[發(fā)明專利]一種恒流閥流量和差壓校驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)裝置及校驗(yàn)的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610120739.5
• 申請(qǐng)日: 2016-03-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105784341B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-08-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬龍博;趙建亮;胡滌新;杜偉鵬;張寧寧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江省計(jì)量科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): G01M13/00
• 分類號(hào): G01M13/00
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務(wù)所有限公司 33100
• 代理人: 王佳健

1.一種活塞式液體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置，其特征在于：包括步進(jìn)電機(jī)(1)、減速機(jī)(2)、減速機(jī)金屬支座(3)、聯(lián)軸器(4)、絲杠前金屬支座(5)、絲杠(6)、直線導(dǎo)軌(7)、活塞金屬支架(8)、可滑動(dòng)金屬支座(9)、絲杠螺母(10)、光電讀數(shù)頭(11)、浮動(dòng)接頭(12)、柱形活塞(13)、Y型密封圈(14)、液壓缸(15)、活塞金屬支座(16)、絲杠后金屬支座(17)、法蘭(18)、手動(dòng)開(kāi)關(guān)球閥(19)、背壓管(20)、噴嘴(21)、缸體進(jìn)水管道(22)、缸體進(jìn)水開(kāi)關(guān)球閥(23)、三通管(24)、缸體出水管道(25)、缸體出水開(kāi)關(guān)球閥(26)、排氣水泵后開(kāi)關(guān)球閥(27)、夾表器前開(kāi)關(guān)球閥(28)、夾表器(29)、前直管段(30)、差壓變送器(31)、恒流閥(32)、后直管段(33)、指示流量計(jì)前開(kāi)關(guān)球閥(34)、指示流量計(jì)(35)、排氣水泵(36)、排氣水泵前開(kāi)關(guān)球閥(37)、試驗(yàn)段金屬支架(38)、水箱(39)；所述的步進(jìn)電機(jī)(1)固定在減速機(jī)(2)上，步進(jìn)電機(jī)(1)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸與減速機(jī)(2)輸入軸套相連接，減速機(jī)(2)的輸出軸通過(guò)聯(lián)軸器(4)與絲杠(6)一端的端部固定連接，絲杠(6)一端的端部之后且緊鄰端部處及絲杠(6)的另一端均裝有絲杠軸套，絲杠軸套之間的絲杠(6)上裝有絲杠螺母(10)，絲杠螺母(10)固定在可滑動(dòng)金屬支座(9)的中間，可滑動(dòng)金屬支座(9)下端與直線導(dǎo)軌(7)連接，可滑動(dòng)金屬支座(9)上部裝有浮動(dòng)接頭(12)，浮動(dòng)接頭(12)與液壓缸(15)中的柱形活塞(13)固定連接，柱形活塞(13)與液壓缸(15)之間裝有Y型密封圈(14)；所述的直線導(dǎo)軌(7)內(nèi)側(cè)裝有光柵尺，光柵尺的光電讀數(shù)頭(11)與可滑動(dòng)金屬支座(9)固定連接；所述的液壓缸(15)設(shè)有缸體排氣標(biāo)定口，缸體排氣標(biāo)定口通過(guò)不銹鋼管道與手動(dòng)開(kāi)關(guān)球閥(19)一端固定連接，手動(dòng)開(kāi)關(guān)球閥(19)另一端與背壓管(20)一端固定連接，背壓管(20)另一端與噴嘴(21)固定連接，液壓缸(15)的進(jìn)水口通過(guò)缸體進(jìn)水開(kāi)關(guān)球閥(23)與水箱(39)聯(lián)通；液壓缸(15)的出水口與缸體出水開(kāi)關(guān)球閥(26)的一端連接，缸體出水開(kāi)關(guān)球閥(26)的另一端通過(guò)三通管(24)、夾表器前開(kāi)關(guān)球閥(28)與前直管段(30)連接，缸體出水開(kāi)關(guān)球閥(26)的另一端還通過(guò)三通管(24)、排氣水泵后開(kāi)關(guān)球閥(27)與排氣水泵(36)連接，排氣水泵(36)的出氣口上設(shè)置有排氣水泵前開(kāi)關(guān)球閥(37)；前直管段(30)與后直管段(33)之間設(shè)置有待校準(zhǔn)的恒流閥(32)，恒流閥(32)的兩端并聯(lián)有差壓變送器(31)，后直管段(33)通過(guò)指示流量計(jì)前開(kāi)關(guān)球閥(34)與指示流量計(jì)(35)連接，指示流量計(jì)(35)連接至水箱(39)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種活塞式液體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置，其特征在于：所述的柱形活塞(13)與所述的絲杠(6)之間的傳動(dòng)采用平行不同軸的結(jié)構(gòu)形式；所述的柱形活塞(13)與所述的絲杠(6)之間通過(guò)可滑動(dòng)金屬支座(9)相連接；所述的可滑動(dòng)金屬支座(9)與所述的直線導(dǎo)軌(7)滑動(dòng)配合。

