超聲水表流量標(biāo)準(zhǔn)裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種超聲水表流量標(biāo)準(zhǔn)裝置。本發(fā)明中的第一水泵、第二水泵的入水口接水池、出水口接穩(wěn)壓罐，第一開(kāi)關(guān)閥、第二開(kāi)關(guān)閥、第三開(kāi)關(guān)閥、第四開(kāi)關(guān)閥的入水口接穩(wěn)壓罐，出水口接對(duì)應(yīng)的第一標(biāo)準(zhǔn)表、第二標(biāo)準(zhǔn)表、第三標(biāo)準(zhǔn)表、第四標(biāo)準(zhǔn)表的入水口，第一標(biāo)準(zhǔn)表、第二標(biāo)準(zhǔn)表、第三標(biāo)準(zhǔn)表、第四標(biāo)準(zhǔn)表的出水口經(jīng)第五開(kāi)關(guān)閥后與三個(gè)串聯(lián)的被檢表連接，第一調(diào)節(jié)閥、第二調(diào)節(jié)閥并聯(lián)，其并聯(lián)端的入口與三個(gè)串聯(lián)的被檢表連接，并聯(lián)端的出口接轉(zhuǎn)向器，轉(zhuǎn)向器的出水口連接至水池或電子稱(chēng)，電子稱(chēng)的出水口通過(guò)第六開(kāi)關(guān)閥連接至水池。本發(fā)明采用將三臺(tái)超聲水表串聯(lián)的方式，同時(shí)利用靜態(tài)質(zhì)量法和標(biāo)準(zhǔn)表法相結(jié)合的方法，可以明顯的提高超聲水表的檢定效率。
【專(zhuān)利說(shuō)明】超聲水表流量標(biāo)準(zhǔn)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于流量?jī)x表檢定【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種超聲水表流量標(biāo)準(zhǔn)裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 水流量標(biāo)準(zhǔn)裝置大多數(shù)采用標(biāo)準(zhǔn)表法與靜態(tài)質(zhì)量法相結(jié)合。主要由水池，水泵，變 頻器，標(biāo)準(zhǔn)表，穩(wěn)壓罐，開(kāi)關(guān)閥，調(diào)節(jié)閥，換向器，電子秤等組成。靜態(tài)質(zhì)量法的原理是通過(guò)調(diào) 節(jié)變頻器及調(diào)節(jié)閥的控制，使水池中的水依次通過(guò)穩(wěn)壓罐，標(biāo)準(zhǔn)表，被檢表，換向器。換向器 的作用是改變液體的流動(dòng)方向，使液體直接流進(jìn)水池或者進(jìn)入電子秤中。轉(zhuǎn)向器換向時(shí)，觸 發(fā)計(jì)時(shí)控制器，以保證液體質(zhì)量及試驗(yàn)時(shí)間的同時(shí)測(cè)量。有效的保證了小流量檢定的精確 度。標(biāo)準(zhǔn)表法是基于流體力學(xué)的連續(xù)性方程，以標(biāo)準(zhǔn)表流量作為標(biāo)準(zhǔn)流量，使流量連續(xù)的通 過(guò)標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)和被檢流量計(jì)。當(dāng)流量滿(mǎn)足條件后，在額定的時(shí)間內(nèi)，比較兩者的累計(jì)流量 值，從而確定被檢流量計(jì)的計(jì)量性能。
[0003] 超聲水表是利用超聲波時(shí)差原理，采用工業(yè)級(jí)電子元器件制造而成的全電子式水 表。與機(jī)械式水表相比較具有精度高，可靠性好，量程比寬，使用壽命長(zhǎng)，無(wú)任何活動(dòng)部件， 無(wú)需設(shè)置參數(shù)，任意角度安裝等特點(diǎn)。因此超聲水表的社會(huì)需求越來(lái)越大，而傳統(tǒng)的流量計(jì) 檢定方法大體上有靜態(tài)質(zhì)量法、靜態(tài)容積法、動(dòng)態(tài)質(zhì)量法、動(dòng)態(tài)容積法及標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)法等。 這些方法各有各的優(yōu)缺點(diǎn)，但始終無(wú)法同時(shí)達(dá)到檢定效率高，可靠性強(qiáng)，且設(shè)備造價(jià)較低的 要求。因此，一套能夠?qū)崿F(xiàn)高效，準(zhǔn)確且造價(jià)較低的超聲水表檢定標(biāo)準(zhǔn)裝置被企業(yè)所需要。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的就是設(shè)計(jì)一套可以實(shí)現(xiàn)多臺(tái)相同口徑超聲水表同時(shí)檢定的標(biāo)準(zhǔn)裝 置，有效地保證超聲水表的檢定效率，提高了水流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的可靠性、準(zhǔn)確度和流量測(cè)量 范圍。
