專利名稱：液體流量標(biāo)準(zhǔn)檢定裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在流量計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)檢定裝置。
背景技術(shù)：
在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)中，要使用大量各種形式的流量計(jì)量?jī)x表。為了保證這些流量表所測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠，必須在流量標(biāo)準(zhǔn)檢定裝置上對(duì)這些流量表進(jìn)行定期檢定。流量標(biāo)準(zhǔn)檢定裝置種類很多，但由于在流量表的檢定過(guò)程中，對(duì)流體源的流量穩(wěn)定性要求很高，因此流量穩(wěn)定性好的靜態(tài)容積法流量標(biāo)準(zhǔn)檢定裝置得到了廣泛使用。在靜態(tài)容積法流量標(biāo)準(zhǔn)檢定裝置中，水泵將低位水池的水送到水塔的高位水池，在整個(gè)檢定過(guò)程中，高位水池處于溢流狀態(tài)，從而產(chǎn)生了一個(gè)恒定水位的恒壓水源。待檢定流量表安裝在試驗(yàn)管段上，檢定開始時(shí)，高位水池中的水流過(guò)試驗(yàn)管段后到達(dá)換向器，此時(shí)換向器連接到旁通管路；待水流動(dòng)狀態(tài)穩(wěn)定后，換向器啟動(dòng)將水流由旁通管路切換到標(biāo)準(zhǔn)量具，標(biāo)準(zhǔn)量具是一種標(biāo)準(zhǔn)稱量容器。在換向器啟動(dòng)的同時(shí)，啟動(dòng)計(jì)時(shí)器和記錄待檢定流量表的輸出信號(hào)值，當(dāng)?shù)竭_(dá)預(yù)定的水量或計(jì)時(shí)時(shí)間后，計(jì)時(shí)停止，換向器再次動(dòng)作，將水流切換回旁通管路。標(biāo)準(zhǔn)量具中水的體積或重量除以計(jì)時(shí)時(shí)間就得到標(biāo)準(zhǔn)的體積流量或重量流量，并以這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)量對(duì)待檢定流量表的輸出信號(hào)值進(jìn)行檢定。靜態(tài)容積法流量標(biāo)準(zhǔn)檢定裝置的缺點(diǎn)是由于水塔和換向器的存在，使得建造一個(gè)流量標(biāo)準(zhǔn)檢定裝置所需的投資多、占據(jù)空間及地面大、水塔高度(即壓力)有限制、換向器具有的正反行程差又使得整個(gè)裝置計(jì)量精度難以進(jìn)一步提高。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到水塔中處于溢流狀態(tài)的水池能夠獲得穩(wěn)定的水位(壓力)，但高度限制使其難以讓檢定介質(zhì)獲得較高雷諾數(shù)，而高壓氣體卻很容易使檢定介質(zhì)達(dá)到很高的雷諾數(shù)，因此研制的流量標(biāo)準(zhǔn)檢定裝置的流體源應(yīng)采用溢流結(jié)構(gòu)的容器與在這個(gè)容器內(nèi)充以高壓氣體相結(jié)合的方案；再考慮到換向器的兩次切換過(guò)程均造成了檢定流體流動(dòng)狀態(tài)的不穩(wěn)定， 而這種不穩(wěn)定流動(dòng)狀態(tài)又存在于計(jì)時(shí)時(shí)間區(qū)間的起始端和結(jié)束端，因此研制的流量標(biāo)準(zhǔn)檢定裝置應(yīng)放棄使用換向器，并將檢定計(jì)時(shí)時(shí)段選擇在檢定流體處于穩(wěn)定流動(dòng)狀態(tài)的區(qū)間。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如說(shuō)明書附圖中的圖1所示研制的流量標(biāo)準(zhǔn)檢定裝置是一種液體流量標(biāo)準(zhǔn)檢定裝置，由高壓上位溢流容器、常壓下位溢流容器、待檢定流量計(jì)所在的試驗(yàn)管段、不需換向器的標(biāo)準(zhǔn)稱量容器、能夠高精度測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)稱量容器內(nèi)液體液位或重量的檢測(cè)儀表、高壓貯液槽、常壓貯液槽、增壓泵、循環(huán)泵、工作閥、檢定閥及相應(yīng)管道組成，高壓上位溢流容器是采用溢流結(jié)構(gòu)以獲得穩(wěn)定液位的密閉容器，高壓貯液槽內(nèi)的液體由循環(huán)泵經(jīng)循環(huán)管注入高壓上位溢流容器，這些注入液體的一部分經(jīng)連接到高壓上位溢流容器液體空間的安裝有待檢定流量計(jì)的試驗(yàn)管段直接流至常壓下位溢流容器的液體空間， 