CN217424478U - 一种标准金属量器自动读数装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种标准金属量器自动读数装置，包括支架，安装于支架上的导向机构，安装于导向机构上的液位检测机构，以及用于驱动液位检测机构在导向机构上进行位移的电机驱动机构，电机驱动机构配置有用于检测电机转动圈数的编码器组件；还包括控制器，用于控制电机驱动机构的运行，以及根据液位检测机构和编码器组件采集的信息基于预设算法进行容积计算。该自动读数装置支架的底板上还设置有用于获取原点检测信号的原点检测传感器。该装置在进行读数操作时自动化程度高，避免了人为误差，提高了读数效率和数值的准确度。

Description

一种标准金属量器自动读数装置

技术领域

本实用新型涉及一种读数装置，具体涉及一种标准金属量器自动读数装置。

背景技术

标准金属量器是用于计量液体和气体体积的标准计量器具，是在计量高精度容积时必须配备的一种标准计量装置。它广泛应用于流量计量仪表的检定装置中，是流量仪表在制造、科研中性能测试的重要设备之一。

随着自动化测试技术的不断提高，现有标准金属量器采用的人工读数方式严重制约了流量计量仪表检定的自动化发展。设计标准金属量器自动读数装置可以有效地解决人工读数问题，实现流量计量仪表检定的全自动化，提高了读数效率和数值的准确性。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题在于提供一种读数更准确高效的的标准金属量器自动读数装置。

为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：

一种标准金属量器自动读数装置，包括支架，安装于支架上的导向机构，安装于导向机构上的液位检测机构，以及用于驱动液位检测机构在导向机构上进行位移的电机驱动机构，所述电机驱动机构配置有用于检测电机转动圈数的编码器组件；还包括控制器，所述控制器用于控制电机驱动机构的运行，以及根据液位检测机构和编码器组件采集的信息基于预设算法进行容积计算。

进一步地，所述支架包括底板和固定于底板上的若干固定件，所述支架用于固定电机驱动机构和导向机构。

进一步地，所述导向机构包括设于底板上第一固定件和第二固定件之间的一对直线导轨，安装于直线导轨上的直线轴承，以及联接直线轴承的承托支座。

进一步地，所述电机驱动机构包括安装于第三固定件上的电机，以及通过联轴器连接电机输出轴的丝杆，所述丝杆穿过第二固定件和承托支座后与第一固定件相连接，所述承托支座通过丝杆螺母与所述丝杆联接。

进一步地，所述液位检测机构包括固定于承托支座上的传感器安装架，以及安装于传感器安装架上的非接触式液位传感器，所述非接触式液位传感器用于检测标准金属量器液位指示玻璃管内的液位。

进一步地，所述非接触式液位传感器为电容式液位传感器，体积小，价格低廉，安装工艺简单。

进一步地，所述编码器组件包括与丝杆连接的编码盘，以及设置于底板上与编码盘适配的编码盘检测传感器，所述编码盘为一圆盘，其边缘均匀设置有若干圆孔，所述编码盘检测传感器通过检测所述圆孔进行计数，当编码盘上的一个圆孔顺时针经过传感器时，编码计数器加一；反之，当编码盘上的一个圆孔逆时针经过传感器时，编码计数器减一。

进一步地，所述底板上于丝杆连接联轴器的一端附近设置有原点检测传感器，所述承托支座上设置有与所述原点检测传感器适配的感应片，所述控制器连接所述原点检测传感器获取原点检测信号。

进一步地，所述底板上于丝杆远离联轴器的一端附近设置有限位传感器，所述限位传感器和原点检测传感器在一条竖直连线上。

进一步地，所述编码盘检测传感器、原点检测传感器、限位传感器均为红外传感器，灵敏度高。

本实用新型的有益效果：

本实用新型中自动读数装置可以通过原点检测传感器、编码器组件以及液位检测机构高精度地获取相关信息，控制器基于预设算法对采集的信息进行处理得出容积数值，减少了人为操作。整个装置自动化程度高，避免了人为误差，提高了读数效率和数值的准确度。

附图说明

图1为本实用新型设有自动读数装置的标准金属量器的整体结构图。

图2为本实用新型标准金属量器自动读数装置整体结构主视图。

图3为本实用新型标准金属量器自动读数装置整体结构侧视图。

图4为本实用新型标准金属量器自动读数装置整体结构爆炸图。

附图标记说明：1-容器；2-计量颈；3-液位指示玻璃管；4-自动读数装置； 10-底板；11-第一固定件；12-第二固定件；13-第三固定件；20-电机；21-联轴器；22-丝杆；23-丝杆螺母；30-直线导轨；31-直线轴承；32-承托支座；40-传感器安装架；41-非接触式液位传感器；50-编码盘；51-编码盘检测传感器；60-原点检测传感器；61-感应片；62-螺钉；70-限位传感器。

