一种质量法/标准表法微小流量水流量标准装置

技术领域

本发明属于液体流量计检定领域，尤其涉及一种质量法/标准表法微小流量 水流量标准装置。

背景技术

现有的水流量标准装置的基本组成有水循环系统(水池、水泵、稳压容器 或水塔)、消气过滤器、实验管路、伸缩器、标准表或质量称重系统、换向器、 启停控制设备及计算机组成。按要求将被检流量计装到装置上，启动上述系统， 使水流径被检流量计和流量工作标准(电子称或标准表)，同步操作被检流量计 和流量工作标准，比较两者的输出流量值、水循环系统的稳定性、换向器的准 确度，从而确定被检流量计的计量准确度和重复性。完成对被检流量计的检定。 但现有的水流量标准装置在计量准确度和重复性上存在问题。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足之处，本发明的目的在于提供水循环系统 稳定以及流量工作标准的准确度高及抗干扰程度高的质量法/标准表法微小流 量水流量标准装置。

一种质量法/标准表法微小流量水流量标准装置，该装置包括储水箱、稳压 罐、高位水箱、卧式被检流量计放置管道，立式被检流量计放置管道，其中， 储水箱通过一水泵连接在稳压罐的下端、高位水箱设置在被检流量计放置管道 上方4～6m处，高位水箱的进水管通过电动开关阀连接稳压罐，稳压罐的出水 管以及高位水箱的出水管分别通过电动开关阀连接在卧式被检流量计放置管道 的被检表前汇管上，被检表前汇管并行连接两路卧式伸缩器，通过卧式伸缩器 安装不同口径的被检流量计，两路卧式伸缩器分别通过手动调节阀汇聚在标准 表前汇管上，标准表前汇管的出口并列设置有三路不同口径的标准表，三路标 准表的出水口连接在标准表后汇管上，通过标准表后汇管连接两路立式被检流 量计放置管道，两路立式被检流量计放置管道上通过立式伸缩器用于安装被检 流量计，两路立式被检流量计放置管道的末端连接有一电子称前汇管，电子称 前汇管的出口并列设置有三路不同口径的转向器，转向器与电子称前汇管之间 设置有电动开关阀，转向器的一出水口与称重容器相对应，称重容器设置在电 子秤上。

进一步地，电子秤外围设置防风外罩，称重容器设计成防液体蒸发结构。

进一步地，三个转向器的口径分别为4mm、10mm和15mm。

进一步地，三路标准表的口径分别是2mm、10mm、15mm。

进一步地，水泵通过一变频电路控制转速。

进一步地，装置中的电动开关阀通过计算机控制系统进行控制。

进一步地，转向器包括进水短管、90°转管、针头式喷嘴、光电脉冲讯号 转换器以及迷你气缸，所述进水短管通过法兰轴承与同直径的转管活动连接， 90°转管另一端连接针头式喷嘴，将水流方向直角转换，转向器通过一法兰连 接光电脉冲讯号转换器和脚座，脚座上设置迷你气缸，迷你气缸的输出轴通过 连接接头与固定在转管上的连接板铰接，90°转管上还设置有光电挡板，通过 光电挡板在光电脉冲讯号转换器内的转动，确定完成一次换向。

本发明与现有技术相比，有益效果在于：

1、本发明中独创性地采用高位水箱，在低流量的情况下，避免了单独采用 稳压罐造成的水流不稳，出现泳动的问题。

2、采用本发明，可通过控制电动开关阀，选择不同的通路，使得检测实现 多通路多型号流量计的测量，并且水循环系统的稳定性以及流量工作标准的准 确度及抗干扰程度得到提高。

3、换向器相对标准不确定度优于0.025％，结构的巧妙之处，在于采用了 据有导流作用，且于进水短管相同直径的转管及其下方的针头式喷嘴。使水不 能在换向器内残留，能迅速利落的完成换向，从而有效的保证了换向器的相对 标准不确定度。结构的另一特点是，结构简单、小巧，便于安装。

