是一种质量法、容积法、标准表法组合式的水流量标准装置。

背景技术

流量计量是科学计量的重要组成部分，流量计量与测试技术在各领域得到了广泛的应用，推动和支持了国民经济不断发展。它在贸易结算、能源计量、过程控制、环境保护、医药卫生等方面的计量检测起到主要作用。用于上述各种场合流量计量作用的水流量计主要有电磁流量计、科里奥利质量流量计、超声流量计、浮子流量计等。为保障流量计量仪表的准确一致，计量系统和各流量计生产企业均建立了不同范围、不同精度的水流量标准装置。

水流量标准装置主要由供水系统(储水池、水泵、稳压设备)、试验管路、夹表伸缩器、换向器、标准器和计算机控制系统等部分组成。工作原理是将被检流量计夹装在标准装置直管段上，使水流量流经被检流量计和流量计量标准，流量稳定后，启动计时器和信号采集系统，比较二者输出流量信号，从而确定、计算被检流量计的计量性能。水流量标准装置按标准器种类可分为质量法、容积法和标准表法标准装置，对应标准器为电子秤、工作量器、标准流量计。

因投入、技术、场地等原因，全国范围内所建水流量标准装置大部分是标准器种类单一的标准装置，即标准器要么是电子秤(对应质量法标准装置)，要么是工作量器(对应容积法标准装置)，要么是标准流量计(对应标准表法标准装置)。三种单一标准器的质量法、容积法、标准法水流量标准装置经过长时间发展，应用广泛，但其缺点也显露出来：

(1)质量法水流量标准装置扩展不确定度最高，可达到U＝0.033％(k＝2)，可与被检质量流量计直接对比质量量值，准确可靠。但检测以体积为计量单位的流量计时(如电磁流量计等)，须代入介质水密度计算，大多数技术机构和生产厂家根据水温查询水密度表中纯水密度，代替检测时水的实际密度，二者差异较大，大幅增加了测量误差。

(2)容积法水流量标准装置标准器是工作量器，工作量器是实物量具，变化最小，稳定性最优，检测电磁流量计等体积量流量计时，二者量值直接比对，简单可靠。但检测质量流量计时，需代入介质水密度进行计算，密度值也常以密度表中纯水密度代替，引入了水密度误差。

(3)标准表法水流量标准装置，没有进水、排水过程。工作方式最简单，效率最高。但其整体精度不高，低于质量法、标准表法装置，且标准流量计是高集成度电子产品，无法保证在两次溯源周期之间的传感器系数不漂移，从而影响了整体装置的稳定性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种质量法、容积法、标准表法组合式的水流量标准装置，根据被检流量计的计量单位和最大允许误差灵活选择对应标准器，解决了因密度换算引入的测量误差和标准流量计传感器系数漂移难题。

实现本实用新型目的的技术解决方案为：

一种质量法、容积法、标准表法组合式的水流量标准装置，包括溢流水塔、供液模块、第一截止阀、第二截止阀、第三截止阀、试验管路、标准流量计、被检流量计、流量调节阀、第一换向器、第二换向器、称重容器、电子秤、工作量器；

所述供液模块用于为溢流水塔供液，所述溢流水塔通过下水管与试验管路一端相连，试验管路上依次设有第三截止阀、标准流量计、被检流量计和流量调节阀；试验管路另一端通过两路管道分别连接第一截止阀和第二截止阀；第一截止阀连接第一换向器进水口，第一换向器一个出水口与称重容器相连，另一个出水口与第一旁通管相连；所述称重容器放置在电子秤上，称重容器上设有第一放水阀；第二截止阀连接第二换向器进水口，第二换向器一个出水口与工作容器相连，另一个出水口与第二旁通管相连；工作容器上方设有第二放水阀。

本实用新型与现有技术相比，其显著优点：

(1)此组合式标准装置的标准器包括电子秤、工作量器、标准流量计三种，对应质量法、容积法、标准表法标准装置，检测时根据被检测流量计的计量单位(质量或体积)和最大允许误差，选择具有相同计量单位的标准器。标准装置读数和被检流量计读数直接进行质量(体积)比较，从而解决因质量法(或容积法)标准装置检测以体积(或质量)为计量单位的流量计时引入的密度测量误差，且三种标准器切换灵活，方便高效。

(2)在标准表法标准装置中的标准流量计两次溯源周期之间，可随时使用质量法、容积法标准装置对标准流量计进行期间核查、检测、验证标准流量计传感器系数等工作，保障传感器系数随时根据结果进行修正，确保整体装置的准确性。

下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述。

附图说明

图1为装置整体框图。

图2为控制系统框图，

具体实施方式

为了说明本实用新型的技术方案及技术目的，下面结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步的介绍。

