一種液體流量計的製作方法
2023-10-23 17:24:37
專利名稱：一種液體流量計的製作方法
技術領域：
本發明的一種液體流量計涉及到了液體的流量測量裝置領域。
在現有技術中，有許多種用於測量液體流量的流量計，例如美國專利4428243，中國專利87108201所述的流量計，這些種流量計均是由一個對液體流動敏感的隨動部件，一個發光部件，一個光接收部件，一個信號處理部件組成。典型的流量計的隨動部件是由轉子構成。發光部件輸出的光線照射在所述的轉子上，光接收部件接收由所述的轉子反射出的光線並將其轉變為電信號輸出到所述的信號處理部件上。所述的轉子隨液體的流動而轉動並向所述的光接收部件輸出頻率與轉子轉速相對應的脈動光線。所述的光接收部件將接收到的脈動光線轉換為脈衝電信號輸出到所述的信號處理部件。所述的信號處理部件由CPU單元和顯示部件組成。用來接收光接收部件輸出的脈衝信號，並根據液體的流速與脈衝電信號的頻率成正比的特性。由統計出的單位時間內的脈衝信號的脈衝數，被測管道的截面積計算出液體的瞬時流量或累計流量。
現有技術中的這些流量計比較適用於測量流速或流量較大的液體流量，而對流量和流速值均很微小的液體的流量，由於其轉子已經無法靈敏的隨液體的流動而轉動，因此精度較低。而且在提高轉子的靈敏度時轉子的造價較高。
在現有技術中，人們常常採用體積法來測量那些流速和流量值均很微小的液體流量。其基本方法是採用一個具有容積標尺的量筒，使被測液體流入或滴入該量筒中，利用秒表計錄下一定的容量V的液體流入量筒所用的時間t，由公式Q＝ (v)/(t) 換算出液體的流量。這種測量方法所採用的設備比較簡單，但其不僅測量的精度較低，而且效率較低，不太適於工業生產中的液體流量測量。
本發明的目的在於提供一種適於工業生產中使用的，特別適於測量流量和流速均很微小的液體的流量計。
本發明的液體流量計，具有一個對液體流動敏感的隨動部件，具有一組由光發射部件和光接收部件組成的對隨動部件的運動位置敏感的傳感部件，一個與所述的傳感部件的信號輸出端相連接的控制部件，其特徵在於本發明的流量計具有一個測試管，該測試管具有兩個垂直於水平面的第一管道和第二管道；所述的第一管道和第二管道的底部之間通過一個連通管道相互連通，所述的連通管道的底部具有一個排液孔，在該排液孔處安裝有一個受所述的控制部件控制的電磁閥；電磁閥的液體出口構成了測試管的液體出口，第一管道的入口構成了測試管的液體入口；所述的第二管道的管口具有透氣孔，所述的隨動部件由一個浮子構成，放置在所述的第二管道內；所述的傳感器由一個具有光發射部件和接收部件的下標傳感器和具有光發射部件和接收部件的上標傳感器構成，下標傳感器安裝在第二通道的下部的標置位上，上標傳感器安裝在第二管道的上部的標置位上；所述的下標傳感器和上標傳感器均對所述的浮子敏感，當浮子因隨液體浮動而經過下標置位或上標置位時，產生狀態信號。
進行流量測量時，測試管位於被測試管道的下部，所述的測試管的液體入口與被測管道的液體輸出管口相接。在控制部件的控制下，使電磁閥處於「關」狀態後，被測液體由測試管的液體入口進入測試管的第一管道，並由連通管進入第二管道，第二管道內的液位隨第一管道內的液位上升而上升，液位的上升使所述的浮子上升，當浮子經過所述的下標置位時，下標傳感器的光接收部件接收到一個脈動光線，並將該脈動光線轉變為脈衝電信號輸出，控制部件接收到光接收部件輸出的脈衝信號後，立即開始計時。當液位繼續上升使浮子經過上標置位時，所述的上標傳感器的光接收部件也接收到一個脈動光線，並將該脈動光線轉變為脈衝電信號，控制部件接收到該光接收部件輸出的脈衝信號後，立即停止計時，並控制所述的電磁閥處於「開」狀態，使所述的第一管道、第二管道及連通管內的液體經電磁閥的出口流出，控制部件根據計時結果可換算出被測液體的流量。
控制部件具有顯示器或印表機可以顯示測試結果或輸出測試結果。
所述的測試管道的液體入口處也可以設置一個受控制部件控制的電磁閥，當控制部件控制電磁閥處於「開」狀態時，液體可以進入測試管，當電磁閥處於「關」狀態時，液體則不能進入測試管。
本發明的流量計，不僅可以測量流量和流速值均很微小的液體的流量，而且結構簡單，成本低，可測0.1ml／分左右的液體流量，可應用於工業測量和實驗室測量。典型的應用有液壓行業中液壓閥的油洩漏流量的測量，試驗室中化學製劑的滲透流量的測量。