4、本发明中做了三组实验进行效果的证实：

A、用50L稳压罐配合DN15换向器(口径为15mm)，检定流量在1～ 16.67L/min、检定时间为0.5～10分，其装置流量稳定性优于0.1％；

B、用50L稳压罐配合DN10换向器(口径为10mm)，检定流量在0.0083～ 0.1L/min、检定时间为1～12分。其装置流量稳定性优于0.1％；

C、用50L稳压罐串联20L高位水箱配合DN2摆动喷嘴式气动换向器，检 定流量在0.16～0.0016L/min、检定时间为1～12分。其其装置流量稳定性优于 0.05％；

稳压罐的稳压精度一般为0.1％，高位水箱的稳压精度一般亦可达到0.05％， 以稳压精度一般为0.1％的稳压容器为一级稳压源，再加压精度一般为0.05％高 位水箱为二级稳压，可以提高整体稳压精度。

附图说明

图1是本发明实施例提供的装置结构示意简图；

图2是本发明实施例提供的装置结构示意主视图；

图3是本发明实施例提供的装置结构示意俯视图；

图4是本发明实施例提供的装置换向器的结构示意图；

其中，1为储水箱、2为开关阀、3为过滤器、4为水泵、5为止回阀、6 为电子称托架、7为稳压罐、8为高位水箱、9为电动开关阀、10为被检流量计、 11为卧式伸缩器、12为标准表、13为手动调节阀、14为立式伸缩器、15为换 向器、16为称重容器、17为活接头、18为伸缩器支架、19为泄压管、20为挠 性接头、21为出水管、22为被捡表前汇管、23为表前可换直管段、24为可换 法兰、25为标准表前汇管、26为标准表后汇管、27为电子称前汇管、201为进 水短管、202为弹性挡圈、203为转管支撑套、204为光电脉冲讯号转换器、205 为光电挡板、206为90°转管、207为连接板、208针头式喷嘴、209为脚座、 210气缸支承座、211为迷你气缸、212为连杆接头、213为锁紧头基座、214 为销轴。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实 施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅 仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例

如图1～3所示，一种质量法/标准表法微小流量水流量标准装置，该装置包 括储水箱1、稳压罐7、高位水箱8、卧式被检流量计放置管道，立式被检流量 计放置管道，其中，储水箱1的出水口通过开关阀2以及过滤器3连接一水泵 4，水泵连接处采用绕性接头20，水泵4通过止回阀5连接在稳压罐7的下端、 稳压罐7通过一泄压管19与储水箱形成回路，泄压管19设置电动开关阀9， 高位水箱8设置在被检流量计放置管道上方5m处，高位水箱8的进水管通过 一电动开关阀连接稳压罐7，通过稳压罐7进行上水，稳压罐7的出水管21以 及高位水箱8的出水管分别通过电动开关阀连接在卧式被检流量计放置管道的 被检表前汇管22上，通过被检表前汇管22分成两路，两路结构相同，每一路 都分别通过一电动开关阀控制，以一路为例，先连接有表前可换直管段23，表 前可换直管段23的另一端连接有可换法兰24，一卧式伸缩器11的伸缩端设置 有可换法兰，两可换法兰之间安装被检流量计10，被检流量计10的出水口连 接电动开关阀后连接标准表前汇管25，通过标准表前汇管25分成三路，每一 路中均通过电动开关阀连接标准表12。本实施例中，三路标准表的口径分别是 2mm、10mm、15mm，满足型号为DN2～DN10之间的流量计的测量。

三路标准表12分别通过手动调节阀13连接标准表后汇管26，标准表后汇 管26连接两路并列的立式被检流量计放置管道，两路立式被检流量计放置管道 上分别连接不同口径的被检流量计10，被检流量计10通过气动立式伸缩器14 固定，气动立式伸缩器14安装在伸缩器支架18上，两路并列的立式被检流量 计放置管道的后端连接电子秤前汇管27，电子秤前汇管27上开设有三路出口， 三路出口上分别设置电动开关阀，通过电动开关阀分别通过活接头17以及通过 活接头28和pvc软管17连接与被检流量计相对应的不同口径的转向器15，不 同口径的转向器15的一路出水口对应相应的电子秤16，另一路出水口对准储 水箱1,。三个转向器15的出水口直径分别为4mm、10mm和15mm。

