專利名稱：小流量質(zhì)量流量計的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于測量儀器。用于精確測量液體的質(zhì)量流量。如發(fā)動機燃油消耗量。
傳統(tǒng)的測量發(fā)動機耗油量的方法是天平法。在天平一端放置油杯，油杯放一虹吸管，把油吸出送到發(fā)動機；天平另一端放置砝碼，隨著燃油被發(fā)動機消耗，天平達到平衡。傳感器發(fā)出開始計時信號，移去一定重量的砝碼，等天平再次達到平衡時，傳感器發(fā)出停止計時的信號。用砝碼重量除以計得的時間，就可得到單位時間的耗油量，即燃油的質(zhì)量流量。這種方法難以克服天平振擺、天平刀口磨損、虹吸管進氣，及虹吸管浮力對測量精度的影響。
實用新型專利CA8921 5939.1提出一種浮子式油耗量傳感器。該傳感器的結(jié)構(gòu)如圖2所示。圖中(6)為浮子；(5)為容器；(1)為砝碼；(2)和(10)為光電管；(4)為平臺；(3)和(11)為遮光板；(14)為注油電磁閥。
測量開始時，電磁閥(14)打開，燃油從油箱流入容器(5)，待油足夠多時，浮子的浮力足以頂起砝碼(1)，遮光板(11)遮住光電管(10)的光路，于是電磁閥關(guān)閉，隨著發(fā)動機的運轉(zhuǎn)，容器(5)內(nèi)油面降低，浮子下降，當(dāng)砝碼接觸平臺上面時，遮光板(11)遮住光電管(2)的光路，使計時器起動，油位繼續(xù)下降，到某一時刻，砝碼(1)的重量全部轉(zhuǎn)移到平臺(4)上。油面再次下降，浮子即下降并使遮光板(11)打開光電管(10)的光路。向計時器發(fā)出結(jié)束信號，同時使電磁閥(14)打開。容器(5)內(nèi)再次注油，開始新的一輪測量循環(huán)。當(dāng)容器(5)內(nèi)徑截面積和浮子外徑截面積之比為λ時，計時器開停之間流出液體的質(zhì)量應(yīng)等于(λ－1)*G.G為砝碼重量。
這種傳感器不存在虹吸管浮力對測量的影響。自動化強度高，抗震性好，結(jié)構(gòu)緊湊。但缺點是1.浮子以其軸在容量(5)的孔中導(dǎo)向上下滑動，無法克服不規(guī)則的摩擦力對測量的影響。
2.要用擋板式光電開關(guān)(10)(11)(2)(3)來測定砝碼 剛接觸平臺及浮子剛脫離砝碼瞬間的時間，誤差不可避免是很大的。
本發(fā)明的目的在于提出一種新的浮子式質(zhì)量流量計，該流量計可避免上述發(fā)明的缺點，并且除可用于測量出液流量外(如發(fā)動機耗油量的測定)也可用于測量來液流量。
發(fā)明通過下述技術(shù)手段達到目的參

圖1 容器(1)通過小徑管路(2)與發(fā)動機相連，大徑管路(3)與油箱相連。管路(3)中裝有電磁截止閥(5)。浮子(6)以彈性元件(7)(8)與容量相連。(8)是彈性隔膜，可防止液體蒸氣進入容器上部的電子部分。
當(dāng)容器(1)內(nèi)液面上下變化時，浮子會因膜片(7)(8)的彈性變形而產(chǎn)生微小的上下位移。
一個靈敏的微位移傳感器(9)安裝在浮子上端和容器之間。浮子軸最上端有一個托盤(10)，一個砝碼(11)放在托盤(10)上，一個電磁鐵(12)裝在容器最上方。當(dāng)電磁鐵通電時，就把砝碼從托盤中提起。
測量的過程由控制電路自動控制，按以下步驟進行1.電磁鐵(12)斷電，砝碼(11)落到托盤(10)時，同時電磁閥(5)開啟，容器(1)內(nèi)油面迅速升高，到傳感器(9)輸出電壓，說明浮子浮力已超過浮子和砝碼重量之和時，電磁閥關(guān)閉。
2.隨著發(fā)動機耗油，容器(1)內(nèi)液面逐漸降低。到浮子重量＋砝碼重量＝浮子浮力時，傳感器(9)輸出電壓＝0或為某一定值。此時計時器開始計時，然后，控制電路使電磁鐵(12)吸合，砝碼(11)被提離托盤。