另一部分成為高壓上位溢流容器的溢流再經(jīng)溢流管流回高壓貯液槽，常壓下位溢流容器具有與高壓上位溢流容器相同的溢流結(jié)構(gòu)，但其液面上作用大氣壓力，故不必是密閉容器，高壓貯液槽為密閉容器，它的液面上與高壓上位溢流容器的液面上，均通過(guò)高壓氣管作用來(lái)自同一高壓氣源的同樣大小的氣壓，來(lái)自試驗(yàn)管段的液體在常壓下位溢流容器內(nèi)成為溢流，該溢流流進(jìn)不需換向器的標(biāo)準(zhǔn)稱量容器，流進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)稱量容器的液體根據(jù)檢定閥的啟閉流至常壓貯液槽或者在標(biāo)準(zhǔn)稱量容器內(nèi)逐漸累積，標(biāo)準(zhǔn)稱量容器配有能夠高精度測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)稱量容器內(nèi)液體液位或重量的檢測(cè)儀表，常壓貯液槽內(nèi)的液體由增壓泵經(jīng)止回閥泵入高壓貯液槽，工作閥與檢定閥可以是手動(dòng)關(guān)斷閥，也可以是電動(dòng)關(guān)斷閥或者氣動(dòng)關(guān)斷閥，在液體流量標(biāo)準(zhǔn)檢定裝置中也可以取消常壓下位溢流容器，而讓從試驗(yàn)管段流出的液體直接流進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)稱量容器。在圖1中，為使該液體流量標(biāo)準(zhǔn)檢定裝置的基本原理看起來(lái)更清楚些，一些與基本原理關(guān)系不大，在現(xiàn)有流量標(biāo)準(zhǔn)檢定裝置中又常用的器件(如伸縮夾表器，消能器) 都未在圖中畫出，不同管徑的試驗(yàn)管段也只畫了一條。該液體流量標(biāo)準(zhǔn)檢定裝置的工作過(guò)程如下開啟工作閥及檢定閥，起動(dòng)循環(huán)泵與增壓泵，流量調(diào)節(jié)器(圖中未畫出)以預(yù)定的檢定流量點(diǎn)為給定值，由調(diào)節(jié)用流量計(jì)實(shí)測(cè)試驗(yàn)管段內(nèi)的液體流量，流量調(diào)節(jié)器根據(jù)實(shí)測(cè)值與給定值之間的偏差進(jìn)行控制運(yùn)算，以與控制運(yùn)算結(jié)果相關(guān)的調(diào)節(jié)器輸出信號(hào)去調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)閥閥門開度，最后使試驗(yàn)管段內(nèi)的流量穩(wěn)定在檢定流量點(diǎn)上。當(dāng)流量在該檢定流量點(diǎn)上穩(wěn)定后，關(guān)閉檢定閥，標(biāo)準(zhǔn)稱量容器內(nèi)的液位上升，當(dāng)液位上升到計(jì)時(shí)開始液位處時(shí)，計(jì)時(shí)開始；當(dāng)液位繼續(xù)上升到計(jì)時(shí)停止液位處或者計(jì)時(shí)開始后的累積液體重量達(dá)到預(yù)定值時(shí)，計(jì)時(shí)停止?？紤]到體積流量公式和重量流量公式為
_LV ν = ~~
Δι
式中如為體積流量，^w為重量流量,&為計(jì)時(shí)時(shí)間，ΔΖ為Δ 計(jì)時(shí)時(shí)間內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)稱量容
器中液體的體積累積量，ΔΙΤ為Δ·計(jì)時(shí)時(shí)間內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)稱量容器中液體的重量累積量，因此，
如果檢定閥關(guān)斷后在整個(gè)計(jì)時(shí)時(shí)間u內(nèi)閥門的泄漏量為零或可忽略不計(jì)，由上述檢定過(guò)
程獲得的 以及Δ?；颚う ,即可獲得標(biāo)準(zhǔn)的體積流量辦或重量流量并以此標(biāo)準(zhǔn)流
量去比對(duì)試驗(yàn)管段上的待檢定流量計(jì)對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)值，這樣就完成了待檢定流量計(jì)一個(gè)檢定流量點(diǎn)的檢定工作。 本發(fā)明的有益效果是，由于高壓上位溢流容器與常壓下位溢流容器采用的溢流結(jié)構(gòu)能夠獲得穩(wěn)定的液位差，并且密閉容器高壓上位溢流容器與高壓貯液槽在檢定過(guò)程中不耗氣，與這兩個(gè)密閉容器氣空間連通并給其供氣的儲(chǔ)氣罐所配套的空氣壓縮機(jī)在檢定過(guò)程中可以停機(jī)，以保證儲(chǔ)氣罐與兩個(gè)密閉容器內(nèi)氣壓的穩(wěn)定一致，因此，該液體流量標(biāo)準(zhǔn)檢定裝置可以具有相當(dāng)于水塔穩(wěn)壓流體源的流量穩(wěn)定性，同時(shí)又避免了水塔穩(wěn)壓投資多、占據(jù)空間及地面大、水塔高度限制難以達(dá)到高雷諾數(shù)的缺陷。