[0005] 本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案為： 本發(fā)明包括第一水泵、第二水泵、穩(wěn)壓罐、第一開(kāi)關(guān)閥、第二開(kāi)關(guān)閥、第三開(kāi)關(guān)閥、第四 開(kāi)關(guān)閥、第五開(kāi)關(guān)閥、第六開(kāi)關(guān)閥、第一標(biāo)準(zhǔn)表、第二標(biāo)準(zhǔn)表、第三標(biāo)準(zhǔn)表、第四標(biāo)準(zhǔn)表、第一 調(diào)節(jié)閥、第二調(diào)節(jié)閥、轉(zhuǎn)向器、電子稱(chēng)和控制系統(tǒng)。
[0006] 第一水泵、第二水泵的入水口接水池、出水口接穩(wěn)壓罐，第一開(kāi)關(guān)閥、第二開(kāi)關(guān)閥、 第三開(kāi)關(guān)閥、第四開(kāi)關(guān)閥的入水口接穩(wěn)壓罐，第一開(kāi)關(guān)閥、第二開(kāi)關(guān)閥、第三開(kāi)關(guān)閥、第四開(kāi) 關(guān)閥的出水口接對(duì)應(yīng)的第一標(biāo)準(zhǔn)表、第二標(biāo)準(zhǔn)表、第三標(biāo)準(zhǔn)表、第四標(biāo)準(zhǔn)表的入水口，第一 標(biāo)準(zhǔn)表、第二標(biāo)準(zhǔn)表、第三標(biāo)準(zhǔn)表、第四標(biāo)準(zhǔn)表的出水口經(jīng)第五開(kāi)關(guān)閥后與三個(gè)串聯(lián)的被檢 表連接，第一調(diào)節(jié)閥、第二調(diào)節(jié)閥并聯(lián)，其并聯(lián)端的入口與三個(gè)串聯(lián)的被檢表連接，并聯(lián)端 的出口接轉(zhuǎn)向器，轉(zhuǎn)向器的出水口連接至水池或電子稱(chēng)，電子稱(chēng)的出水口通過(guò)第六開(kāi)關(guān)閥 連接至水池。
[0007] 所述的控制系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)、PLC、AD模塊和DA模塊，計(jì)算機(jī)通過(guò)485通信協(xié)議， 對(duì)PLC上數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取及控制PLC進(jìn)行工作。讀取標(biāo)準(zhǔn)表流量與被檢表流量，輸出開(kāi)關(guān)閥 的控制，通過(guò)AD模塊讀取標(biāo)準(zhǔn)表及被檢表的瞬時(shí)量，并通過(guò)DA模塊對(duì)變頻器及調(diào)節(jié)閥的值 進(jìn)行控制，所述變頻器用于控制水泵流量。在大流量時(shí)，采用標(biāo)準(zhǔn)表法，PLC利用外部電路 實(shí)現(xiàn)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)表及被檢表的脈沖進(jìn)行讀取；在小流量時(shí)，采用靜態(tài)質(zhì)量法，通過(guò)485通信得到 的電子秤值來(lái)確定標(biāo)準(zhǔn)流量。
[0008] 進(jìn)一步說(shuō)，所述的PLC為三菱FX2N-60MT，通過(guò)通信模塊FX2N-485BD實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī) 的聯(lián)接，計(jì)算機(jī)通過(guò)LabVIEW編寫(xiě)的軟件對(duì)PLC中數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取。PLC采用的編程軟件為 GX developer。