3.隨著液面繼續(xù)下降，到某時刻，浮子重量＝它所受浮力，傳感器輸出電壓又達到0或某一定值，使計時器停止計時，根據(jù)計時器計得時間Δt，控制電路自動計算出液體的流量為(λ－1)·G／Δt克／秒。
4.接著，控制電路又控制電磁鐵(12)放下砝碼，開啟電磁閥(5)對容器內(nèi)注油，重復(fù)進行下一次測量循環(huán)。
控制電路可與測量發(fā)動機轉(zhuǎn)速扭矩的傳感器以及測量車輛車輪線速度的傳感器連結(jié)。這樣可以輸出單位千瓦小時的耗油量，或機動車每百公里的耗油量。
彈性隔膜既用作一個彈性元件，又用于防止容器液體及其蒸氣與上部的微位移傳感器(9)接觸。
微位移傳感器可以采用電感式、電容式、應(yīng)變片式、電接觸式，圖3－圖5分別為電容式，應(yīng)變片式，電接觸式傳感器的結(jié)構(gòu)型式。
本發(fā)明也可測量來液流量，圖6說明了測量來液流量的管路接法。
這時管路(2)與來液源(15)相接，管路(3)接排液出口。
測量過程為1.電磁閥(5)開啟，把容量內(nèi)液體排出，到傳感器(9)輸出電壓小于0或某一定值時，電磁閥(5)關(guān)閉。電磁鐵(12)通電，把砝碼提起。
2.隨著液體流入，容器(1)內(nèi)液面逐漸上升。當(dāng)浮子第一次平衡時，傳感器(9)發(fā)出開始計時信號，開始計時，然后，電磁鐵(10)斷電，把砝碼放到托盤上。
3.當(dāng)液面升高到浮子第二次平衡時，傳感器(9)發(fā)出結(jié)束計時信號，結(jié)束計時。得到Δt。控制電路計算出單位時間進液流量并輸出數(shù)據(jù)。
4.以下重復(fù)過程1－4。
圖1即為本發(fā)明最佳實施例。
為保證λ值的穩(wěn)定性，浮子(6)與容器(5)應(yīng)用同樣材料制成，而且兩者的壁厚應(yīng)與外徑成同一比例。
為提高儀器的抗震性能，在容器(1)內(nèi)壁(1)與浮子(6)之間還可增設(shè)一阻尼板(14)，改變其與浮子(6)之間的環(huán)形縫隙截面積?？筛纳聘∽舆\動的阻尼特性。
權(quán)利要求1.一種小流量質(zhì)量流量計由浮子(6)，容器(1)，砝碼(11)，電磁閥(5)等構(gòu)成，其特征在于浮子(6)經(jīng)彈性元件(7)(8)與容器相連。
2.按權(quán)利要求1所述之裝置，其特征在于在浮子(6)的上端與容器(1)之間裝有微位移傳感器(9)。(9)的形式為下列之一a 電感式微位移傳感器；b 應(yīng)變片式微位移傳感器；c 電容式微位移傳感器；d 觸點式微位移傳感器。
3.按權(quán)利要求1所述之裝置，其特征在于在浮子(6)上端裝有一個放砝碼(11)的托盤(10)，并有一個用于提起砝碼的電磁鐵(12)裝在容器上方。
4.按權(quán)利要求1所述之裝置，其特征在于元件(8)為不透氣液的彈性隔離膜。
5.按權(quán)利要求1所述之裝置，其特征在于浮子(6)與容器應(yīng)用同樣材料制成，而且兩者的壁厚應(yīng)與其外徑成同一比例。
6.按權(quán)利要求1所述之裝置，其特征在于在容器(1)內(nèi)壁，容器(1)與浮子(6)之間安裝有一個阻尼板(14)。
專利摘要一種可用于測量發(fā)動機燃油消耗量的質(zhì)量流量計由帶有浮子的容器及砝碼等構(gòu)成。由于采用彈性元件來對浮子的運動導(dǎo)向，并用高靈敏度的微位移傳感器來測定浮子兩次平衡的位置。該質(zhì)量流量計可以達到高的穩(wěn)定性和測量精度。
文檔編號G01F1/86GK2105671SQ91226358
公開日1992年5月27日 申請日期1991年9月26日 優(yōu)先權(quán)日1991年9月26日
發(fā)明者邵文遠, 蔡兵 申請人:邵文遠, 蔡兵