專利名稱：一種液體重量流量計的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是一種帶有采樣器、傳感器、計量顯示器的液體重量流量計量裝置。
熱工儀表中測量液體流量的儀表很成熟，其測量方法有容積法動壓能和靜壓能轉(zhuǎn)換法，改變流通面積法，電磁法，超聲波法等，具體類型有蝸輪流量計，靶式流量計，差壓式流量計，電磁流量計等。這些儀表有一個共同的使用要求被測液體介質(zhì)的流動必須充滿儀表檢測點處的管道或設(shè)備，不然會造成較大測量誤差，甚至不能工作(化工測量及儀表，華東石油學(xué)院等合編化學(xué)工業(yè)出版社)因此常壓下，依靠重力自然排流的，不能充滿流動通路的液體流量測量，上述儀表有不適合之處，例如工廠下水道中工業(yè)廢水排放自動計量。
本實用新型的目的是設(shè)計一種適合于常壓下，依靠重力自然排流的，不能充滿流動通路或管道的液體流量計量裝置。
液體流量包括體積流量，質(zhì)量流量，重量流量，本計量裝置是對重量流量計量，以下所及流量均指重量流量，省去重量二字。
本流量計量裝置，有一個獲取流量信號的采樣器，一個將流量信號轉(zhuǎn)換為機械位移量的傳感器，一個檢測機械位移量并運算顯示的計量顯示器，其特征在于，按分流系數(shù)K，(K＝1/n，n為≥1的實數(shù))從被測液體流量中分流出一部份液體的采樣器的采樣器入口(4)，呈矩形結(jié)構(gòu)，接納采樣器流出液體并以接納液體積聚重量達到一定數(shù)值時所產(chǎn)生的力矩為驅(qū)動力，實現(xiàn)流量/機械位移量轉(zhuǎn)換的傳感器中的定量器(8)，為上部敞口對稱的左容室(9)右容室(10)合為一體的結(jié)構(gòu)。
下面進行構(gòu)造原理說明，附圖是本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖。


圖1是本實用新型正視結(jié)構(gòu)圖。
圖2是本實用新型右視結(jié)構(gòu)圖。
圖3是采樣器正視結(jié)構(gòu)圖。
圖4是采樣器左視結(jié)構(gòu)圖。
圖5是定量器俯視結(jié)構(gòu)圖。
圖6是傳感器傳感原理說明圖。
圖7是本實用新型n＝1時俯視結(jié)構(gòu)圖。
其中A- 被測液體流動方向。
B-B、采樣器剖視。
C-C、采樣器剖視。
D-D、定量器剖視。
1、液體渠槽 2、擋液壩3、淌液板 4、采樣器入口5、落水口 6、導(dǎo)水槽7、采樣器出口 8、定量器9、左容室 10、右容室11、加速容室 12、定量器軸13、定量器支架14、兩只軸座
15、滑尺 16、平衡錘 27、缺口17、葉輪軸 18、排雜葉輪19、動力葉輪 20、兩塊支撐片上的軸座孔21、磁鐵 22、一端封閉的塑料護管23、干簧管 24、電子計算器25、兩根支撐腳 26、兩片匯流板一、采樣器采樣器作用是從被測液體流量中，按分流系數(shù)K分流出部份液體輸供給傳感器。
(1)采樣器原理本計量裝置，將被測液體流過截面設(shè)置成矩形的渠槽，故渠槽中被測液體的液流截面呈矩形。此矩形高為流動時液位高度，矩形的寬為渠槽的寬。此液流矩形寬n等分后，把矩形分成n個面積相等的狹長矩形，其中某一個狹長矩形的面積都等于液流矩形截面的1/n，故一個狹長矩形截面的流量等于被測液體流量的1/n。按此原理，本計量裝置中，采樣器入口設(shè)置成矩形結(jié)構(gòu)是達到按分流系數(shù)K分流的必要特征。K＝1/n，n＝渠槽寬/采樣器入口寬，n≥1為實數(shù)，當(dāng)n＝1時，K＝1，代表不設(shè)置采樣器，被測液體全部輸給傳感器，適用于被測液體最大流量時，其數(shù)值也較小的場合。