3.一種使用權(quán)利要求1的活塞式液體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置對(duì)恒流閥進(jìn)行流量和差壓校驗(yàn)的方法，其特征在于包括如下步驟：

1)將恒流閥(32)安裝在所述前直管段(30)和所述后直管段(33)之間；

2)控制步進(jìn)電機(jī)(1)正向旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)減速機(jī)(2)作同向轉(zhuǎn)動(dòng)，步進(jìn)電機(jī)(1)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度經(jīng)減速機(jī)(2)減速后驅(qū)動(dòng)絲杠(6)作正向轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)絲杠(6)與絲杠螺母(10)的配合將絲杠(6)的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為可滑動(dòng)金屬支座(9)的水平正向移動(dòng)，可滑動(dòng)金屬支座(9)的水平正向移動(dòng)推動(dòng)柱形活塞(13)水平正向移動(dòng)，直至柱形活塞(13)到達(dá)液壓缸(15)底部；

3)關(guān)閉所述的手動(dòng)開(kāi)關(guān)球閥(19)和缸體出水開(kāi)關(guān)球閥(26)，打開(kāi)所述缸體進(jìn)水開(kāi)關(guān)球閥(23)；

4)控制步進(jìn)電機(jī)(1)反向旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)減速機(jī)(2)作同向轉(zhuǎn)動(dòng)，步進(jìn)電機(jī)(1)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度經(jīng)減速機(jī)(2)減速后驅(qū)動(dòng)絲杠(6)作反向轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)絲杠(6)與絲杠螺母(10)的配合將絲杠(6)的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為可滑動(dòng)金屬支座(9)的水平反向移動(dòng)，可滑動(dòng)金屬支座(9)的水平反向移動(dòng)拖動(dòng)柱形活塞(13)水平反向移動(dòng)，直至柱形活塞(13)到達(dá)液壓缸(15)頭部；在柱形活塞(13)作水平反向移動(dòng)過(guò)程中，水箱(39)中的水通過(guò)缸體進(jìn)水開(kāi)關(guān)球閥(23)和缸體進(jìn)水管道(22)進(jìn)入液壓缸(15)；

5)關(guān)閉所述缸體進(jìn)水開(kāi)關(guān)球閥(23)和排氣水泵后開(kāi)關(guān)球閥(27)，打開(kāi)所述的缸體出水開(kāi)關(guān)球閥(26)、夾表器前開(kāi)關(guān)球閥(28)和指示流量計(jì)前開(kāi)關(guān)球閥(34)，同時(shí)打開(kāi)恒流閥(32)；

6)執(zhí)行步驟2)，將缸體出水管道(25)中的空氣排除干凈；

7)關(guān)閉所述的缸體出水開(kāi)關(guān)球閥(26)；

8)打開(kāi)所述的缸體進(jìn)水開(kāi)關(guān)球閥(23)，執(zhí)行步驟4)；

9)關(guān)閉所述的缸體進(jìn)水開(kāi)關(guān)球閥(23)，打開(kāi)所述的手動(dòng)開(kāi)關(guān)球閥(19)；

10) 執(zhí)行步驟2)，排除液壓缸(15)內(nèi)的空氣；

11) 關(guān)閉所述的手動(dòng)開(kāi)關(guān)球閥(19)；

12) 反復(fù)執(zhí)行步驟8)至步驟11)，將所述液壓缸(15)內(nèi)的空氣排除干凈；

13) 打開(kāi)所述排氣水泵后開(kāi)關(guān)球閥(27)和排氣水泵前開(kāi)關(guān)球閥(37)，啟動(dòng)排氣水泵(36)，將所述的恒流閥(32)所在管道中的氣體排除干凈；

14) 關(guān)停所述的排氣水泵(36)，關(guān)閉所述排氣水泵后開(kāi)關(guān)球閥(27)和排氣水泵前開(kāi)關(guān)球閥(37)；

15) 執(zhí)行步驟8)，關(guān)閉所述的缸體進(jìn)水開(kāi)關(guān)球閥(23)，打開(kāi)所述的缸體出水開(kāi)關(guān)球閥(26)；

