一種自動(dòng)穩(wěn)定水流量的裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型提供一種自動(dòng)穩(wěn)定水流量的裝置，其包括循環(huán)水箱，循環(huán)水箱一側(cè)通過(guò)管路連接循環(huán)水箱進(jìn)水閥，另一側(cè)通過(guò)管路連接變頻泵；變頻泵通過(guò)管路連接穩(wěn)壓罐，穩(wěn)壓罐通過(guò)管路連接流量計(jì)，流量計(jì)通過(guò)管路連接設(shè)置在換向器上方的出水管；在流量計(jì)上設(shè)置頻率計(jì)；在循環(huán)水箱上方設(shè)置電子秤，電子秤上放置稱(chēng)重水箱，稱(chēng)重水箱旁邊為循環(huán)水箱入口；換向器設(shè)置在稱(chēng)重水箱與循環(huán)水箱入口上方，出水管設(shè)置在換向器上方，該出水管一側(cè)帶有光電開(kāi)關(guān)；換向器底部設(shè)有出水口，通過(guò)換向器進(jìn)行位置轉(zhuǎn)換，使得出水管流出的水其僅流入循環(huán)水箱入口或者僅流入稱(chēng)重水箱。本實(shí)用新型裝置實(shí)現(xiàn)高穩(wěn)定度的流量控制，實(shí)現(xiàn)快速調(diào)節(jié)，提高效率。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種自動(dòng)穩(wěn)定水流量的裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于液體流量或容積計(jì)量【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種自動(dòng)穩(wěn)定水流量的
目.0

【背景技術(shù)】
[0002]流量計(jì)量是計(jì)量科學(xué)的最要組成部分，在各領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。流量計(jì)檢定是對(duì)流量計(jì)某些定流量點(diǎn)的檢定，在流量計(jì)量時(shí)，必須保證流量高度的穩(wěn)定，整個(gè)裝置在計(jì)量過(guò)程中，流量必須控制在允許的誤差范圍之內(nèi)，以保證檢定結(jié)果的可靠性。
[0003]目前水流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的穩(wěn)壓方法大體可分為水塔穩(wěn)壓法、穩(wěn)壓容器法、變頻穩(wěn)壓法等。
[0004](I)水塔穩(wěn)壓法，是以恒液位的高位水塔作為恒壓水源，其能獲得很好的流體穩(wěn)定性，但其有提供的壓頭壓力有限、水塔占地面積大和建設(shè)費(fèi)昂貴等缺點(diǎn)。
[0005](2)穩(wěn)壓容器法，是將水與氣體引入到同一容器內(nèi)，下部由泵供水，上部有壓縮空氣作為氣源供氣，由氣體實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)容器內(nèi)的壓力，保證壓力穩(wěn)定，當(dāng)流量較小時(shí)，其具有投資少、占地面積小等特點(diǎn)。但對(duì)于大流量檢定時(shí)，容器體積要很大，大體積的高壓容器存在危險(xiǎn)，而且需要配置大量的壓縮空氣，裝置穩(wěn)壓的時(shí)間也較長(zhǎng)。
[0006](3)變頻穩(wěn)壓法，是通過(guò)改變變頻泵的控制頻率從而實(shí)現(xiàn)對(duì)流量的調(diào)節(jié)，其占地面積小、投資少、可選用高揚(yáng)程的泵來(lái)提高壓頭壓力，但其流量穩(wěn)定性不如前兩者。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本實(shí)用新型提供一種占地面積小、實(shí)現(xiàn)高穩(wěn)定度的流量控制的自動(dòng)穩(wěn)定水流量的
目.ο
[0008]實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的的技術(shù)方案:一種自動(dòng)穩(wěn)定水流量的裝置，其包括循環(huán)水箱，循環(huán)水箱一側(cè)通過(guò)管路連接循環(huán)水箱進(jìn)水閥，另一側(cè)通過(guò)管路連接變頻泵；變頻泵通過(guò)管路連接穩(wěn)壓罐，穩(wěn)壓罐通過(guò)管路連接流量計(jì)，流量計(jì)通過(guò)管路連接設(shè)置在換向器上方的出水管；在流量計(jì)上設(shè)置頻率計(jì)；
