專利名稱：標(biāo)準(zhǔn)體積管法流量計(jì)校驗(yàn)裝置及其校驗(yàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測量設(shè)備的校驗(yàn)裝置及其方法，特別是涉及一種超聲波為測量媒質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)體積管法流量計(jì)校驗(yàn)裝置及其校驗(yàn)方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的單聲道超聲波流量計(jì)包括設(shè)置在管道外的一對(duì)超聲波發(fā)射和接收裝置和流量計(jì)發(fā)射/接收電路。一種現(xiàn)有技術(shù)的流量計(jì)管道是標(biāo)準(zhǔn)體積管，專門用來測量流經(jīng)管道的液體流量。另外，為精確測量要求，需要標(biāo)準(zhǔn)體積管校驗(yàn)設(shè)備對(duì)流量計(jì)進(jìn)行校驗(yàn)，以獲得數(shù)據(jù)并對(duì)流量計(jì)進(jìn)行校準(zhǔn)。
目前已有的標(biāo)準(zhǔn)體積管校驗(yàn)設(shè)備，其標(biāo)準(zhǔn)段容積是固定不變的。其標(biāo)準(zhǔn)容積段所對(duì)應(yīng)的流量脈沖為小數(shù)，采集和計(jì)算采用雙時(shí)鐘插入法。
因此，在儀表校驗(yàn)時(shí)，每得到一個(gè)校驗(yàn)數(shù)據(jù)，必須走完整個(gè)行程，浪費(fèi)時(shí)間，所以工作效率比較低。特別是在做小流量校驗(yàn)時(shí)，更是讓人無法接受。同時(shí)，其流量脈沖的采集和計(jì)算采用的雙時(shí)鐘插入法，電路比較復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體積管校驗(yàn)設(shè)備校驗(yàn)效率低的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種校驗(yàn)效率高且簡單的標(biāo)準(zhǔn)體積管法流量計(jì)校驗(yàn)裝置。
為了克服現(xiàn)有技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體積管校驗(yàn)設(shè)備校驗(yàn)效率低的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種校驗(yàn)效率高且簡單的標(biāo)準(zhǔn)體積管法流量計(jì)校驗(yàn)方法。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種標(biāo)準(zhǔn)體積管法流量計(jì)校驗(yàn)裝置，包括設(shè)置在標(biāo)準(zhǔn)體積管上的光柵尺、連接光柵尺的脈沖譯碼計(jì)數(shù)電路、脈沖容積檢測電路以及管理上述電路的數(shù)據(jù)采集軟件，光柵尺測量的體積管內(nèi)活塞運(yùn)行長度(L2-L1)，脈沖譯碼計(jì)數(shù)電路在該長度內(nèi)獲得流量脈沖數(shù)(Ns)，數(shù)據(jù)采集軟件將上述數(shù)據(jù)送上位機(jī)得出被校流量計(jì)的儀表系數(shù)(K)或修正標(biāo)準(zhǔn)體積管容積(Vp)。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種標(biāo)準(zhǔn)體積管法流量計(jì)校驗(yàn)方法，包括步驟A、采用光柵尺記錄體積管內(nèi)活塞開始運(yùn)行長度(L1)；B、當(dāng)活塞的運(yùn)行長度與給定的光柵尺長度(L0)相等時(shí)，記錄活塞終止運(yùn)行長度(L2)和流量脈沖數(shù)(Ns)；C、數(shù)據(jù)送上位機(jī)得出被校流量計(jì)的儀表系數(shù)(K)K＝(V(L2-L1)/L0)/(Ns-1)，或修正標(biāo)準(zhǔn)體積管Vp容積Vp＝((L2-L1)/L0)×V，其中V是標(biāo)準(zhǔn)體積管的標(biāo)準(zhǔn)容積。
