[發明專利]超聲水表流量標準裝置

有效

• 申請號: 201410375168.0
• 申請日: 2014-08-01
• 公開（公告）號: CN104154972B
• 公開（公告）日: 2017-07-11
• 發明（設計）人: 趙偉國;高科;楊志文;王成李;陳為剛
• 申請（專利權）人: 中國計量學院
• 主分類號: G01F25/00
• 分類號: G01F25/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司33200
• 代理人: 杜軍

技術領域

本發明屬于流量儀表檢定技術領域，涉及一種超聲水表流量標準裝置。

背景技術

水流量標準裝置大多數采用標準表法與靜態質量法相結合。主要由水池，水泵，變頻器，標準表，穩壓罐，開關閥，調節閥，換向器，電子秤等組成。靜態質量法的原理是通過調節變頻器及調節閥的控制，使水池中的水依次通過穩壓罐，標準表，被檢表，換向器。換向器的作用是改變液體的流動方向，使液體直接流進水池或者進入電子秤中。轉向器換向時，觸發計時控制器，以保證液體質量及試驗時間的同時測量。有效的保證了小流量檢定的精確度。標準表法是基于流體力學的連續性方程，以標準表流量作為標準流量，使流量連續的通過標準流量計和被檢流量計。當流量滿足條件后，在額定的時間內，比較兩者的累計流量值，從而確定被檢流量計的計量性能。

超聲水表是利用超聲波時差原理，采用工業級電子元器件制造而成的全電子式水表。與機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，無任何活動部件，無需設置參數，任意角度安裝等特點。因此超聲水表的社會需求越來越大，而傳統的流量計檢定方法大體上有靜態質量法、靜態容積法、動態質量法、動態容積法及標準流量計法等。這些方法各有各的優缺點，但始終無法同時達到檢定效率高，可靠性強，且設備造價較低的要求。因此，一套能夠實現高效，準確且造價較低的超聲水表檢定標準裝置被企業所需要。

發明內容

本發明的目的就是設計一套可以實現多臺相同口徑超聲水表同時檢定的標準裝置，有效地保證超聲水表的檢定效率，提高了水流量標準裝置的可靠性、準確度和流量測量范圍。

本發明解決技術問題所采取的技術方案為：

本發明包括第一水泵、第二水泵、穩壓罐、第一開關閥、第二開關閥、第三開關閥、第四開關閥、第五開關閥、第六開關閥、第一標準表、第二標準表、第三標準表、第四標準表、第一調節閥、第二調節閥、轉向器、電子稱和控制系統。

第一水泵、第二水泵的入水口接水池、出水口接穩壓罐，第一開關閥、第二開關閥、第三開關閥、第四開關閥的入水口接穩壓罐，第一開關閥、第二開關閥、第三開關閥、第四開關閥的出水口接對應的第一標準表、第二標準表、第三標準表、第四標準表的入水口，第一標準表、第二標準表、第三標準表、第四標準表的出水口經第五開關閥后與三個串聯的被檢表連接，第一調節閥、第二調節閥并聯，其并聯端的入口與三個串聯的被檢表連接，并聯端的出口接轉向器，轉向器的出水口連接至水池或電子稱，電子稱的出水口通過第六開關閥連接至水池。

所述的控制系統包括計算機、PLC、AD模塊和DA模塊，計算機通過485通信協議，對PLC上數據進行讀取及控制PLC進行工作。讀取標準表流量與被檢表流量，輸出開關閥的控制，通過AD模塊讀取標準表及被檢表的瞬時量，并通過DA模塊對變頻器及調節閥的值進行控制，所述變頻器用于控制水泵流量。在大流量時，采用標準表法，PLC利用外部電路實現對標準表及被檢表的脈沖進行讀取；在小流量時，采用靜態質量法，通過485通信得到的電子秤值來確定標準流量。

進一步說，所述的PLC為三菱FX2N-60MT，通過通信模塊FX2N-485BD實現與計算機的聯接，計算機通過LabVIEW編寫的軟件對PLC中數據進行讀取。PLC采用的編程軟件為GX developer。

進一步說，所述外部電路包括雙時間法電路、AD輸入轉換電路及輸出閥門驅動電路。雙時間法電路是基于雙時間脈沖法更加準確地計算流量計的脈沖值，進而能夠滿足PLC的輸入要求。AD輸入轉換電路實現4-20mA電路到1-5V電壓的轉換，并增加過壓保護電路，確保系統可靠性和穩定性。輸出閥門驅動電路，用于提高PLC輸出驅動電流，有效地保證開關閥所需要的電流。

本發明解決了傳統超聲水表檢定過程中，檢定效率低，流量測量范圍小，流速不太穩定的問題，實現了多臺相同口徑超聲水表的同時檢定功能，保證了流速的穩定及檢定裝置的流量范圍。

本發明的有益效果在于：本發明采用將3臺超聲水表串聯的方式，同時利用靜態質量法和標準表法相結合的方法，采用本發明可以明顯的提高超聲水表的檢定效率，提高整個系統的可靠性及準確度。

附圖說明

圖1為本發明的控制系統示意圖。

圖2為本發明的超聲水表流量標準裝置圖

圖3為基于LabVIEW的軟件流程圖。

具體實施方式