具体实施方式

为了进一步理解本实用新型，下面结合实施例对本实用新型优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本实用新型的特征和优点，而不是对本实用新型权利要求的限制。

需要注意的是，在本实用新型的描述中，术语"顶"、"底"、"上"、"下"、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

本实用新型的说明书和权利要求书中术语“包括”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

结合具体实施方式，对本实用新型进行进一步说明。

参见附图1，本实用新型实施例提供了一种用于读取标准金属量器内液体体积的自动读数装置4，其中标准金属量器主要结构包括主体容器1，以及位于容器1上端的计量颈2和液位指示玻璃管3，计量颈2和液位指示玻璃管3为连通状态，液面保持在同一水平面上。自动读数装置4竖直设置在标准金属量器计量颈2一侧，靠近液位指示玻璃管3。

参见附图2-4，自动读数装置4包括支架和安装于支架上的导向机构，以及与导向机构连接的液位检测机构和电机驱动机构，电机驱动机构配置有编码器组件，还包括有控制器，控制器用于控制电机驱动机构的运行，以及根据液位检测机构和编码器组件采集的信息基于预设算法进行容积计算。

支架包括底板10以及底板10上设置的若干固定件，底板10和固定件共同作用用于固定自动读数装置4中的其他组件。

导向机构包括设于底板10上第一固定件11与第二固定件12之间的一对圆柱形直线导轨30，安装于直线导轨30上的直线轴承31，以及联接直线轴承31的承托支座32，直线导轨30与直线轴承31之间摩擦力小，稳定性强，与直线轴承31联接的承托支座32能获得平稳直线运动。

导向机构上安装的液位检测机构包括固定于承托支座32上的传感器安装架40，以及安装于传感器安装架40上的非接触式液位传感器41。传感器安装架40为L型不锈钢安装板，与承托支座32的高度平齐；非接触式液位传感器41为电容式液位传感器，结构简单、动态响应好、可靠性高，用于检测标准金属量器液位指示玻璃管3内的液位，当液位指示玻璃管3内的液位消失时，该传感器的介电常数发生变化，使得与传感器测量头相连的电路状态也随之发生变化，由此控制电机驱动机构的运行。

电机驱动机构用于驱动液位检测机构在导向机构上进行位移，包括安装于位于底板10下部的第三固定件13上的电机20，以及通过联轴器21连接电机20输出轴的丝杆22，丝杆22平行于直线导轨30，且穿过第二固定件 12和承托支座32后插接于位于底板10上部的第一固定件11对应的连接孔中，丝杆22末端直径与连接孔直径大小匹配，既不影响丝杆22的转动，同时竖直方向上也起到丝杆22的固定作用。承托支座32通过丝杆螺母23与丝杆22联接，当丝杆22跟随电机20保持同步转动时，丝杆螺母23托举承托支座32发生位移。

电机驱动机构配置有用于检测电机20转动圈数的编码器组件，包括与丝杆22连接的位于第二固定件12下方的编码盘50，以及设置于底板10上与编码盘50适配的编码盘检测传感器51。编码盘50为一圆盘，其边缘均匀设置有若干圆孔，本实施例中为32个，编码盘检测传感器51通过检测圆孔进行计数，当编码盘50上的一个圆孔顺时针经过该传感器时，编码计数器加一；反之，当编码盘50上的一个圆孔逆时针经过该传感器时，编码计数器减一。由于丝杆22导程已知，本实施例中为5mm，结合编码器组件记录的数值信息得到电机20转动圈数，即丝杆22转动圈数，由此计算出非接触式液位传感器41移动的距离，即待测液面相对于原点的高度差，进而控制器基于预设算法计算出容器1内的液体体积。

对于承托支座32的运动范围，第二固定件12位置为承托支座32的下限位置，第三固定件13位置为承托支座32的上限位置。为了更加精确灵敏地检测数据以及保护装置，优选地，底板10上于丝杆22连接联轴器21的一端附近设置有原点检测传感器60，于丝杆22远离联轴器21的一端附近设置有限位传感器70，限位传感器70与原点检测传感器60在一条竖直连线上，承托支座32内侧上设置有由螺钉62固定的与二者适配的感应片61。

原点检测传感器60所在位置定义为原点位置，控制器连接原点检测传感器60获取原点检测信号。限位传感器70所在位置为承托支座32上行的极限位置，对装置进行远点保护，承托支座32到达此位置后，控制器控制电机 20停止转动，承托支座32不能继续上行。