16) 通過(guò)控制計(jì)算機(jī)設(shè)定恒流閥(32)兩端目標(biāo)差壓，啟動(dòng)所述的步進(jìn)電機(jī)(1)作正向旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)減速機(jī)(2)作同向轉(zhuǎn)動(dòng)，步進(jìn)電機(jī)(1)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度經(jīng)減速機(jī)(2)減速后驅(qū)動(dòng)絲杠(6)作正向轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)絲杠(6)與絲杠螺母(10)的配合將絲杠(6)的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為可滑動(dòng)金屬支座(9)的水平正向移動(dòng)，可滑動(dòng)金屬支座(9)的水平正向移動(dòng)推動(dòng)柱形活塞(13)水平正向移動(dòng)，所述的柱形活塞(13)水平正向移動(dòng)將液壓缸(15)內(nèi)的水通過(guò)恒流閥(32)所在管路排入水箱(39)；所述的液壓缸(15)內(nèi)排出的水通過(guò)恒流閥(32)時(shí)，在所述的恒流閥(32)兩端產(chǎn)生差壓，該差壓通過(guò)引壓管引入到差壓變送器(31)，所述的差壓變送器(31)將差壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)送入控制計(jì)算機(jī)，控制計(jì)算機(jī)再將電流信號(hào)換算為恒流閥(32)兩端實(shí)際差壓，并與設(shè)定的恒流閥(32)兩端目標(biāo)差壓相比較，產(chǎn)生控制信號(hào)控制步進(jìn)電機(jī)(1)轉(zhuǎn)速，直至恒流閥(32)兩端實(shí)際差壓接近目標(biāo)差壓，然后控制計(jì)算機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)(1)勻速旋轉(zhuǎn)，同時(shí)開(kāi)始對(duì)光電讀數(shù)頭(11)反饋的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)時(shí)計(jì)頻，并對(duì)差壓變送器(31)反饋的電流信號(hào)進(jìn)行采集；

17) 在對(duì)光電讀數(shù)頭(11)反饋的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)時(shí)計(jì)頻的計(jì)時(shí)時(shí)間到達(dá)設(shè)定的最短計(jì)時(shí)時(shí)間后，停止對(duì)光電讀數(shù)頭(11)反饋的脈沖信號(hào)的計(jì)時(shí)計(jì)頻及差壓變送器(31)反饋的電流信號(hào)的采集；同時(shí)停止步進(jìn)電機(jī)(1)運(yùn)行；

18) 根據(jù)控制計(jì)算機(jī)對(duì)光電讀數(shù)頭(11)反饋的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)時(shí)計(jì)頻得到的累積時(shí)間和累積脈沖數(shù)，按式計(jì)算活塞式液體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的平均流量：

Q_i=(3.14×d²/4×P_i×N_i)/t_i

式中，Q_i為活塞式液體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的平均流量；d為柱形活塞(13)外直徑；P_i為光電讀數(shù)頭(11)反饋的脈沖信號(hào)的脈沖當(dāng)量；N_i、t_i分別為控制計(jì)算機(jī)對(duì)光電讀數(shù)頭(11)反饋的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)時(shí)計(jì)頻得到的累積脈沖數(shù)和累積時(shí)間；

由于液體流動(dòng)的連續(xù)性，活塞式液體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的平均流量即為恒流閥(32)流量；

19) 根據(jù)控制計(jì)算機(jī)采集得到的差壓變送器(31)反饋的電流信號(hào)，按式計(jì)算恒流閥(32)兩端的差壓：

⊿p_i=[⊿p_max×(I_i-4)]/16

式中，⊿p_i為測(cè)量得到的恒流閥(32)兩端的差壓；⊿p_max為差壓變送器(31)量程；I_i為控制計(jì)算機(jī)采集得到的差壓變送器(31)反饋的電流信號(hào)；

20) 根據(jù)恒流閥(32)的流量及柱形活塞(13)已經(jīng)水平運(yùn)動(dòng)的距離，判斷步進(jìn)電機(jī)(1)是否能夠繼續(xù)作同向轉(zhuǎn)動(dòng)：如果能夠繼續(xù)作同向轉(zhuǎn)動(dòng)，則重復(fù)步驟16)至步驟19)完成恒流閥(32)流量和差壓的校驗(yàn)；如果不能再繼續(xù)作同向轉(zhuǎn)動(dòng)，則執(zhí)行步驟15)至步驟19)完成恒流閥(32)的流量和差壓校驗(yàn)；

21) 重復(fù)執(zhí)行步驟20)完成對(duì)恒流閥(32)流量和差壓的校驗(yàn)。