圖1所示為本發明所選用的第一實施例的說明圖圖2所示為本發明所選用的第一實施例的進一步說明圖圖3所示為本發明的流量計的電路說明圖圖4所示為本發明流量計的第二實施例的說明圖圖5所示為本發明流量計的第三實施例的說明圖為了進一步說明本發明所述的流量計，下面例舉本發明的流量計所選用的第一實施例在本實施例中所述的流量計，具有一個擁有液體入口1、液體出口2的測試管，測試管具有一個垂直於水平面的管道3、管道4，管道3和管道4的底部通過一個連通管道5相互連通，所述的連通管道5的底部設置一個排液孔6，排液孔6處安裝有一個電磁閥7，電磁閥7的液體排出口構成了測試管的液體出口2，管道3的入口構成測試管的液體入口1。
所述的管道4的上口8具有透氣孔，管道4內安置有一個浮子9，所述的管道3、4、5由透明材料製成，例如由玻璃材料製成。所述的管道4下部的位置10的相對位置上安裝有一個發光管11和光敏管12，該發光管11和光敏管12構成了下標傳感器。發光管11和光敏管12可以是通過圖2所示的橡膠環13固定在管道4的外部，發光管11和光敏管12分別卡裝在橡膠環的兩個相對位置14、15上。
所述的管道4的上部的位置16的相對位置上安裝有一個發光管17和光敏管18，該發光管17和光敏管18構成了上標傳感器，發光管17和光敏管18可以是通過圖2所示的橡膠環13固定在管道4的外部，發光管17和光敏管18可以分別卡裝在橡膠環的兩個相對位置14、15上。所述的下標傳感器中的發光管11、光敏管12、所述的上標傳感器中的發光管17、光敏管18、電磁閥7均與所述的控制電路相連接。
在本實施例中，參考圖3所述的控制電路具有一個CPU單元19，一個與光敏管12、18的信號輸出端20、21相連接的信號放大電路22、23，一個與放大電路22、23的輸出端24、25相連接的雙輸入端門電路26，具有一個計數器27連接在CPU單元19的數據輸入端28和門電路26的輸出端之間，CPU單元19的時鐘輸出端29與計數器的脈衝觸發端30相接。CPU單元19還具有一個信號輸出端31，在輸出端31和電磁閥7間連接有一個電磁閥7的驅動電路32，CPU單元19還連接有一個程序存儲器ROM和一個數字顯示器C，還可以連接有一個鍵盤33和一個印表機34，在所述的管道4的底部還可以設置有一個卡環a用來防止浮子9會因管道4內的液位下降而卡入在管道4和管道5的交接處，所述的浮子可以由塑料製成或由其它比重輕於被測液體的材料製成形狀可以是圓柱形或球形，可以具有中空結構。
利用本實施例所述的流量計對液體的流量進行測量時，測試管的液體入口1與被測管道35的液體流出口36對接，由管道35流出的液體經液體入口1進入管道3。
在控制部件的控制下，電磁閥7處於「關」狀態，排液孔6被電磁閥關閉，進入管道3內的液體由管道5進入管道4，且管道4內的液位37隨管道3內的液位38的上升而上升。所述的浮子9浮在液位37上，液體的上升，可以使浮子9上升，當液位37上升使所述的浮子9上升並經過所述的下標置位10時，由於浮子9可擋住發光管11向光敏管12發出的光線，從而使光敏管12向控制部件輸出的信號由一種電平值變為另一種電平值。該信號經控制部件內的放大器22放大後，輸入到門電路26的輸入端，由於門電路26的輸入端接收的信號為兩個不同的電平，門電路26向計數器27輸出的信號由「關閉」信號轉變為「觸發」信號，使計數器27啟動計數，計數器27的計數頻率與CPU單元19輸出的脈衝頻率相關。
隨著時間的推移，由管道35流入入口1內的液體不斷增加，管道4內的液位37不斷上升。當液位37上升使浮子9經過上標置位16時，由於浮子9可控制發光管17向光敏管18發出的光線，從而使光敏管18向控制部件輸出的信號電平由一種電平值變為另一種電平值，該電平信號經控制部件內的放大器23放大後輸入到門電路26的一個輸入端，由於此時門電路26的兩個輸入端接收的信號為相同的電平，門電路26向計數器27輸出的信號就由「觸發」信號復位為「關閉」信號，使計數器27停止計數。門電路26輸出的信號還被由端b輸入CPU單元，通知CPU單元計數停止。
計數停止後，CPU單元19在存儲器ROM中程序的管理下，讀出計數器27記錄下的數字，並利用該數字運算出流量值。
計數停止後，CPU單元19在存儲器ROM中程序的管理下，控制電磁閥7處於「開」狀態，使管道3、4、5中的液體經排液孔6、液體出口2流出到回液管d中。
CPU單元19與計數器27之間連接有一個清零線39，此時CPU單元19可在該程序存儲器 ROM管理下，為計數器27清零。
CPU單元19計算出的流量值可經顯示器 或印表機34輸出，或經接口電路40送到其它設備中去。
與CPU單元19連接的還有一個鍵盤33，該鍵盤用於向CPU單元19內輸入計算流量所需的參數以及控制指令。