[0009]在循環(huán)水箱上方設(shè)置電子秤，電子秤上放置稱(chēng)重水箱，稱(chēng)重水箱旁邊為循環(huán)水箱入口 ；換向器設(shè)置在稱(chēng)重水箱與循環(huán)水箱入口上方，出水管設(shè)置在換向器上方，該出水管一側(cè)帶有光電開(kāi)關(guān)；換向器底部設(shè)有出水口，通過(guò)換向器進(jìn)行位置轉(zhuǎn)換，使得出水管流出的水其僅流入循環(huán)水箱入口或者僅流入稱(chēng)重水箱。
[0010]如上所述的一種自動(dòng)穩(wěn)定水流量的裝置，其在稱(chēng)重水箱一側(cè)設(shè)有與循環(huán)水箱連通的排水管路，在該排水管路上設(shè)置稱(chēng)重水箱排水閥；在循環(huán)水箱上設(shè)有循環(huán)水箱液位計(jì)；在循環(huán)水箱與變頻泵連接的管路上設(shè)有泵入口閥；在變頻泵與穩(wěn)壓罐連接的管路上設(shè)有泵出口閥；在穩(wěn)壓罐與流量計(jì)連接的管路上設(shè)有流量計(jì)入口閥；在流量計(jì)與出水管連接的管路上設(shè)有調(diào)節(jié)閥。
[0011]如上所述的一種自動(dòng)穩(wěn)定水流量的裝置，其所述的光電開(kāi)關(guān)、稱(chēng)重水箱排水閥、電子秤、泵入口閥、循環(huán)水箱進(jìn)水閥、變頻泵、泵出口閥、.流量計(jì)入口閥、頻率計(jì)、流量計(jì)以及調(diào)節(jié)閥均為現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，這些現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備分別通過(guò)線(xiàn)路與可編程邏輯控制器相連，可編程邏輯控制器通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)與人機(jī)交互界面進(jìn)行交互。
[0012]如上所述的一種自動(dòng)穩(wěn)定水流量的裝置，其所述的人機(jī)交互界面采用雙機(jī)配置，一臺(tái)死機(jī)后，另一臺(tái)仍可操作，其負(fù)責(zé)接收用戶(hù)輸入以及用戶(hù)發(fā)送的指令，利用modbus/TCP通信協(xié)議，經(jīng)工業(yè)以太網(wǎng)與可編程邏輯控制器進(jìn)行交互，所有邏輯在可編程邏輯控制器中，其接收現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的信號(hào)，并控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，將現(xiàn)在設(shè)備各類(lèi)狀態(tài)傳輸給人機(jī)交互界面進(jìn)行顯不O
[0013]本實(shí)用新型的效果在于:本實(shí)用新型所述的一種自動(dòng)穩(wěn)定水流量的裝置實(shí)現(xiàn)高穩(wěn)定度的流量控制，為高精度的流量計(jì)檢定打下良好基礎(chǔ)。其可以在高穩(wěn)定的流量狀態(tài)下進(jìn)行檢定工作，流量穩(wěn)定度的不確定度可達(dá)0.04 %，保證了流量計(jì)在同一流量系數(shù)下工作，確保流量計(jì)的計(jì)量性能。本實(shí)用新型裝置實(shí)現(xiàn)快速調(diào)節(jié)，提高了效率；操作過(guò)程自動(dòng)化，在人機(jī)交互界面，輸入檢定點(diǎn)后，點(diǎn)擊開(kāi)始，直至檢點(diǎn)結(jié)束，無(wú)需人為干預(yù)，避免了人為操作失誤帶來(lái)的誤差。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型所述的一種自動(dòng)穩(wěn)定水流量的裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為控制系統(tǒng)示意圖；