相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明標(biāo)準(zhǔn)體積管法流量計(jì)校驗(yàn)裝置的有益效果是由于不需要走完整個(gè)行程，本發(fā)明不僅可以大大提高標(biāo)準(zhǔn)體積管法校驗(yàn)流量計(jì)的效率、簡化電路，而且使測試段的容積得到了精確修正，進(jìn)一步克服了流量脈沖的不均勻性帶來的誤差D；另外，可將測試數(shù)據(jù)提供給流量計(jì)的制造者，對(duì)流量計(jì)的線性度進(jìn)行修正，以制造出高精度的流量計(jì)。
相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明標(biāo)準(zhǔn)體積管法流量計(jì)校驗(yàn)方法的有益效果是由于不需要走完整個(gè)行程，本發(fā)明不僅可以大大提高標(biāo)準(zhǔn)體積管法校驗(yàn)流量計(jì)的效率、簡化電路，而且使測試段的容積得到了精確修正，進(jìn)一步克服了流量脈沖的不均勻性帶來的誤差D；另外，可將測試數(shù)據(jù)提供給流量計(jì)的制造者，對(duì)流量計(jì)的線性度進(jìn)行修正，以制造出高精度的流量計(jì)。

圖1是本發(fā)明標(biāo)準(zhǔn)體積管法流量計(jì)校驗(yàn)裝置工作時(shí)序示意圖；圖2是利用本發(fā)明標(biāo)準(zhǔn)體積管法流量計(jì)校驗(yàn)方法光柵尺修正標(biāo)準(zhǔn)容積的時(shí)序示意圖；圖3是利用本發(fā)明標(biāo)準(zhǔn)體積管法流量計(jì)校驗(yàn)方法修正非均勻性誤差D的時(shí)序示意圖。
具體實(shí)施方式本發(fā)明是在標(biāo)準(zhǔn)體積管的本體上加裝能夠測量長度的而且具有很高分辨率(1um)的光柵尺，并附以連接光柵尺的脈沖譯碼計(jì)數(shù)電路、脈沖容積檢測電路以及相應(yīng)的管理上述電路的嵌入式數(shù)據(jù)采集軟件。所述光柵尺包括相隔一定距離的對(duì)體積管內(nèi)活塞相應(yīng)的兩個(gè)光電開關(guān)VSW1、VSW2。
光柵尺測量出體積管內(nèi)活塞運(yùn)行長度(L2-L1)，脈沖譯碼計(jì)數(shù)電路在該長度內(nèi)獲得流量脈沖數(shù)(Ns)，體積管標(biāo)準(zhǔn)容積(V)是經(jīng)嚴(yán)格標(biāo)定得到的，由嵌入式數(shù)據(jù)采集軟件將上述數(shù)據(jù)送上位機(jī)得出被校流量計(jì)的儀表系數(shù)(K)或修正標(biāo)準(zhǔn)體積管容積Vp。
本發(fā)明裝置的工作過程是這樣的被校驗(yàn)的流量計(jì)裝上之后，由上位工控機(jī)通過串行通訊接口將給定的體積管活塞運(yùn)行長度發(fā)給體積管控制器，同時(shí)發(fā)出啟動(dòng)命令，使體積管開始運(yùn)行，當(dāng)活塞運(yùn)行至光電開關(guān)VSW1時(shí)，體積管控制器開始記錄活塞的運(yùn)行長度，流量脈沖計(jì)數(shù)器也開始計(jì)數(shù)，并記下第一個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)的光柵尺長度(L1)，在活塞運(yùn)行過程中，每發(fā)出一個(gè)流量脈沖，體積管控制器就檢測一次光柵尺的長度。其信號(hào)圖見附圖1。當(dāng)活塞的運(yùn)行長度與上位機(jī)給定的光柵尺長度相等時(shí)，即到達(dá)光電開關(guān)VSW2時(shí)，體積管控制器記下最后一個(gè)流量脈沖所對(duì)應(yīng)的光柵尺長度(L2)和總計(jì)的流量脈沖數(shù)(Ns)，經(jīng)短暫延時(shí)之后，控制換向控制閥換向，活塞返回到起點(diǎn)，準(zhǔn)備下一次校驗(yàn)。由于體積管的標(biāo)準(zhǔn)容積(V)和其對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)光柵尺長度(L0)是經(jīng)過嚴(yán)格標(biāo)定給出的，因此，很容易就可以得出被校流量計(jì)的儀表系數(shù)(K)，即K＝(V(L2-L1)/L0)/(Ns-1)以上，本發(fā)明的為了得到該參數(shù)而提供了一種高效率、高精度的實(shí)現(xiàn)方法。