本实用新型根据质量法、容积法、标准表法组合式流量标准装置的技术要求和建设等需求，对该组合式流量标准装置进行了设计，主要包括储水池、水泵、上水管、溢流水塔、溢流管、流量截止阀、标准流量计、夹表伸缩器、流量调节阀、换向器、工作量器、电子秤、试验管路等，其中标准流量计、工作量器、电子秤属于标准器，示意图如图1所示。

储水池通过管道与水泵的一端相连接，水泵的另外一端通过管道连接至溢流水塔的上水管上，溢流水塔在标准流量计和被检流量计所在水平管道的上方40～42米处，溢流水塔的溢流管一端与溢流水塔连通，另一端与储水池相连通。溢流水塔的下水管通过管道与截止阀3的一端相连接，截止阀3的另外一端通过管道连接至标准流量计的进水口，标准流量计出水口通过管道与被检流量计的一端相连接，被检流量计的另外一端直接与夹表伸缩器的一端相相连，夹表伸缩器用于将被检流量计夹紧安装在管道上，夹表伸缩器的另外一端通过管道连接至流量调节阀，流量调节阀的另外一端通过管道并行连接两路竖直安装的截止阀1、截止阀2。检测工作开始前，需要将被检流量计安装在工作管道上，而夹表伸缩器主要用于将被检流量计紧紧夹在工作管道上，使检测时被检流量计不移动，并使其和工作管道连接处不泄露。截止阀1的另外一端通过管道与换向器1进水口相连接，换向器1的一个出水口与称重容器相对应，称重容器放置在电子秤上，称重容器的出水口通过管道与放水阀1的一端相连接，放水阀1的另外一端与储水池相对应，旁通管1的一端与换向器1的另外一个出水口相对应，旁通管1的另一端与储水池相对应。截止阀2的另外一端通过管道与换向器2的进水口相连接，换向器2的一个出水口与工作量器相对应，工作量器的出水口通过管道与放水阀2的一端相连接，放水阀2的另外一端与储水池相对应。旁通管2的一端与换向器2的另外一个出水口相对应，旁通管2的另一端与储水池相对应。

试验管路上设有温度传感器和压力传感器，分别用以监控管道中水的温度和压力；二者用以保证温度、压力等参数满足国家标准的要求，并保证整套设备的安全、有效的运行。

水泵、阀门、流量、温度、压力、换向、时间、电子秤、标准流量计、工作量器等信号与PLC进行通讯，PLC通过转换模块与工业计算机进行通信，从而实现水泵启停、调节阀开度控制、换向器换向、数据信号采集、数据计算等功能，其框图如图2所示。

当检测对象是以质量为计量单位(单位：千克或吨等)的流量计时，如科里奥利质量流量计等，需选择以电子秤为标准器的质量法标准装置进行检测，因电子秤和被检流量计的读数都是质量单位(千克或吨等)，所以检测结果不需要密度换算，可直接比较质量数值。装置工作时，开启水泵将储水池中水打入水塔，并保证供水量大于用水量，使水塔始终处于溢流状态。打开截止阀1、3，关闭截止阀2，使水经过试验管段、被检流量计、流量调节阀、电子秤上端换向器、旁通管路，注入储水池。流量稳定后，启动 PLC控制系统，切换换向器使水由旁通管换入电子秤，同时触发计时系统和信号采集系统。到达设置时间后，换向器再换入旁通管，记录电子秤的称重读数、计时器时间和被检流量计累积质量读数，完成一次检测。调节流量调节阀开度以流量从大到小完成全部流量点检测。

当检测对象是以体积为计量单位(单位：升或立方米等)的流量计时，如电磁流量计、涡轮流量计等，需选择以工作量器为标准器的容积法标准装置进行检测，因工作量器和被检流量计的读数都是体积单位(升或立方米等)，所以检测结果不需要密度换算，可直接比较体积数值。装置工作时，开启水泵将储水池中水打入水塔，并保证供水量大于用水量，使水塔始终处于溢流状态。打开截止阀2、3，关闭截止阀1，使水经过试验管段、被检流量计、流量调节阀、工作量器上端换向器、旁通管路，注入储水池。流量稳定后，启动PLC控制系统，切换换向器使水由旁通管换入工作量器，触发计时、信号采集系统。到达设置时间后，换向器再换入旁通管，记录工作量器的标示体积値、计时器时间和被检流量计累积体积读数，完成一次检测。调节流量调节阀开度以流量从大到小完成全部流量点检测。