當(dāng)液體流量標(biāo)準(zhǔn)檢定裝置使用氣動(dòng)夾表器、氣動(dòng)調(diào)節(jié)器以及氣動(dòng)關(guān)斷閥等耗氣型器件時(shí)，這些器件應(yīng)使用另一儲(chǔ)氣罐供氣， 以避免影響密閉容器內(nèi)氣壓的穩(wěn)定。該裝置不使用換向器，避免了換向器雙向切換過(guò)程不對(duì)稱造成的誤差。在該裝置的檢定過(guò)程中，整個(gè)計(jì)時(shí)時(shí)間段內(nèi)液體流動(dòng)均處于穩(wěn)定狀態(tài)，裝置的檢定誤差主要取決于標(biāo)準(zhǔn)稱量容器內(nèi)液體體積或重量的測(cè)量誤差，而這項(xiàng)測(cè)量誤差是可以做得比較小的，因此，從原理上說(shuō)，相比于使用換向器的流量標(biāo)準(zhǔn)檢定裝置，該液體流量標(biāo)準(zhǔn)檢定裝置的檢定精度較高。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。其中1.高壓上位溢流容器，2.工作閥，3.調(diào)節(jié)閥，4.調(diào)節(jié)用流量計(jì)，5.待檢定流量計(jì)，6.試驗(yàn)管段，7.常壓下位溢流容器，8.標(biāo)準(zhǔn)稱量容器，9.標(biāo)準(zhǔn)液位計(jì)，10.檢定閥，11.常壓貯液槽，12.增壓泵，13.止回閥，14.高壓貯液槽，15.循環(huán)泵，16.溢流管， 17.高壓氣管，18.循環(huán)管。
具體實(shí)施例方式
以下內(nèi)容是結(jié)合附圖1給出具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步說(shuō)明。(實(shí)施例1、液位計(jì)檢測(cè)模式)
在圖1中，工作閥2與檢定閥10均采用氣動(dòng)關(guān)斷閥，在標(biāo)準(zhǔn)稱量容器8下部管道上安裝了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)壓力表9，當(dāng)檢定閥關(guān)閉，標(biāo)準(zhǔn)稱量容器內(nèi)的液位逐漸上升時(shí)，液位的變化與標(biāo)準(zhǔn)壓力表感受到的壓力大小是一一對(duì)應(yīng)的，標(biāo)準(zhǔn)壓力表可據(jù)此測(cè)量液位。該實(shí)施例的工作過(guò)程將待檢定流量計(jì)5的幾個(gè)檢定流量點(diǎn)預(yù)先輸入到工控機(jī)后，整個(gè)檢定過(guò)程就將在工控機(jī)的控制下自動(dòng)進(jìn)行。工控機(jī)在某個(gè)檢定流量點(diǎn)上，首先開啟氣動(dòng)工作閥與氣動(dòng)檢定閥，起動(dòng)循環(huán)泵15及增壓泵12，根據(jù)調(diào)節(jié)用流量計(jì)4實(shí)測(cè)流量值調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)閥3開度，最后使流量穩(wěn)定在要求的檢定流量點(diǎn)上。當(dāng)流量穩(wěn)定后，工控機(jī)控制氣動(dòng)檢定閥關(guān)閉，標(biāo)準(zhǔn)稱量容器內(nèi)的液位上升，避開氣動(dòng)檢定閥關(guān)閉初期壓力變化不穩(wěn)定的時(shí)段，選擇壓力穩(wěn)定上升的液位變化區(qū)間內(nèi)的兩個(gè)液位作為計(jì)時(shí)開始液位與計(jì)時(shí)結(jié)束液位， 從而得到與這兩個(gè)液位對(duì)應(yīng)的計(jì)時(shí)時(shí)間。由于在標(biāo)準(zhǔn)稱量容器內(nèi)這兩個(gè)液位間的液體體積預(yù)先已知，故由計(jì)時(shí)得到計(jì)時(shí)時(shí)間后，就可算得該檢定流量點(diǎn)準(zhǔn)確的流量值，并以該值去比對(duì)待檢定流量計(jì)對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)值。在按要求完成待檢定流量計(jì)在該檢定流量點(diǎn)的檢定工作后，工控機(jī)就自動(dòng)轉(zhuǎn)向該待檢定流量計(jì)下一個(gè)檢定流量點(diǎn)的檢定工作，其工作過(guò)程同上。(實(shí)施例2、電子秤檢測(cè)模式)