水泵通过变频电路控制转速。装置中的所有的电动开关阀的开关通过计算 机控制系统进行控制。

如图4所示，转向器包括进水短管201、90°转管206、针头式喷嘴208、 光电脉冲讯号转换器204以及迷你气缸211，进水短管201的一端通过锁紧头 基座213、紧头螺母连接活接头pvc软管，进水短管201的另一端通过法兰以 及弹性挡圈202与90°转管206活动连接，90°转管206另一端连接针头式喷 嘴208，将水流方向直角转换，转向器通过法兰上下对称连接光电脉冲讯号转 换器204和脚座209，脚座209的一端设置气缸支撑座210，气缸支撑座210 上设置迷你气缸211，迷你气缸211的输出轴通过连接接头212与固定在90° 转管上的连接板207通过销轴214铰接，通过迷你气缸211、带动连接板207、 使换向器针头式喷嘴208转动将水流变换一定的角度排出。90°转管206上还 设置有光电挡板205，在换向器针头式喷嘴208转动到中间位置时通过光电挡 板205遮挡光电脉冲讯号转换器204，发送脉冲信号给PLC以确定完成一次换 向。迷你气缸211是以压缩空气为动力，通过2位5通电磁换向阀(24V电控) 控制前后伸缩。

本实施例中的工作过程为：通过水泵4将储水箱1中的水吸入稳压罐7中 (其中挠性接头20为水泵减震用。止回阀为保护水泵用)再通过出水管21、 进入被捡表前汇管、表前可换直管段、可换法兰再经过“被检流量计”卧式伸缩 器(装夹被检流量计)打开电动开关阀经9标准表前汇管到标准表；调节手动 调节阀调节流量大小。再到标准表后汇管、电子称前汇管、pvc软管到换向器。 进入称重容器16到设定容积(通过PLC采集的信号)使换向器动作将水通过 分水桶排回储水箱11；同时采集被检流量计容积，用电子称称量排入称重容器 16中水的重量再测量水的密度，换算成容积与被检流量计容积比较，通过软件 计算被检流量计的准确度，完成一次检定操作，电子秤安装在储水箱的电子秤 托架6上。

本实施例中，可以为不同型号口径的流量计进行检测，被检测流量计可以 为DN10、DN8、DN6、DN4以及DN2，当需要卧式检测时，在两路气动立式 伸缩器上采用管道连接，当需要立式检测时，在两路卧式伸缩器上采用管道连 接，在检测时，通过控制电动阀门实现对通路的选择。

例如，被检测流量计口径为10mm，采用立式进行检测，此时，两路卧式 伸缩器上采用管道连接，通过控制电动开关阀，根据检定流量的不同，变化不 同的模式，单独采用稳压罐或高位水箱，或者采用稳压罐或高位水箱组合的形 式，并根据流量的要求控制电动开关阀对三路标准表以及所选择用的转向器的 进行选择，本实施例中做了三组实验进行效果的对比：

A、用50L稳压罐配合DN15换向器(口径为15mm)，检定流量在1～ 16.67L/min、检定时间为0.5～10分，其装置流量稳定性优于0.1％；

B、用50L稳压罐配合DN10换向器(口径为10mm)，检定流量在0.0083～ 0.1L/min、检定时间为1～12分。其装置流量稳定性优于0.1％；

C、用50L稳压罐串联20L高位水箱配合DN2摆动喷嘴式气动换向器，检 定流量在0.16～0.0016L/min、检定时间为1～12分。其装置流量稳定性优于 0.05％；

稳压罐的稳压精度一般为0.1％，高位水箱的稳压精度一般亦可达到0.05％， 以稳压精度一般为0.1％的稳压容器为一级稳压源，再加压精度一般为0.05％高 位水箱为二级稳压，可以提高整体稳压精度。

其换向器相对标准不确定度优于0.025％，它主要进水短管、转管、及换向 器针头式喷嘴组成。工作顺序是水流由进水短管流进，经转管从针头式喷嘴流 出，再经设在称量容器上方的分水器，实现换向，进入相应的称重容器称量。

这结构的巧妙之处，在于采用了据有导流作用，且于进水短管相同直径的 转管及其下方的针头式喷嘴。使水不能在换向器内残留，能迅速利落的完成换 向，从而有效的保证了换向器的相对标准不确定度。

这种结构的另一特点是，结构简单、小巧，便于安装。

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、等同替换和改进等，均应包含在本发明 的保护范围之内。