一种体积流量计现场标定装置的制作方法

文档序号:26589784发布日期:2021-09-10 20:32阅读:60来源:国知局
一种体积流量计现场标定装置的制作方法

1.本发明涉及标定试验领域,具体来说,涉及一种体积流量计现场标定装置。


背景技术:

2.为满足某高温高压气体发生器试验平台试验需求,需预先对该平台中使用的体积流量计进行现场标定。为此,在现场条件较为简陋的情况下,利用现场相关设备,设计构建一种体积流量计现场标定装置,用于该体积流量计现场标定。体积流量计标定的基本思想是:在精确控制标定时间及标定液密度确定的基础上,采集并换算获得流量计一系列体积流量和对应电流值,拟合获得体积流量计的体积流量/电流标定公式。


技术实现要素:

3.针对相关技术中的问题,本发明提出一种体积流量计现场标定装置,以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。
4.本发明的技术方案是这样实现的:一种体积流量计现场标定装置,包括挤推气瓶组、标定液储罐、加气机构、回收罐和采集控制系统,所述加气机构的出气口通过加气管路与所述挤推气瓶组的内部连通;所述挤推气瓶组的出口通过输气管路与标定液储罐的顶部连通,所述标定液储罐的一侧底部连通有输液管路,所述输液管路的一端竖直向下设置,且输液管路一端的下方放置有回收罐,所述回收罐放置在称重电子秤的称重托盘上;其中,所述挤推气瓶组的顶部安装有气压传感器i;所述输气管路上依次安装有手动减压阀、气压表i、气压传感器ii和气用电磁阀;所述标定液储罐的顶部安装有气压传感器iii和气压表ii;所述输液管路上依次安装有液用电磁阀、体积流量计和放液电磁阀;所述采集控制系统包括plc控制器、信号输入端和控制输出端,plc控制器接收信号输入端的信号后进行数据处理,再生成控制命令并通过控制输出端传输控制命令;所述气压传感器i、气压传感器ii、气压传感器iii、体积流量计以及称重电子秤的信号输出端分别通过信号电缆与所述采集控制系统的信号输入端电性连接,所述采集控制系统的控制输出端分别通过控制电缆与气用电磁阀、液用电磁阀、称重电子秤以及放液电磁阀的电控端电性连接。
5.进一步地,本发明还包括标定液回收机构,所述标定液回收机构包括储液箱、高压氮气储存罐和防尘罩,所述防尘罩的上部固定连接有螺帽,所述螺帽螺纹安装在输液管路的一端下部,所述螺帽的一侧贯穿连接有l形管,所述储液箱固定连接在支撑架上,所述高压氮气储存罐的其中一个出气口通过软气管i与l形管的一端连通,且所述高压氮气储存罐的另一个出气口通过软气管ii与储液箱的上端连通,所述输液管路一端出口插入到回收罐的口部,所述回收罐的下部一侧连通有排水管,所述排水管上安装有手动排水阀门,所述排水管的下部套接有半球罩,所述储液箱的上端设置有漏斗口,所述漏斗口设置在半球罩的正下方;所述的高压氮气储存罐的存储压力小于12mpa。
6.进一步地,所述软气管i上安装有调压阀i,所述软气管ii上安装有调压阀ii,通过
调压阀i和调压阀ii分别用于调节软气管i和软气管ii的出气气压。
7.进一步地,所述回收罐的上部设置为细径口,且回收罐的内壁上连接有延伸至回收罐口部的引流杆。
8.进一步地,所述防尘罩的下端内部固定粘接有密封橡胶圈,所述防尘罩的下部间隔套设在回收罐的上端,所述输液管路的一端下部设置有与螺帽配合的外螺纹。
9.进一步地,所述l形管的一端连接有公接头,所述软气管i的一端连接有母接头,所述母接头螺纹安装在公接头上。
10.进一步地,所述加气机构为制氮加压装置,确保挤推气瓶组内的压力维持在9.5mpa