当需要检测、验证标准流量计(电磁流量计)的传感器系数时，即检测对象是标准流量计时。开启水泵，使水塔始终处于溢流状态。打开截止阀2、3，关闭截止阀1，使水经过试验管段、标准流量计、流量调节阀、工作量器上端换向器、旁通管路，注入储水池。流量稳定后，启动PLC控制系统，换向器换向，触发计时、信号采集系统。到达设置时间后，记录工作量器累积体积値、计时器时间和标准流量计脉冲数，完成一次检测。调节流量调节阀开度以流量从大到小完成全部流量点检测。

实施例1

检测一台计量单位为质量的DN80mm科里奥利质量流量计，选择质量法流量标准装置进行检测，检测结果直接进行质量比较。打开截止阀1、3，关闭截止阀2，启动以电子秤为标准器的质量法流量标准装置，同时启动计时器和换向器进行检测。检测结束后进行累积质量比较，质量单位：千克，kg，检测流量点为120t/h、60t/h、24t/h，12t/h，得到数据如下：

测量流量范围内的四个流量点，每点校准3次，示值误差分别为0.042％，-0.031％， -0.102％，-0.078％，满足此台科里奥利质量流量计最大允许误差±0.2％的测量要求。

实施例2

检测一台计量单位为体积的DN100mm涡轮流量计，选择容积法流量标准装置进行检测，检测结果直接进行体积比较。打开截止阀2、3，关闭截止阀1，启动以工作量器为标准器的容积法流量标准装置，同时启动计时器和换向器进行检测。检测结束后进行累积体积比较，体积单位：升，L，检测流量点为150m³/h、60m³/h、30m³/h，15m³/h，得到数据如下：

测量流量范围内的四个流量点，每点校准3次，示值误差分别为0.188％，0.273％，0.391％，0.434％，满足此涡轮流量计最大允许误差±0.5％的测量要求。

实施例3

使用过程中发现DN50mm标准流量计(电磁流量计)在流量20m³/h的传感器系数有偏差，选择容积法流量标准装置对此台标准流量计进行定点检测。打开截止阀2、3，关闭截止阀1，启动以工作量器为标准器的容积法流量标准装置，同时启动计时器和换向器进行检测。检测结束后，用标准装置得到的标准体积值除以标准流量计脉冲数，计算传感器系数，得到数据如下：

对此台标准流量计进行传感器系数修正，所测试流量点20m³/h，测试次数10次，获得传感器系数为450.580P/L。打开标准装置控制系统中输入系数的界面，删除流量点对应的原系数，输入现系数450.580P/L，从而实现传感器系数的修正，保障标准流量计及整体装置的准确性。当发现标准流量计的系数有偏差时，就使用工作量器/电子秤队对应的容积法/质量法标准装置对其检测，以修正其系数，标准流量计系数修正后，就可以作为标准的计量器具(对应标准表法标准装置)，用这个标准的计量器具去检测其他的精度较差的被检流量计。

Claims (8)

1.一种质量法、容积法、标准表法组合式的水流量标准装置，其特征在于，包括溢流水塔、供液模块、第一截止阀、第二截止阀、第三截止阀、试验管路、标准流量计、被检流量计、流量调节阀、第一换向器、第二换向器、称重容器、电子秤、工作量器；

所述供液模块用于为溢流水塔供液，所述溢流水塔通过下水管与试验管路一端相连，试验管路上依次设有第三截止阀、标准流量计、被检流量计和流量调节阀；试验管路另一端通过两路管道分别连接第一截止阀和第二截止阀；第一截止阀连接第一换向器进水口，第一换向器一个出水口与称重容器相连，另一个出水口与第一旁通管相连；所述称重容器放置在电子秤上，称重容器上设有第一放水阀；第二截止阀连接第二换向器进水口，第二换向器一个出水口与工作容器相连，另一个出水口与第二旁通管相连；工作容器上方设有第二放水阀。

2.根据权利要求1所述的水流量标准装置，其特征在于，所述供液模块包括储水池、水泵；所述储水池通过管道与水泵的一端相连接，水泵的另外一端通过管道连接至溢流水塔的上水管上。

3.根据权利要求1所述的水流量标准装置，其特征在于，所述溢流水塔与储水池之间设有溢流管。

4.根据权利要求1所述的水流量标准装置，其特征在于，所述被检流量计通过夹表伸缩器安装在管道。

5.根据权利要求2所述的水流量标准装置，其特征在于，所述第一旁通管与储水池相对应。

6.根据权利要求2所述的水流量标准装置，其特征在于，所述第二旁通管与储水池相对应。

7.根据权利要求1所述的水流量标准装置，其特征在于，所述试验管路上设有温度传感器和压力传感器，用以监控试验管路中水的温度和压力。

8.根据权利要求1所述的水流量标准装置，其特征在于，溢流水塔在标准流量计和被检流量计所在水平管道的上方40～42米处。

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