编码盘检测传感器51、原点检测传感器60、限位传感器70均为红外传感器，灵敏度高，可保证装置读数的精确度。

本实用新型自动读数装置工作过程具体如下：

步骤a：获得液位在原点时的容积

公称容积为X升的标准金属量器经过标定后，已知其计量颈2上公称容积刻度线相对原点的高度为h毫米，计量颈2每毫米高度的容积值为V毫升 /毫米，从而可计算得到液位在原点时的容积Vo＝X-(V*h)/1000L。

步骤b：复位

当容器1中放置好被测体积数的液体后，反转电机20使丝杆22反转，带动承托支座32向下移动，直到原点检测器60检测到感应片61，此时电机 20停止转动，承托支座32回归原点位置，复位编码盘组件的计数数值。

步骤c：数据获取

启动电机20正转，电机20通过联轴器21带动编码盘50和丝杆22同时转动，丝杆螺母23托举承托支座32上升从而带动非接触式液位传感器41 向上移动，当非接触式液位传感器41信号消失的瞬间，电机20停止转动，控制器读取编码盘组件的计数值C。

步骤d：数据处理

本实施例中编码盘50每圈读数N为32，丝杆22导程S为5mm，控制器基于检测的信息以及预设的算法进行处理可得：

待检测液位相对原点液位高度H＝(C/32)*5mm；

容器1中的液体体积读数Y＝Vo+(H*V)/1000L。

由此全部完成本装置自动读数时的操作，自动化程度高，避免了人为误差。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (11)

1.一种标准金属量器自动读数装置，其特征在于，包括：支架，安装于支架上的导向机构，安装于导向机构上的液位检测机构，以及用于驱动液位检测机构在导向机构上进行位移的电机驱动机构，所述电机驱动机构配置有用于检测电机转动圈数的编码器组件；还包括控制器，所述控制器用于控制电机驱动机构的运行，以及根据液位检测机构和编码器组件采集的信息基于预设算法进行容积计算。

2.如权利要求1所述的标准金属量器自动读数装置，其特征在于：所述支架包括底板(10)和固定于底板(10)上的若干固定件。

3.如权利要求2所述的标准金属量器自动读数装置，其特征在于：所述导向机构包括设于底板(10)上第一固定件(11)和第二固定件(12)之间的一对直线导轨(30)，安装于直线导轨(30)上的直线轴承(31)，以及联接直线轴承(31)的承托支座(32)。

4.如权利要求3所述的标准金属量器自动读数装置，其特征在于：所述电机驱动机构包括安装于第三固定件(13)上的电机(20)，以及通过联轴器(21)连接电机(20)输出轴的丝杆(22)，所述丝杆(22)穿过第二固定件(12)和承托支座(32)后与第一固定件(11)相连接，所述承托支座(32)通过丝杆螺母(23)与所述丝杆(22)联接。

5.如权利要求3所述的标准金属量器自动读数装置，其特征在于：所述液位检测机构包括固定于承托支座(32)上的传感器安装架(40)，以及安装于传感器安装架(40)上的非接触式液位传感器(41)，所述非接触式液位传感器(41)用于检测标准金属量器液位指示玻璃管(3)内的液位。

6.如权利要求5所述的标准金属量器自动读数装置，其特征在于：所述非接触式液位传感器(41)为电容式液位传感器。

7.如权利要求4所述的标准金属量器自动读数装置，其特征在于：所述编码器组件包括与丝杆(22)连接的编码盘(50)，以及设置于底板(10) 上与编码盘(50)适配的编码盘检测传感器(51)，所述编码盘(50)为一圆盘，其边缘均匀设置有若干圆孔，所述编码盘检测传感器(51)通过检测所述圆孔进行计数。

8.如权利要求4所述的标准金属量器自动读数装置，其特征在于：所述底板(10)上于丝杆(22)连接联轴器(21)的一端附近设置有原点检测传感器(60)，所述承托支座(32)上设置有与所述原点检测传感器(60)适配的感应片(61)，所述控制器连接所述原点检测传感器(60)获取原点检测信号。

9.如权利要求8所述的标准金属量器自动读数装置，其特征在于：所述底板(10)上于丝杆(22)远离联轴器(21)的一端附近设置有限位传感器(70)，所述限位传感器(70)和原点检测传感器(60)在一条竖直连线上。

10.如权利要求7所述的标准金属量器自动读数装置，其特征在于：所述编码盘检测传感器(51)为红外传感器。

11.如权利要求9所述的标准金属量器自动读数装置，其特征在于：所述原点检测传感器(60)、限位传感器(70)均为红外传感器。

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