[0009] 進(jìn)一步說(shuō)，所述外部電路包括雙時(shí)間法電路、AD輸入轉(zhuǎn)換電路及輸出閥門(mén)驅(qū)動(dòng)電 路。雙時(shí)間法電路是基于雙時(shí)間脈沖法更加準(zhǔn)確地計(jì)算流量計(jì)的脈沖值，進(jìn)而能夠滿(mǎn)足PLC 的輸入要求。AD輸入轉(zhuǎn)換電路實(shí)現(xiàn)4-20mA電路到1-5V電壓的轉(zhuǎn)換，并增加過(guò)壓保護(hù)電路， 確保系統(tǒng)可靠性和穩(wěn)定性。輸出閥門(mén)驅(qū)動(dòng)電路，用于提高PLC輸出驅(qū)動(dòng)電流，有效地保證開(kāi) 關(guān)閥所需要的電流。
[0010] 本發(fā)明解決了傳統(tǒng)超聲水表檢定過(guò)程中，檢定效率低，流量測(cè)量范圍小，流速不太 穩(wěn)定的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了多臺(tái)相同口徑超聲水表的同時(shí)檢定功能，保證了流速的穩(wěn)定及檢定裝 置的流量范圍。
[0011] 本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明采用將3臺(tái)超聲水表串聯(lián)的方式，同時(shí)利用靜態(tài) 質(zhì)量法和標(biāo)準(zhǔn)表法相結(jié)合的方法，采用本發(fā)明可以明顯的提高超聲水表的檢定效率，提高 整個(gè)系統(tǒng)的可靠性及準(zhǔn)確度。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012] 圖1為本發(fā)明的控制系統(tǒng)示意圖。
[0013] 圖2為本發(fā)明的超聲水表流量標(biāo)準(zhǔn)裝置圖 圖3為基于LabVIEW的軟件流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0014] 本發(fā)明是利用標(biāo)準(zhǔn)表法及靜態(tài)質(zhì)量法相結(jié)合，將3臺(tái)相同口徑超聲水表串聯(lián)，有 效地提高了超聲水表檢定效率。在檢定過(guò)程中，通過(guò)穩(wěn)壓罐壓力與變頻器之間閉環(huán)反饋的 方法，有效地保證了流速的穩(wěn)定。在小流量測(cè)量過(guò)程時(shí)，采用靜態(tài)質(zhì)量法，在電子秤高精確 的測(cè)量范圍進(jìn)行檢定。在檢定前，向電子秤中注入水，直到電子秤中的水達(dá)到最準(zhǔn)確的測(cè)量 范圍后開(kāi)始檢定，有效地保證了被檢表的可靠性及精度等級(jí)。在檢定常用流量時(shí)，采用標(biāo)準(zhǔn) 表法，保證精確度和檢定效率。
[0015] 本發(fā)明在硬件控制方面，采用一臺(tái)PLC，相關(guān)AD、DA模塊及外部電路。PLC利用外 部電路實(shí)現(xiàn)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)表及被檢表的脈沖進(jìn)行讀取，輸出閥門(mén)的控制。利用相關(guān)AD模塊實(shí)現(xiàn)對(duì) 標(biāo)準(zhǔn)表及被檢表的瞬時(shí)量進(jìn)行讀取，DA模塊用來(lái)對(duì)變頻器及調(diào)節(jié)閥的值進(jìn)行控制。
[0016] 本發(fā)明在軟件編寫(xiě)方面，包含用LabVIEW軟件編寫(xiě)的上位機(jī)軟件及用GX developer軟件編寫(xiě)的下位機(jī)梯形圖。
[0017] 以下結(jié)合實(shí)施例和附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。
[0018] 本實(shí)施例的配置如下：

【權(quán)利要求】