[0016]圖中:1.光電開(kāi)關(guān)；2.換向器；3.稱(chēng)重水箱；4.稱(chēng)重水箱排水閥；5.電子秤；6.循環(huán)水箱液位計(jì)；7.泵入口閥；8.循環(huán)水箱；9.循環(huán)水箱進(jìn)水閥；10.變頻泵；11.泵出口閥；12.穩(wěn)壓罐；13.流量計(jì)入口閥；14.頻率計(jì)；15.流量計(jì)；16.調(diào)節(jié)閥；17.出水管；18.循環(huán)水箱入口 ；19.人機(jī)交互界面；20.工業(yè)以太網(wǎng)；21.可編程邏輯控制器。

【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型所述的一種自動(dòng)穩(wěn)定水流量的裝置作進(jìn)一步描述。
[0018]如圖1所示，本實(shí)用新型所述的一種自動(dòng)穩(wěn)定水流量的裝置，其包括循環(huán)水箱8，循環(huán)水箱8 —側(cè)通過(guò)管路連接循環(huán)水箱進(jìn)水閥9，另一側(cè)通過(guò)管路連接變頻泵10。在循環(huán)水箱8上設(shè)有循環(huán)水箱液位計(jì)6 ;在循環(huán)水箱8與變頻泵10連接的管路上設(shè)有泵入口閥7。
[0019]變頻泵10通過(guò)管路連接穩(wěn)壓罐12，穩(wěn)壓罐12通過(guò)管路連接流量計(jì)15，流量計(jì)15通過(guò)管路連接設(shè)置在換向器2上方的出水管17 ;在流量計(jì)15上設(shè)置頻率計(jì)14。在變頻泵10與穩(wěn)壓罐12連接的管路上設(shè)有泵出口閥11 ;在穩(wěn)壓罐12與流量計(jì)15連接的管路上設(shè)有流量計(jì)入口閥13 ;在流量計(jì)15與出水管17連接的管路上設(shè)有調(diào)節(jié)閥16。
[0020]在循環(huán)水箱8上方設(shè)置電子秤5，電子秤5上放置稱(chēng)重水箱3，稱(chēng)重水箱3旁邊為循環(huán)水箱入口 18 ;換向器2設(shè)置在稱(chēng)重水箱3與循環(huán)水箱入口 18上方，出水管17設(shè)置在換向器2上方，該出水管17—側(cè)帶有光電開(kāi)關(guān)I ;換向器2底部設(shè)有出水口，通過(guò)換向器2位置轉(zhuǎn)換，使得出水管17流出的水其僅流入循環(huán)水箱入口 18或者僅流入稱(chēng)重水箱3。
[0021]在稱(chēng)重水箱3 —側(cè)設(shè)有與循環(huán)水箱8連通的排水管路，在該排水管路上設(shè)置稱(chēng)重水箱排水閥4。所述的循環(huán)水箱8作為水源，內(nèi)部容積大于稱(chēng)重水箱3內(nèi)部容積的10倍。
[0022]上述的光電開(kāi)關(guān)1、稱(chēng)重水箱排水閥4、電子秤5、泵入口閥7、循環(huán)水箱進(jìn)水閥9、變頻泵10、泵出口閥11、.流量計(jì)入口閥13、頻率計(jì)14、流量計(jì)15以及調(diào)節(jié)閥16均為現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，這些現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備分別通過(guò)線(xiàn)路與可編程邏輯控制器21相連，可編程邏輯控制器21通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)20與人機(jī)交互界面19進(jìn)行交互。
[0023]如圖2所示，所述的人機(jī)交互界面19采用雙機(jī)配置，一臺(tái)死機(jī)后，另一臺(tái)仍可操作，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，其負(fù)責(zé)接收用戶(hù)輸入以及用戶(hù)發(fā)送的指令，利用modbus/TCP通信協(xié)議，經(jīng)工業(yè)以太網(wǎng)20與可編程邏輯控制器21進(jìn)行交互，所有邏輯在可編程邏輯控制器21中，其接收現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的信號(hào)，并控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，將現(xiàn)在設(shè)備各類(lèi)狀態(tài)傳輸給人機(jī)交互界面19進(jìn)行顯示。