本發(fā)明不僅可以大大提高標(biāo)準(zhǔn)體積管法校驗(yàn)流量計(jì)的效率、簡化電路，而且由于在流量測試時(shí)，用流量脈沖檢測其對(duì)應(yīng)的光柵尺長度(L2-L1)，并將測試段的長度定為流量脈沖不均勻性周期的整倍數(shù)，使測試段的容積(Vp)得到了精確修正(如圖二所示)Vp＝((L2-L1)/L0)×V并且，進(jìn)一步克服了流量脈沖的不均勻性帶來的誤差D(如圖三所示)。
該消除測量流量計(jì)不均勻性脈沖的非均勻性誤差的步驟是測得的流量脈沖數(shù)(Ns)中，當(dāng)非均勻性脈沖周期為整數(shù)N時(shí)，非均勻脈沖等價(jià)于相同個(gè)數(shù)n的均勻性脈沖，設(shè)等價(jià)均勻性脈沖寬度為We，當(dāng)非均勻性脈沖周期不為整數(shù)N時(shí)，非均勻脈沖不等價(jià)于相同個(gè)數(shù)n的均勻性脈沖，設(shè)非等價(jià)均勻性脈沖寬度為Wu，則非均勻性誤差X為X％＝[(n×Wu)-(n×We)]/(n×Wu)如果進(jìn)一步研究，配以必要的軟件和電路，還可以增加流量測試的范圍，測試流量計(jì)輸出脈沖的均勻性，或者用標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器發(fā)出的標(biāo)準(zhǔn)脈沖檢驗(yàn)體積管的線性度，另外，也可將測試數(shù)據(jù)提供給流量計(jì)的制造者，對(duì)流量計(jì)的線性度進(jìn)行修正，制造出高精度的流量計(jì)。
權(quán)利要求
1.一種標(biāo)準(zhǔn)體積管法流量計(jì)校驗(yàn)裝置，其特征在于包括設(shè)置在標(biāo)準(zhǔn)體積管上的光柵尺；連接光柵尺的脈沖譯碼計(jì)數(shù)電路、脈沖容積檢測電路；以及管理上述電路的數(shù)據(jù)采集軟件；光柵尺測量的體積管內(nèi)活塞運(yùn)行長度(L2-L1)，脈沖譯碼計(jì)數(shù)電路在該長度內(nèi)獲得流量脈沖數(shù)(Ns)，體積管標(biāo)準(zhǔn)容積V和其對(duì)應(yīng)的光柵尺長度L0是用高精度的計(jì)量器具經(jīng)過嚴(yán)格標(biāo)定取得的，數(shù)據(jù)采集軟件將上述數(shù)據(jù)送上位機(jī)經(jīng)計(jì)算得到被校流量計(jì)的儀表系數(shù)(K)或修正標(biāo)準(zhǔn)體積管容積(Vp)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的標(biāo)準(zhǔn)體積管法流量計(jì)校驗(yàn)裝置，其特征在于所述儀表系數(shù)(K)是K＝(V(L2-L1)/L0)/(Ns-1)其中V是標(biāo)準(zhǔn)體積管的標(biāo)準(zhǔn)容積。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的標(biāo)準(zhǔn)體積管法流量計(jì)校驗(yàn)裝置，其特征在于所述標(biāo)準(zhǔn)體積管Vp容積的修正方法是Vp＝((L2-L1)/L0)×V其中V是標(biāo)準(zhǔn)體積管的標(biāo)準(zhǔn)容積。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的標(biāo)準(zhǔn)體積管法流量計(jì)校驗(yàn)裝置，其特征在于所述光柵尺包括相隔一定距離的對(duì)體積管內(nèi)活塞相應(yīng)的兩個(gè)光電開關(guān)，兩個(gè)光電開關(guān)對(duì)應(yīng)的是體積管在此段的標(biāo)準(zhǔn)容積(V)，它們之間的距離對(duì)應(yīng)的是光柵尺的長度(L0)。