10.5mpa之间。
11.进一步地,所述气压传感器i的信号输出端通过信号电缆i与采集控制系统连接,所述气压传感器ii的信号输出端通过信号电缆ii与采集控制系统连接,所述气用电磁阀的电控端通过控制电缆i与采集控制系统连接,所述气压传感器iii的信号输出端通过信号电缆iii与采集控制系统连接,所述液用电磁阀的电控端通过控制电缆ii与采集控制系统连接,所述体积流量计的信号输出端通过信号电缆iv与采集控制系统连接,所述放液电磁阀的电控端通过控制电缆iii与采集控制系统连接。
12.本发明的有益效果:1、本发明提供的一种体积流量计现场标定装置,通过人工调节,实现宽范围的挤推气压力设定;采集控制系统实现严格的时间控制,通过质量/体积换算、信号平均处理,获得准确的流量计体积流量和电流,进而可获得不同挤推压力下,体积流量计的体积流量和对应电流值,用于拟合体积流量计的体积流量/电流标定公式;实现了体积流量计的现场标定,且操作简便,过程简单,结果可信;在现场条件极为有限的状况下,能够满足平台试验需求。
13.2、本发明提供的一种体积流量计现场标定装置,回收罐的口部能够长时间处于敞口状态,且不会与外界浑浊的空气接触,可以保持标定液的纯度,标定液能够回收再使用;而在标定过程中,无须频繁清理回收罐内部的标定液,可以更换标定点时,通过采集控制系统控制称重电子秤进行去皮归零,再重新采集标定液加入的重量,能够连续试验,十分方便。
附图说明
14.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
15.图1是根据本发明实施例的体积流量计现场标定装置的结构示意图;图2是根据本发明实施例的标定液回收机构的结构示意图;图3是根据本发明实施例图2中的a部细节放大结构示意图。
16.图中:1、挤推气瓶组;2、气压传感器i;3、输气管路;4、手动减压阀;5、气压表i;6、气压传感器ii;7、气用电磁阀;8、标定液储罐;9、气压传感器iii;10、气压表ii;11、输液管路;111、
外螺纹;12、液用电磁阀;13、体积流量计;14、放液电磁阀;15、回收罐;151、排水管;152、手动排水阀门;153、半球罩;154、引流杆;16、采集控制系统;17、信号电缆i;18、信号电缆ii;19、控制电缆i;20、信号电缆iii;21、控制电缆ii;22、信号电缆iv;23、控制电缆iii;24、称重电子秤;25、加气机构;26、加气管路;30、支撑架;31、储液箱;32、高压氮气储存罐;33、调压阀i;34、软气管i;35、软气管ii;36、调压阀ii;37、漏斗口;40、防尘罩;401、密封橡胶圈;41、螺帽;42、l形管;43、公接头;44、母接头。
具体实施方式
17.下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
18.实施例一:根据本发明的实施例,如图1中所示,一种体积流量计现场标定装置,包括挤推气瓶组1、标定液储罐8、加气机构25、回收罐15和采集控制系统16,加气机构25的出气口通过加气管路26与挤推气瓶组1的内部连通;挤推气瓶组1的出口通过输气管路3与标定液储罐8的顶部连通,标定液储罐8的一侧底部连通有输液管路11,输液管路11的一端竖直向下设置,且输液管路11一端的下方放置有回收罐15,回收罐15放置在称重电子秤24的称重托盘上;其中,挤推气瓶组1的顶部安装有气压传感器i2;输气管路3上依次安装有手动减压阀4、气压表i5、气压传感器ii6和气用电磁阀7;标定液储罐8的顶部安装有气压传感器iii9和气压表ii10;输液管路11上依次安装有液用电磁阀12、体积流量计13和放液电磁阀14;所述采集控制系统16包括plc控制器、信号输入端和控制输出端,plc控制器接收信号输入端的信号后进行数据处理,再生成控制命令并通过控制输出端传输控制命令;气压传感器i2、气压传感器ii6、气压传感器iii9、体积流量计13以及称重电子秤24的信号输出端分别通过信号电缆与采集控制系统16的信号输入端电性连接,采集控制系统16的控制输出端分别通过控制电缆与加气机构25、气用电磁阀7、液用电磁阀12、称重电子秤24以及放液电磁阀14的电控端电性连接。通过加气机构25,可确保挤推气瓶组1的压力维持稳定;标定液储罐8可以起到缓冲作用,维持挤推压力稳定,避免挤推压力在放液初期产生突降。
19.加气机构25为制氮加压装置,可确保挤推气瓶组1内的压力维持在9.5mpa

10.5mpa之间。
20.气压传感器i2的信号输出端通过信号电缆i17与采集控制系统16连接,气压传感器ii6的信号输出端通过信号电缆ii18与采集控制系统16连接,气用电磁阀7的电控端通过控制电缆i19与采集控制系统16连接,气压传感器iii9的信号输出端通过信号电缆iii20与采集控制系统16连接,液用电磁阀12的电控端通过控制电缆ii21与采集控制系统16连接,体积流量计13的信号输出端通过信号电缆iv22与采集控制系统16连接,放液电磁阀14的电控端通过控制电缆iii23与采集控制系统16连接。
21.本发明在实施时,对体积流量计进行现场标定的具体过程如下:

选择干燥、纯净、常用的气体作为挤推气体,选择纯净、密度确定、常用的液体作为标定液,且常温常压下,挤推气体和标定液的化学特性稳定,两者之间不发生化学反应;将挤推气瓶组1充气加压至工作压力范围内;将标定液加入至标定液储罐8中;具体在实施时:选择高压干燥氮气(n2)作为挤推气体,选择蒸馏水(h2o)液体作为标定液;将挤推气瓶组1充气加压至10mpa以上;将蒸馏水(h2o)加入至标定液储罐8中,加入的蒸馏水(h2o)的体积为标定液储罐8容积的0.6~0.7倍;

人工调节手动减压阀4,将挤推压力(即手动减压阀4调节后压力)调节至管路填充压力值(即输气管路3内部气压压力值);具体实施时将挤推气压力调节至0.3
±
0.02mpa;