(2)采樣器結(jié)構(gòu)采樣器分采樣器入口(4)，落水口(5)，導(dǎo)水槽(6)，采樣器出口(7)四部份，固定在一左端安裝于擋液壩(2)，右端有兩根支撐腳(25)的水平放置的矩形淌液板(3)上，淌液板的寬與液體渠槽(1)的寬相等，擋液壩使渠槽內(nèi)液體全部從淌液板上板面流過。由兩片平行的高度大于被測液體最大流量在淌液板上液位高度的硬質(zhì)薄板，垂直固定在淌液板右端的1/4寬度處，形成采樣器入口的矩形結(jié)構(gòu)，該矩形面又與淌液板上，由左向右流動的被測液體A方向垂直。由于淌液板與渠槽的寬相等，故上述的K＝1/n中，n＝淌液板寬/兩片薄板的間距寬。進入采樣器入口的流量是被測流量的1/n；采樣器入口及其頂部，采樣器出口，均為敞開結(jié)構(gòu)，液體一進入采樣器入口，立即從擴大了縱向尺寸的落水口下落，經(jīng)與淌液板下板面結(jié)合構(gòu)成的導(dǎo)水槽，由采樣器出口流出。若被測液體夾帶雜質(zhì)，則在淌液板上板面，加上由葉輪軸(17)，該軸上動力葉輪(19)排雜葉輪(18)，軸座孔(20)組成的軸輪裝置，動力葉輪在液體流動力推動下，使同軸排雜葉輪周期性從采樣器入口中通過，不斷清除入口處雜質(zhì)。若液體被測流量小，可取n＝1(K＝1)則采用圖7結(jié)構(gòu)，兩片高度足夠的匯流板(26)，垂直安裝在淌板上板面呈八字形，液體在匯流板挾持下，由淌液板中部缺口(27)下落入定量器中(與采樣器出口下落液體的空間位置相同)，不設(shè)置分流作用的采樣器。
二、傳感器的原理及構(gòu)造(1)原理圖6是傳感器傳感原理說明圖圖中QEFG是傳感器中的定量器(8)剖視圖，呈菱形結(jié)構(gòu)；其中，QEF為左容室(9)，QOF為右容室(10)是截面為三角形上部敞口，對稱的，以共有QF合為一體的結(jié)構(gòu)，X、Y為水平限位點，Q為定量器軸(12)，該軸另有軸座孔的滑動配合定位。定量器下部固定在該軸上，由此可左右位移轉(zhuǎn)動。Q中心線垂直平面上方空間Z，是采樣器出口流出液體方向。定量器的重心在支撐軸Q的上方，故定量器不能以QF垂直于水平的狀態(tài)，直立于Q軸之上，必然向左或向右位移轉(zhuǎn)動，直至QE或QG被X或Y接觸限位。現(xiàn)設(shè)QE與X接觸(呈水平狀)，則FG是右容室向上敞口部份，可接納Z方向來的液體，并在右容室中積聚，其中，左容室內(nèi)是空的(即使有液體也因QE呈水平，被排出)，Q中心線垂直平面的左邊和右邊，構(gòu)成以Q為支點的左右邊力矩相互作用關(guān)系的天平。在角EQG的角度以及定量器的材質(zhì)、容積正確選擇設(shè)計的情況下，可發(fā)生右容室中接納液體到達一固定數(shù)值的重量時，使Q中心線垂直平面右邊的總力矩，大于左邊的總力矩，定量器被驅(qū)動向右位移轉(zhuǎn)動現(xiàn)象，此位移一經(jīng)發(fā)生，左右兩邊的力矩隨之變化，具有正反饋作用，使定量器加速向右轉(zhuǎn)動，直至QG與Y接觸，右容室中接納的液體被排出的同時，左容室上部敞口部份又接納Z方向的下落液體。如此反復(fù)，采樣器不斷輸供液體，左右容室不斷交替接納和排出，流量大小表現(xiàn)為位移頻率高低和位移次數(shù)的累計，實現(xiàn)了流量/機械位移量轉(zhuǎn)換，在轉(zhuǎn)換過程中，上部敞口對稱的左右容室合為一體的定量器結(jié)構(gòu)，是傳感器的必要特征。
