[發明專利]智能型稱重式流量計及測量控制方法

無效

• 申請號: 200710147395.8
• 申請日: 2007-09-07
• 公開（公告）號: CN101382777A
• 公開（公告）日: 2009-03-11
• 發明（設計）人: 王磊
• 申請（專利權）人: 王磊
• 主分類號: G05B19/04
• 分類號: G05B19/04;G01F1/86
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

(一)技術領域：

本專利屬于高精度的可連續的液體流量檢測與控制技術。

(二)背景技術：

在混料進入反應器及混合槽等設備時，需要對液體進行高精度流量檢測與控制，以控制產品質量。目前高精度液體流量檢測有質量流量計，超聲波流量計，電磁流量計等，但是造價昂貴，微流量檢測誤差大且無流量控制。失重式流量計流量檢測誤差小，但是輸出控制必須與注塞泵(計量泵)配合，流量輸出有脈動成分，沒有形成連續穩定的流量控制對于混料等要求嚴格均勻的場合有影響。其二是對稱重桶加液期間失去了對流量的測量，測量控制處于盲區。其三是加液排液時稱重桶液位變化大，計量泵入口壓力發生較大變化，對流量控制精度產生影響。其四對于強腐蝕液體注塞泵(計量泵)密封部件容易腐蝕，影響流量控制精度且維護量增加。專利號為CN200310109683采用計量管道與傳輸管道之間用軟管連接，在計量管道的下方安裝稱重傳感器，在計量管道端口安裝數字流量計的方式，用重量與流量來換算計量。此方法用動態稱量法測量，精度比不上靜態稱量法。專利號為CN200510131200采用液體儲罐整體用稱重傳感器支撐，儲罐出口安裝調節閥，用失重法測量流量。此方法存在著儲罐及儲存液體整體重量大，由于稱重傳感器及測量系統分辨率有限，用于小流量場合加料誤差大并且儲罐加液體時測控處于盲區。

(三)發明內容:

本發明提供一種檢測控制精度高，可用于強腐蝕液體的流量控制器。采用稱重與失重兩種方式測量流量。圖1輸入有緩沖桶(14)，來至進液電磁閥(15)前高位槽(泵)壓力的變化對流量的影響可以有效的予以消除。輸出采取步進式電動執行器控制流量的方法來實現液體流量的連續穩定控制，流量無脈動成分。運用失重自修正算法進行跟蹤曲線修正，可實現流量累積誤差趨近于零。本發明由(圖1)緩沖桶(14)、進液電磁閥(15)、干簧管(16)(17)、磁性浮子(18)(19)組成進液恒體積控制。稱重顯示器(1)稱重傳感器(6)(7)稱重桶(8)組成高精度稱重控制，測重分辨率可達1/50000。智能控制器(2)控制進液電磁閥(15)進液，當磁性浮子(18)(19)液位上升至緩沖桶(14)外與干簧管(16)(17)平齊時，干簧管閉合發出信號給智能控制器(2)控制進液電磁閥(15)停止進液。當稱重桶(8)液位低于下液位(圖3)W1時，智能控制器(2)控制放液電磁閥(4)使緩沖桶(14)放液，開始給稱重桶(8)加液。當稱重桶(8)液位上升后，此時步進電動執行器(5)閥出口流量增加，步進電動執行器開始逐漸回關，以保持流量不變。當緩沖桶(14)放完液后，稱重桶(8)加液停止。放液電磁閥(4)閉合，進液電磁閥(15)打開給緩沖桶(14)進液，緩沖桶(14)進液滿后等待，如此循環。當稱重桶(8)液位開始下降后，此時步進電動執行器(5)閥出口流量減少，步進電動執行器(5)閥開始逐漸打開，以保持流量不變，直到下液位結束。周而復始。步進電動執行器(5)閥回關速率與打開速率與稱重桶(8)液體重量上升速率與下降速率平方根正好相等，使流量控制成一條平穩的直線。

本發明液位下降時用失重法測得流量，而液位上升時可用稱重法測得流量，彌補了液體失重式流量計的不足。

本發明適用于對敞口容器的加液流量測量控制。

(四)附圖說明:

圖1，系統組成：稱重顯示器(1)、智能控制器(2)、上位計算機(3)、放液電磁閥(4)、步進電動執行器(5)、稱重傳感器(6)(7)、稱重桶(8)、RS485信號電纜(9)、稱重傳感器信號電纜(10)、控制電磁閥信號電纜(11)、控制步進電動執行器信號電纜(12)、出液管(13)、緩沖桶(14)、進液電磁閥(15)、干簧管(16)(17)、磁性浮子(18)(19)、干簧管信號電纜(20)、兩位電磁閥信號電纜(21)、進液管(22)。

圖2，(W，L)重量、步進電動執行器閥桿位移變化曲線圖。(1)為設定的理想曲線。(2)為流量正偏差曲線。(3)為流量負偏差曲線。

圖3，重量變化曲線圖：0-t1為稱重桶(8)加液時間，重量上升曲線。t1-t2為稱重桶(8)單獨排液時間，重量下降曲線。W1為重量下限，W2為重量上限。

圖4，智能控制器系統電路原理接線圖：單片機采用TA89C51。液晶顯示器采用LC1621。DCF1，DCF2為進放液電磁閥線圈。A，B，C為三項步進動執行器電機繞組。RS485采用MAX485芯片。SX，XX來自稱重顯示器上限下限報警觸點，GH來自緩沖桶干簧管觸點，SS，XJ，QD，TZ為智能控制器面板按鈕。