5.一種標(biāo)準(zhǔn)體積管法流量計(jì)校驗(yàn)方法，包括步驟A、采用光柵尺記錄體積管內(nèi)活塞開始的運(yùn)行長度(L1)；B、當(dāng)活塞的運(yùn)行長度與給定的光柵尺長度(L0)相等時(shí)，記錄活塞終止運(yùn)行長度(L2)和流量脈沖數(shù)(Ns)；C、采集的數(shù)據(jù)送上位機(jī)得出被校流量計(jì)的儀表系數(shù)(K)K＝(V(L2-L1)/L0)/(Ns-1)或修正標(biāo)準(zhǔn)體積管Vp容積Vp＝((L2-L1)/L0)×V其中V是標(biāo)準(zhǔn)體積管的標(biāo)準(zhǔn)容積。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的標(biāo)準(zhǔn)體積管法流量計(jì)校驗(yàn)方法，其特征在于包括連接光柵尺的脈沖譯碼計(jì)數(shù)電路，所述光柵尺包括相隔一定距離的對(duì)體積管內(nèi)活塞相應(yīng)的兩個(gè)光電開關(guān)，所述步驟A是將給定的光柵尺長度(L0)發(fā)給體積管控制器，同時(shí)發(fā)出啟動(dòng)命令，使體積管開始運(yùn)行，當(dāng)活塞運(yùn)行至第一個(gè)光電開關(guān)時(shí)，體積管控制器開始記錄活塞的運(yùn)行長度(L1)，流量脈沖計(jì)數(shù)器也開始計(jì)數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的標(biāo)準(zhǔn)體積管法流量計(jì)校驗(yàn)方法，其特征在于步驟B是在活塞運(yùn)行過程中，每發(fā)出一個(gè)流量脈沖，體積管控制器就檢測一次光柵尺的長度，當(dāng)活塞的運(yùn)行長度與給定的光柵尺長度(L0)相等時(shí)，體積管控制器記下最后一個(gè)流量脈沖所對(duì)應(yīng)的光柵尺長度(L2)和總計(jì)的流量脈沖數(shù)(Ns)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的標(biāo)準(zhǔn)體積管法流量計(jì)校驗(yàn)方法，其特征在于當(dāng)活塞的運(yùn)行長度與給定的光柵尺長度(L0)相等時(shí)，控制換向控制閥換向，活塞返回到起點(diǎn)，準(zhǔn)備下一次校驗(yàn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的標(biāo)準(zhǔn)體積管法流量計(jì)校驗(yàn)方法，其特征在于進(jìn)一步包括測量流量計(jì)不均勻性脈沖的非均勻性誤差的步驟D測得的流量脈沖數(shù)(Ns)中，當(dāng)非均勻性脈沖周期為整數(shù)N時(shí)，非均勻脈沖等價(jià)于相同個(gè)數(shù)n的均勻性脈沖，設(shè)等價(jià)均勻性脈沖寬度為We，當(dāng)非均勻性脈沖周期不為整數(shù)N時(shí)，非均勻脈沖不等價(jià)于相同個(gè)數(shù)n的均勻性脈沖，設(shè)非等價(jià)均勻性脈沖寬度為Wu，則非均勻性誤差X為X％＝[(n×Wu)-(n×We)]/(n×Wu)。
全文摘要
本發(fā)明公開一種標(biāo)準(zhǔn)體積管法流量計(jì)校驗(yàn)裝置及其校驗(yàn)方法，該裝置包括設(shè)置在標(biāo)準(zhǔn)體積管上的光柵尺、連接光柵尺的脈沖譯碼計(jì)數(shù)電路、脈沖容積檢測電路以及嵌入式數(shù)據(jù)采集軟件。由于不需要走完整個(gè)行程，本發(fā)明不僅可以大大提高標(biāo)準(zhǔn)體積管法校驗(yàn)流量計(jì)的效率、簡化電路，而且使測試段的容積得到了精確修正，進(jìn)一步克服了流量脈沖的不均勻性帶來的誤差；另外，可將測試數(shù)據(jù)提供給流量計(jì)的制造者，對(duì)流量計(jì)的線性度進(jìn)行修正，以制造出高精度的流量計(jì)。
文檔編號(hào)G01F1/66GK101046405SQ20061006014
公開日2007年10月3日 申請(qǐng)日期2006年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月31日
發(fā)明者肖聰 申請(qǐng)人:深圳市建恒工業(yè)自控系統(tǒng)有限公司