1. 超聲水表流量標(biāo)準(zhǔn)裝置，包括第一水泵、第二水泵、穩(wěn)壓罐、第一開(kāi)關(guān)閥、第二開(kāi)關(guān) 閥、第三開(kāi)關(guān)閥、第四開(kāi)關(guān)閥、第五開(kāi)關(guān)閥、第六開(kāi)關(guān)閥、第一標(biāo)準(zhǔn)表、第二標(biāo)準(zhǔn)表、第三標(biāo)準(zhǔn) 表、第四標(biāo)準(zhǔn)表、第一調(diào)節(jié)閥、第二調(diào)節(jié)閥、轉(zhuǎn)向器、電子稱(chēng)和控制系統(tǒng)，其特征在于 ： 第一水泵、第二水泵的入水口接水池、出水口接穩(wěn)壓罐，第一開(kāi)關(guān)閥、第二開(kāi)關(guān)閥、第三 開(kāi)關(guān)閥、第四開(kāi)關(guān)閥的入水口接穩(wěn)壓罐，第一開(kāi)關(guān)閥、第二開(kāi)關(guān)閥、第三開(kāi)關(guān)閥、第四開(kāi)關(guān)閥 的出水口接對(duì)應(yīng)的第一標(biāo)準(zhǔn)表、第二標(biāo)準(zhǔn)表、第三標(biāo)準(zhǔn)表、第四標(biāo)準(zhǔn)表的入水口，第一標(biāo)準(zhǔn) 表、第二標(biāo)準(zhǔn)表、第三標(biāo)準(zhǔn)表、第四標(biāo)準(zhǔn)表的出水口經(jīng)第五開(kāi)關(guān)閥后與三個(gè)串聯(lián)的被檢表連 接，第一調(diào)節(jié)閥、第二調(diào)節(jié)閥并聯(lián)，其并聯(lián)端的入口與三個(gè)串聯(lián)的被檢表連接，并聯(lián)端的出 口接轉(zhuǎn)向器，轉(zhuǎn)向器的出水口連接至水池或電子稱(chēng)，電子稱(chēng)的出水口通過(guò)第六開(kāi)關(guān)閥連接 至水池； 所述的控制系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)、PLC、AD模塊和DA模塊，計(jì)算機(jī)通過(guò)485通信協(xié)議，對(duì)PLC 上數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取及控制PLC進(jìn)行工作；讀取標(biāo)準(zhǔn)表流量與被檢表流量，輸出開(kāi)關(guān)閥的控制， 通過(guò)AD模塊讀取標(biāo)準(zhǔn)表及被檢表的瞬時(shí)量，并通過(guò)DA模塊對(duì)變頻器及調(diào)節(jié)閥的值進(jìn)行控 制，所述變頻器用于控制水泵流量；在大流量時(shí)，采用標(biāo)準(zhǔn)表法，PLC利用外部電路實(shí)現(xiàn)對(duì) 標(biāo)準(zhǔn)表及被檢表的脈沖進(jìn)行讀??；在小流量時(shí)，采用靜態(tài)質(zhì)量法，通過(guò)485通信得到的電子 秤值來(lái)確定標(biāo)準(zhǔn)流量。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲水表流量標(biāo)準(zhǔn)裝置，其特征在于：所述的PLC為三菱 FX2N-60MT，通過(guò)通信模塊FX2N-485BD實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)的聯(lián)接，計(jì)算機(jī)通過(guò)LabVIEW編寫(xiě)的軟 件對(duì)PLC中數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取；PLC采用的編程軟件為GX developer。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲水表流量標(biāo)準(zhǔn)裝置，其特征在于：所述外部電路包括 雙時(shí)間法電路、AD輸入轉(zhuǎn)換電路及輸出閥門(mén)驅(qū)動(dòng)電路；雙時(shí)間法電路是基于雙時(shí)間脈沖 法更加準(zhǔn)確地計(jì)算流量計(jì)的脈沖值，進(jìn)而能夠滿(mǎn)足PLC的輸入要求;AD輸入轉(zhuǎn)換電路實(shí)現(xiàn) 4-20mA電路到1-5V電壓的轉(zhuǎn)換，并增加過(guò)壓保護(hù)電路，確保系統(tǒng)可靠性和穩(wěn)定性；輸出閥 門(mén)驅(qū)動(dòng)電路，用于提高PLC輸出驅(qū)動(dòng)電流，有效地保證開(kāi)關(guān)閥所需要的電流。
【文檔編號(hào)】G01F25/00GK104154972SQ201410375168
【公開(kāi)日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2014年8月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月1日
【發(fā)明者】趙偉國(guó), 高科, 楊志文, 王成李, 陳為剛 申請(qǐng)人:中國(guó)計(jì)量學(xué)院