采集控制系统16打开气用电磁阀7,将标定液储罐8充气增压至管路填充压力(即将标定液储罐8内压力调节至0.3
±
0.02mpa);打开液用电磁阀12、放液电磁阀14,对输液管路11进行填充,直至有标定液(蒸馏水)流至回收罐15;然后,关闭放液电磁阀14、液用电磁阀12和气用电磁阀7;

标记本次标定点次序,称重电子秤24去皮归零;

调节手动减压阀4,将挤推气压力调节至本次标定点设定点压力(2.5
±
0.1mpa);采集控制系统16打开气用电磁阀7,将标定液储罐8增压至本次标定点设定点压力(2.5
±
0.1mpa);

在采集控制系统16中设定本次标定点采样时间(10s)和采样频率(20hz),并预先打开液用电磁阀12;标定开始,采集控制系统16自动打开放液电磁阀14,开始本次标定点标定液排放和收集,同时进行流量计电流信号记录和系统精确计时;采样时间到,采集控制系统16自动关闭放液电磁阀14,结束本次标定点标定液排放和收集;采集控制系统16关闭液用电磁阀12和气用电磁阀7;

使用称重电子秤24对含蒸馏水(h2o)的回收罐15进行称重,获得本次标定点收集的标定液重量;根据标定液(蒸馏水)的重量及密度,计算获得本次标定点收集的标定液体积;根据采样时间,计算获得本次标定点收集的标定液体积流量;通过记录的流量计电流信号,计算平均电流,进而获得本次标定点流量计(在挤推压力为2.5mpa时)的体积流量和电流;

重复



,通过调节手动减压阀4,依次将挤推气压力调节至3.5
±
0.1mpa、4.5
±
0.1mpa、5.5
±
0.1mpa、6.5
±
0.1mpa、7.5
±
0.1mpa,依次获得不同挤推压力设定点下的流量计体积流量和电流;

获得所有挤推压力设定点下的流量计体积流量和对应电流值后,进行数据拟合,最终获得该体积流量计的体积流量/电流标定公式。
22.实施例二:与实施例一不同的是,如图2和图3中所示,本实施例还包括标定液回收机构,标定液回收机构包括储液箱31、高压氮气储存罐32和防尘罩40,防尘罩40的上部固定连接有螺帽41,螺帽41螺纹安装在输液管路11的一端下部,螺帽41的一侧贯穿连接有l形管42,储液箱31固定连接在支撑架30上,高压氮气储存罐32的其中一个出气口通过软气管i34与l形管42的一端连通,且高压氮气储存罐32的另一个出气口通过软气管ii35与储液箱31的上端连通,输液管路11一端出口插入到回收罐15的口部,回收罐15的下部一侧连通有排水管151,
排水管151上安装有手动排水阀门152,排水管151的下部套接有半球罩153,储液箱31的上端设置有漏斗口37,漏斗口37设置在半球罩153的正下方;所述的高压氮气储存罐的存储压力小于12mpa。
23.具体在实施时,如图2和图3所示,软气管i34上安装有调压阀i33,软气管ii35上安装有调压阀ii36,通过调压阀i33和调压阀ii36分别用于调节软气管i34和软气管ii35的出气气压。通过软气管i34向回收罐15内注入纯净的正压氮气;通过软气管ii35向储液箱31的内上部注入纯净的正压氮气;由于现场标定环境中各种空气环境复杂,很多情况下的空气中含有较多的灰尘以及细菌;而本实施例通过这种正压气体的方式,在回收罐15的罐口处以及漏斗口37的口部形成向外的正压气流,避免外部具有灰尘和细菌的空气进入到回收罐15或漏斗口37内污染标定液。回收罐15的上部设置为细径口,且回收罐15的内壁上连接有延伸至回收罐15口部的引流杆154;引流杆154避免标定液直接滴入到回收罐15内,造成数据大波动。
24.如图3中所示,防尘罩40的下端内部固定粘接有密封橡胶圈401,防尘罩40的下部间隔套设在回收罐15的上端,输液管路11的一端下部设置有与螺帽41配合的外螺纹111。l形管42的一端连接有公接头43,软气管i34的一端连接有母接头44,母接头44螺纹安装在公接头43上。
25.本实施例选择较大容积的回收罐15,其口部可以长时间处于敞口状态,且不会与外界浑浊的空气接触,可以保持标定液的纯度,可以将标定液进行回收使用;而在标定过程中,无须频繁清理回收罐15内部的标定液,可以更换标定点时,对称重电子秤24进行去皮归零,再重新采集标定液加入的重量,十分方便。
26.综上所述,借助于本发明的上述技术方案,本发明提供的一种体积流量计现场标定装置,通过人工调节,实现宽范围的挤推气压力设定;采集控制系统16实现严格的时间控制,通过质量/体积换算、信号平均处理,获得准确的流量计体积流量和电流,进而可获得不同挤推压力下,体积流量计的体积流量和对应电流值,用于拟合体积流量计的体积流量/电流标定公式;实现了体积流量计的现场标定,且操作简便,过程简单,结果可信;在现场条件极为有限的状况下,能够满足平台试验需求。
27.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
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