[0024]所述的可編程邏輯控制器21通過(guò)數(shù)字量卡控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，即閥的開(kāi)關(guān)、泵的啟停、換向器2的位置轉(zhuǎn)換；通過(guò)模擬量輸出卡控制變頻泵10的頻率與調(diào)節(jié)閥16的開(kāi)度；流量計(jì)返回的是脈沖值，通過(guò)頻率計(jì)14進(jìn)行采集，并記錄累計(jì)脈沖數(shù)換算為累計(jì)流量，并通過(guò)定時(shí)中斷方式，記錄Is內(nèi)的脈沖數(shù)，換算為瞬時(shí)流量。
[0025]采用上述的一種自動(dòng)穩(wěn)定水流量的裝置，其包括如下步驟:
[0026](a)開(kāi)啟循環(huán)水箱進(jìn)水閥9，使循環(huán)水箱8內(nèi)液位為其全液位的80%?90%;開(kāi)啟泵入口閥7、變頻泵10、泵出口閥11，對(duì)穩(wěn)壓罐12的液位進(jìn)行調(diào)整，保證穩(wěn)壓罐12內(nèi)液位為其全液位的80%?90% ;開(kāi)啟流量計(jì)入口閥13、調(diào)節(jié)閥16，換向器換2轉(zhuǎn)換到循環(huán)水箱入口 18處，實(shí)現(xiàn)水在循環(huán)水箱回路中循環(huán)；
[0027](b)以流量計(jì)15流量作為實(shí)時(shí)流量，通過(guò)PID算法改變變頻泵10的頻率，快速將流量調(diào)整到設(shè)定流量的90 %?110 %范圍內(nèi)；流量調(diào)整到90%?110%范圍內(nèi)后，啟用調(diào)節(jié)閥16的PID模塊，通過(guò)調(diào)整其開(kāi)度，對(duì)流量進(jìn)行調(diào)節(jié)；在變頻泵10與調(diào)節(jié)閥16的共同作用，實(shí)現(xiàn)流量的穩(wěn)定調(diào)節(jié)；
[0028](c)流量調(diào)整到設(shè)定流量的98%?102%范圍內(nèi)后，使電子秤5去皮，頻率計(jì)14清零，將換向器2進(jìn)行換向至稱(chēng)重水箱3位置處，換向時(shí)會(huì)觸發(fā)光電開(kāi)關(guān)I，可編程邏輯控制器20接收到光電開(kāi)關(guān)I的第一次脈沖信號(hào)時(shí)，同時(shí)頻率計(jì)14記錄流量計(jì)15發(fā)出的脈沖數(shù)；
[0029](d)當(dāng)電子秤5稱(chēng)重到達(dá)額定重量后，換向器2換回到循環(huán)水箱入口 18處，此時(shí)光電開(kāi)關(guān)I產(chǎn)生第二次脈沖信號(hào)，頻率計(jì)14停止計(jì)數(shù)；
[0030](e)讀取頻率計(jì)14中的累計(jì)脈沖數(shù)與時(shí)間，讀取電子秤的稱(chēng)重值；開(kāi)啟稱(chēng)重水箱排水閥4，排水后關(guān)閉；
[0031](f)重復(fù)步驟(b)到步驟(e)完成同一檢定點(diǎn)的3次檢定后，計(jì)算得出一個(gè)檢定點(diǎn)的平均流量。
[0032](g)重復(fù)步驟(b)到步驟(f)，直至所有輸入的檢定點(diǎn)全部檢定完成，試驗(yàn)結(jié)束。
[0033]本實(shí)用新型采用變頻泵，在開(kāi)始階段使用PID算法，快速的調(diào)節(jié)流量達(dá)到設(shè)定值的90%?110%，實(shí)現(xiàn)流量的快速調(diào)節(jié)。采用帶有反饋的電控調(diào)節(jié)閥，在流量到達(dá)設(shè)定值的90%?110%范圍內(nèi)時(shí)，配合變頻泵進(jìn)行微調(diào)流量，實(shí)現(xiàn)流量的穩(wěn)定調(diào)節(jié)。采用循環(huán)水箱作為水源，內(nèi)部容積大于稱(chēng)重水箱內(nèi)部容積的10倍，在檢定過(guò)程中，水源頁(yè)面變化不超其液位的1/10，可為泵入口提供相對(duì)穩(wěn)定的壓頭。采用穩(wěn)壓罐穩(wěn)壓，一是將管路中殘留氣體收集到穩(wěn)壓罐中，二是對(duì)變頻泵產(chǎn)生的脈動(dòng)流量起到緩沖的作用。
【權(quán)利要求】