(2)結(jié)構(gòu)傳感器由定量器(8)，定量器軸(12)，定量器支架(13)等組成。定量器由上部敞口對稱的截面呈三角形的在容室(9)，右容室(10)合為一體構(gòu)成。定量器下部固定在定量器軸上，軸兩端伸套入固定在定量器支架上的兩。只軸座孔(14)內(nèi)，此定量器可左右位移轉(zhuǎn)動，定量器支架左右兩根架條是定量器位移限位件，定量器支架安裝干淌液板下板面，使定量器軸中心線的垂直平面上方空間，是取樣器出口。定量器縱向外側(cè)壁上，固定有滑尺(15)，平衡錘(16)套在滑尺中，調(diào)整平衡錘在滑尺上的位置，可消除由于制造等原因引起的左右容室的重量不對稱。在左右容室內(nèi)兩個邊側(cè)處共有對稱的四個加速容室(11)加速容室在定量器正常左右位移轉(zhuǎn)動時，不起作用，當(dāng)某種因素影響，使定量器應(yīng)該位移卻不能轉(zhuǎn)動時，加速容室中將很快溢進液體增加力矩，促其立即位移轉(zhuǎn)動，以保證傳感器的正常工作。
三、計量顯示器原理結(jié)構(gòu)傳感器中定量器位移轉(zhuǎn)動一次，排出一固定數(shù)值重量液體，計量顯示器檢測位移轉(zhuǎn)動次數(shù)把每一次位移與這一固定數(shù)值重量相乘再除以采樣器分流系數(shù)K，得到被測液體流量值，并累計后以數(shù)字顯示。
檢測機械位移方法多，可供選擇的記錄運算顯示的部件或產(chǎn)品也較多，本裝置中采用簡便、可靠方法在定量器縱向外側(cè)壁安裝固定一磁鐵(21)，有一穿過并安裝于淌液板上的一根塑料護管(22)，該管下部為封閉端，內(nèi)放于簧管(23)一只，定量器左右位移轉(zhuǎn)動時，磁鐵隨之掠過干簧管附近空間，使干簧管觸點發(fā)生相應(yīng)的閉合，此閉合次數(shù)輸入到文具用品的電子計算器(24)中，相當(dāng)于電子計算器的[＝]鍵被按下的動作，由此完成計量顯示器的檢測、運算、顯示功能。文具用品電子計算器采用干電池供電，功耗甚微。
本流量計量裝置是這樣工作的渠槽內(nèi)被測液體，以A方向從淌液板上流過，按分流系數(shù)K一部份排向下游，一部份進入取樣器入口，從取樣器出口流出后，被傳感器中的定量器左右容室交替接納和排出，使之轉(zhuǎn)換或相應(yīng)的定量器機械位移的次數(shù)，由磁鐵、干簧管的相互作用，把位移次數(shù)輸入電子計算器，計算器把送入的次數(shù)乘以位移一次所排出的液體重量值再除以分流系數(shù)K，并累加顯示液體的流量值。如果被測液體中含有雜質(zhì)屑粒，則附加的軸輪旋轉(zhuǎn)裝置，在液體流動力推動下，逆時針旋轉(zhuǎn)，排雜葉輪不斷從采樣器入口中通過，保證入口處暢通無阻；如被測液體的最大流量也較小，則采樣器不必設(shè)置，淌液板上的液體全部輸入傳感器。
綜上所述，本實用新型因結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生的優(yōu)點是其量程比很寬理論上可認為量程比為任意大，在內(nèi)容詳盡的熱工儀表書刊中，未見類似。本裝置不須220伏電源，功耗甚微采用干電池供電；工業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境污染的后果，引起社會極大關(guān)注，加強工業(yè)廢水的計量是環(huán)保工作中控制管理的一項重要措施，本實用新型簡單、成本低性能適合廢水的多雜質(zhì)、多泡沫，以及流量大等特點，具有廣泛采用前景。也可用于水庫水壩排放自動計量，以及工業(yè)生產(chǎn)中各種依靠重力自然流動的液體物料的流量自動計量。