將標(biāo)準(zhǔn)稱量容器、檢定閥及連通管道作為一個(gè)整體，并使這個(gè)整體的重量作用在電子秤上，當(dāng)檢定閥關(guān)閉后，電子秤對(duì)重量的變化進(jìn)行稱量，當(dāng)重量達(dá)到計(jì)時(shí)開始重量時(shí)開始計(jì)時(shí)，當(dāng)重量達(dá)到計(jì)時(shí)結(jié)束重量時(shí)結(jié)束計(jì)時(shí)，根據(jù)兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)上的重量差及計(jì)時(shí)得到的計(jì)時(shí)時(shí)間，即可算得該檢定流量點(diǎn)準(zhǔn)確的重量流量，并以此準(zhǔn)確值去比對(duì)待檢定流量計(jì)對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)值。該實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)重量的計(jì)量通常要比對(duì)體積的計(jì)量準(zhǔn)確一些。
權(quán)利要求
1.一種液體流量標(biāo)準(zhǔn)檢定裝置，其特征是高壓上位溢流容器(1)是采用溢流結(jié)構(gòu)以獲得穩(wěn)定液位的密閉容器，高壓貯液槽(14)內(nèi)的液體由循環(huán)泵(15)經(jīng)循環(huán)管(18)注入高壓上位溢流容器，這些注入液體的一部分經(jīng)連接到高壓上位溢流容器液體空間的安裝有待檢定流量計(jì)(5)的試驗(yàn)管段(6)直接流至常壓下位溢流容器(7)的液體空間，另一部分成為高壓上位溢流容器的溢流再經(jīng)溢流管(16)流回高壓貯液槽，常壓下位溢流容器具有與高壓上位溢流容器相同的溢流結(jié)構(gòu)，但其液面上作用大氣壓力，故不必是密閉容器，高壓貯液槽為密閉容器，它的液面上與高壓上位溢流容器的液面上均作用來(lái)自同一高壓氣源的同樣大小的氣壓，來(lái)自試驗(yàn)管段的液體在常壓下位溢流容器內(nèi)成為溢流，該溢流流進(jìn)不需換向器的標(biāo)準(zhǔn)稱量容器(8)，流進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)稱量容器的液體根據(jù)檢定閥(10)的啟閉流至常壓貯液槽 (11)或者在標(biāo)準(zhǔn)稱量容器內(nèi)逐漸累積，標(biāo)準(zhǔn)稱量容器配有能夠高精度測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)稱量容器內(nèi)液體液位或重量的檢測(cè)儀表(9)，常壓貯液槽內(nèi)的液體由增壓泵(12)經(jīng)止回閥(13)泵入高壓貯液槽。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體流量標(biāo)準(zhǔn)檢定裝置，其特征是工作閥與檢定閥可以是手動(dòng)關(guān)斷閥，也可以是電動(dòng)關(guān)斷閥或者氣動(dòng)關(guān)斷閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體流量標(biāo)準(zhǔn)檢定裝置，其特征是在液體流量標(biāo)準(zhǔn)檢定裝置中也可以取消常壓下位溢流容器，而讓從試驗(yàn)管段流出的液體直接流進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)稱量容器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種液體流量標(biāo)準(zhǔn)檢定裝置，該裝置在密閉容器中采用溢流結(jié)構(gòu)以獲得穩(wěn)定液位，并在這個(gè)穩(wěn)定液面上作用穩(wěn)定高氣壓，這使得裝置的流體源兼有水塔流量穩(wěn)定性和容器穩(wěn)壓法高雷諾數(shù)的優(yōu)點(diǎn)，而造價(jià)和占地面積均比水塔法少，該裝置無(wú)需換向器，避免了換向器雙向切換過(guò)程不對(duì)稱造成的誤差，在檢定過(guò)程中，不以閥門啟閉作為計(jì)時(shí)的起點(diǎn)和終點(diǎn)，整個(gè)計(jì)時(shí)時(shí)間段內(nèi)液體流動(dòng)均處于穩(wěn)定狀態(tài)，檢定誤差主要取決于標(biāo)準(zhǔn)稱量容器內(nèi)液體體積或重量的測(cè)量誤差，因此，相比于使用換向器，該液體流量標(biāo)準(zhǔn)檢定裝置的檢定精度較高。
文檔編號(hào)G01F25/00GK102183284SQ20111009308
公開日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2011年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月14日
發(fā)明者張廣忠 申請(qǐng)人:張廣忠