1.一種自動(dòng)穩(wěn)定水流量的裝置，其特征在于:該裝置包括循環(huán)水箱(8)，循環(huán)水箱(8)一側(cè)通過(guò)管路連接循環(huán)水箱進(jìn)水閥(9)，另一側(cè)通過(guò)管路連接變頻泵(10);變頻泵(10)通過(guò)管路連接穩(wěn)壓罐(12)，穩(wěn)壓罐(12)通過(guò)管路連接流量計(jì)(15)，流量計(jì)(15)通過(guò)管路連接設(shè)置在換向器(2)上方的出水管(17);在流量計(jì)(15)上設(shè)置頻率計(jì)(14); 在循環(huán)水箱(8)上方設(shè)置電子秤(5)，電子秤(5)上放置稱(chēng)重水箱(3)，稱(chēng)重水箱(3)旁邊為循環(huán)水箱入口(18);換向器(2)設(shè)置在稱(chēng)重水箱(3)與循環(huán)水箱入口(18)上方，出水管(17)設(shè)置在換向器(2)上方，該出水管(17) —側(cè)帶有光電開(kāi)關(guān)⑴；換向器(2)底部設(shè)有出水口，通過(guò)換向器(2)位置轉(zhuǎn)換，使得出水管(17)流出的水其僅流入循環(huán)水箱入口(18)或者僅流入稱(chēng)重水箱(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動(dòng)穩(wěn)定水流量的裝置，其特征在于:在稱(chēng)重水箱(3)一側(cè)設(shè)有與循環(huán)水箱(8)連通的排水管路，在該排水管路上設(shè)置稱(chēng)重水箱排水閥(4);在循環(huán)水箱(8)上設(shè)有循環(huán)水箱液位計(jì)￠);在循環(huán)水箱(8)與變頻泵(10)連接的管路上設(shè)有泵入口閥(7);在變頻泵(10)與穩(wěn)壓罐(12)連接的管路上設(shè)有泵出口閥(11);在穩(wěn)壓罐(12)與流量計(jì)(15)連接的管路上設(shè)有流量計(jì)入口閥(13);在流量計(jì)(15)與出水管(17)連接的管路上設(shè)有調(diào)節(jié)閥(16)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種自動(dòng)穩(wěn)定水流量的裝置，其特征在于:所述的光電開(kāi)關(guān)(I)、稱(chēng)重水箱排水閥(4)、電子秤(5)、泵入口閥(7)、循環(huán)水箱進(jìn)水閥(9)、變頻泵(10)、泵出口閥(11)、.流量計(jì)入口閥(13)、頻率計(jì)(14)、流量計(jì)(15)以及調(diào)節(jié)閥(16)均為現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，這些現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備分別通過(guò)線(xiàn)路與可編程邏輯控制器(21)相連，可編程邏輯控制器(21)通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)(20)與人機(jī)交互界面(19)進(jìn)行交互。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種自動(dòng)穩(wěn)定水流量的裝置，其特征在于:所述的人機(jī)交互界面(19)采用雙機(jī)配置，一臺(tái)死機(jī)后，另一臺(tái)仍可操作，其負(fù)責(zé)接收用戶(hù)輸入以及用戶(hù)發(fā)送的指令，利用modbus/TCP通信協(xié)議，經(jīng)工業(yè)以太網(wǎng)(20)與可編程邏輯控制器(21)進(jìn)行交互，所有邏輯在可編程邏輯控制器(21)中，其接收現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的信號(hào)，并控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，將現(xiàn)在設(shè)備各類(lèi)狀態(tài)傳輸給人機(jī)交互界面(19)進(jìn)行顯示。
【文檔編號(hào)】G05D7/06GK204229244SQ201420674122
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月5日
【發(fā)明者】吳佳靈, 孫海濤, 逯軍, 唐永欣, 孫鳳舉, 任閩, 何小兵, 王德志 申請(qǐng)人:北京航天計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究所, 中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院