下面結(jié)合應(yīng)用子工業(yè)廢水計量實施例，進一步闡明本實用新型細節(jié)特點。
一、制造、材料、安裝(1)本計量裝置無復(fù)什外形部件，高精度要求，一般鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)可胂任加工制造，在掌握傳感器原理的基礎(chǔ)上傳感器中的定量器設(shè)計一般中級工程技術(shù)人員均可胂任。
(2)使用材質(zhì)，視廢水化學(xué)性質(zhì)而異，可采用普通碳鋼、工程塑料或不銹鋼材，亦可二者或三者混合使用。
(3)電子計算器，選用片蕊型號T3709(或類似型號)的市售文具用品計算器改裝，(8位顯示，電源電壓3伏，功耗0.06毫瓦，無自動電源斷開性能)。把此計算器[＝]鍵電路板觸點，焊引兩根導(dǎo)線，作為干簧管觸點閉合信號輸入端，用2號電池，代替器內(nèi)鈕扣電池，配用合適的能觀察到計算器顯示屏的儀表外殼即完成。
(4)使用現(xiàn)場的廢水渠槽，要求設(shè)置為矩形截面，在本裝置淌液板前后0.5米距離，按淌液板板寬設(shè)置渠槽寬；擋液壩及淌液板右端支撐腳(25)的高度，以淌液板下板面與下游廢水面的垂直距離≥20厘米為準，并調(diào)整好淌液板板面各方向的水平，和填補淌液板與渠槽壁間隙縫，使之不漏水。
二、本計量裝置的調(diào)試檢定由于本計量裝置結(jié)構(gòu)簡單，實施中設(shè)計、制造技術(shù)要求較低，但是本裝置，在投入使用前的調(diào)試檢定，關(guān)系到裝置能否正常、準確計量，因此是實施中的關(guān)鍵。
(1)以淌液板為基礎(chǔ)板面，將排雜葉輪所屬的輪軸旋轉(zhuǎn)裝置，采樣器、傳感器，以及檢測定量器位移的磁鐵、干簧管等一一安裝定位結(jié)束后，把淌液板四個邊角，用支撐物架空，用水平儀調(diào)整好板面各方向水平；電子計算器輸入端與干簧管亦連結(jié)好，并使定量器位移轉(zhuǎn)動次數(shù)與顯示值一致。
(2)向采樣器入口注入水，閥箱平衡錘在滑尺上的固定位置，使定量器左右位移轉(zhuǎn)動時，左右容室排出水的重量基本一致，用于提砂輪，磨削左右容室中加速容室的形隔板高度，使定量器即將位移轉(zhuǎn)動時，左右容室中的水位高度，分別接近(稍低于1～2毫米米)此形隔板高度，再微調(diào)平衡錘在滑尺上的位置，使定量器、左右容室排出的水重一致(兩者誤差5％以內(nèi))，然后連續(xù)向采樣器入口注入水，運行48小時后，再對排出水的重檢查，若兩者誤差仍在5％以內(nèi)，則為合格。然后連續(xù)對左右容室排出的水重記錄40次數(shù)，取40次水重的算術(shù)平均值，作為該臺裝置的第一個參數(shù)。由于各種因素，此參數(shù)，各臺裝置不盡相等，假設(shè)該臺參數(shù)為5.42公斤。
(3)精確測量采樣器入口兩薄板間距及淌液板寬度，(淌液板寬度中剔除采樣器入口的薄板厚度)，每臺裝置，數(shù)值也可能不盡相同，現(xiàn)假定其值為9.73毫米和995.21毫米，則分流系數(shù)K＝1/n＝9.73/995.21＝0.0097768是該臺裝置的第二個參數(shù)。(4)將計量顯示器中的電子計算器清零，按數(shù)字鍵，送入5.42數(shù)，按[÷]鍵后，送入0.0097768，順次按[＝]、[M+]、[o]、[+]、[RM]鍵后，顯示屏顯示值為554.38，此數(shù)值為定量器位移轉(zhuǎn)動一次淌液板上通過的廢水重量(單位公斤)；此后，定量器第一次位移轉(zhuǎn)動顯示值不變，第二次位移顯示值為1108.76，即顯示值是554.38與位移次數(shù)乘積，由此直讀一定時間內(nèi)廢水流過的重量值，即重量流量值。
經(jīng)過調(diào)試扦定后，上述組件按前述規(guī)定要求安裝于渠槽之中，可投入使用。
權(quán)利要求1.一種液體重量流量計量裝置，有一個獲取流量信號的采樣器，一個將流量信號轉(zhuǎn)換成機械位移量的傳感器，一個檢測機械位移量并運算顯示的計量顯示器，其特征在于，按分流系數(shù)K(K=1n]]>n為≥1的實數(shù))從被測液體流量中，分流出一部份液體的采樣器中的采樣器入口(4)，呈矩形結(jié)構(gòu)，接納采樣器輸供液體，并以接納液體積聚重量達到一定數(shù)值時產(chǎn)生的力矩為驅(qū)動力，實現(xiàn)流量/機械位移量轉(zhuǎn)換的傳感器中的定量器(8)，為上部敞口對稱的左容室(9)右容室(10)合為一體的結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的流量計量裝置，采樣器入口進一步特征是，此矩形結(jié)構(gòu)，由兩片平行的一定間距硬質(zhì)薄板垂直固定在水平放置的矩形淌液板(3)板面上形成，淌液板寬度與兩片薄板的間距寬度比值的倒數(shù)為分流系數(shù)K，K=1n,]]>n≥1為實數(shù)，當(dāng)n＝1代表不設(shè)置采樣器，即被測液體在淌液板上流動時，直接全部輸供給傳感器。
3.如權(quán)利要求1所述的流量計量裝置，定量器進一步特征是定量器正視呈菱形結(jié)構(gòu)，左右容室橫向截面呈三角形結(jié)構(gòu)，定量器下部固定在定量器軸(12)上，軸兩端伸套入定量器支架(13)上的軸座(14)孔內(nèi)，使定量器定位于此軸中心線垂直平面的上方，有采樣器出口(7)的位置，并可左右位移轉(zhuǎn)動。
4.如權(quán)利要求1或2所述的流量計量裝置，采樣器入口進一步特征是，由排雜葉輪(18)動力葉輪(19)葉輪軸(17)，兩塊支撐片上的軸座孔(20)構(gòu)成一軸輪旋轉(zhuǎn)裝置，其中，排雜葉輪可周期性從采樣器入口中通過，清除液體中雜質(zhì)在入口處的滯阻。
專利摘要本實用新型是一種應(yīng)用于常壓下依靠重力自然排流的，不能充滿流動管路的液體流量計量裝置，是一種特別適用于工業(yè)廢水排放自動計量的裝置。它由一個按分流系數(shù)K分流的采樣器，一個接納采樣器輸出，并以接納重量轉(zhuǎn)換為機械位移量的傳感器，一個檢測機械位移量并運算、累計、顯示數(shù)字值的計量顯示器組成。本裝置，也可應(yīng)用于水壩水庫的排水計量，以及工業(yè)生產(chǎn)中，各種依靠重力自然流動的液體物料的流量自動計量。
文檔編號G01F5/00GK2070899SQ90217799
公開日1991年2月6日 申請日期1990年8月13日 優(yōu)先權(quán)日1990年8月13日
發(fā)明者趙延詩 申請人:趙延詩