作為本發明又一實施例，參考圖4所述的控制部件區別第一實施例的地方是它由一個CPU單元41，一個與CPU單元41相接的程序存儲器ROM，一個連接在光敏管12與CPU單元41的一個控制端42之間的放大器43，一個連接在光敏管18和CPU單元41的另一個控制端44之間的放大器45，一個連接在CPU單元41的另一個控制端46和電磁閥7之間的電磁閥驅動器47，一個與CPU單元41相接的撥碼盤49構成。
當電磁閥7處於「關」的狀態後，進入管道4內的液體使浮子9上升並經過下標置位10時，由於浮子9可擋住光線，從而使光敏管12接收到一個光脈衝信號，光敏管12將該信號轉變為電脈衝信號輸入放大器43，放大器43對信號放大後輸入到CPU單元41中，CPU單元41在存儲器ROM的管理下，在接收到該脈衝信號時，開始利用自身的內部時鐘計時，當浮子9上升並經過上標置位16時，由於浮子可擋住光線，從而使光敏管18也接收到一個光脈衝，光敏管18將該信號轉變為電脈衝信號輸入放大器45，放大器45對信號放大後輸入CPU單元41中，CPU單元41在存儲器ROM的管理下，在接收到該脈衝信號時，停止對自身內部時鐘的計時。
計時停止後，CPU單元41控制電磁閥7處於「開」狀態，使管道3、4、5內的液體流出。計時停止後，CPU單元41在程序的管理下，利用計時結果計算出流量值，並將該值由顯示器48輸出，撥碼盤49用於向CPU單元41輸入計算流量時所必須的參考數據。
作為本發明的第三實施例，參考圖5區別於前面實施例所述的流量計的地方在於所述的流量計具有一個擁有液體入口51，液體出口52的測試管，測試管具有一垂直於水平面的管道53和管道54，管道53和管道54的底部通過一個連通管道55相互連通，所述的連通管道55的底部設置有一個排液孔56，排液孔56處安裝有一個電磁閥57，電磁閥57的液體排出口構成了測試管的液體出口52，管道53的入口51和管道53之間還連接有一個受控制單元控制的電磁閥70，所述的管道53、54、55由金屬材料製成。管道54的上口58具有透氣孔。管道54內安置有浮子59，所述的管道54的下部的位置60的相對位置上具有兩個透孔，用來分別安裝發光管61和光敏管62，發光管61和光敏管62構成了下標傳感器。
所述的管道54的上部的位置66的相對位置上具有兩個透孔用來分別安裝發光管67和光敏管68，發光管67和光敏管68構成了上標傳感器，管道54的底部內側具有凸型結構69，該結構用來防止液位下降時，浮子59會降入到管道54和管道55的連接處而被卡死。安裝時，入口51與被測管71的測試口72連接，測試管位於被測試管71的下部，當電磁閥70在控制部件的控制下處於「開」狀態時，管道71內的液體由孔72電磁閥70進入管道53，當電磁閥70在控制部件的控制下處於「關」狀態時，管道71內的液體不會流入管道53，而由管道73排出。
權利要求1.一種液體流量計，具有一個對液體流動敏感的隨動部件，具有一組由光發射部件和光接收部件組成的對隨動部件的運動位置敏感的傳感部件，一個與所述的傳感部件的信號輸出端相連接的控制部件，其特徵在於本發明的流量計具有一個測試管，該測試管具有兩個垂直於水平面的第一管道和第二管道；所述的第一管道和第二管道的底部之間通過一個連通管道相互連通，所述的連通管道的底部具有一個排液孔，在該排液孔處安裝有一個受所述的控制部件控制的電磁閥；電磁閥的液體出口構成了測試管的液體出口，第一管道的入口構成了測試管的液體入口；所述的第二管道的管口具有透氣孔，所述的隨動部件由一個浮子構成，放置在所述的第二管道內；所述的傳感器由一個具有光發射部件和接收部件的下標傳感器和具有光發射部件和接收部件的上標傳感器構成，下標傳感器安裝在第二通道的下部的標置位上，上標傳感器安裝在第二管道的上部的標置位上；所述的下標傳感器和上標傳感器均對所述的浮子敏感，當浮子因隨液體浮動而經過下標置位或上標置位時，產生狀態信號。
2.根據權利要求1所述的流量計，其特徵在於所述的測試管的液體入口處具有一個受控制部件控制的電磁閥。
專利摘要一種液體流量計，具有兩個相互連通的垂直於水平面的第一管道和第二管道。第二管道內裝有隨液位浮動而浮動的浮子和一組對浮子移動的位置敏感的傳感器，具有一個控制部件接收傳感器的信號輸出，控制部件根據傳感器輸出的信號可以計算出液體的流量，並可通過設置在連通管最底部的排液電磁閥控制流量計的工作狀態。本發明所述的流量計，最適於測試流量和流速值均很微小的液體流量。可廣泛用於工業生產、設備檢測、科學試驗。典型的應用是對液壓閥的洩漏油流量的測量。
文檔編號G01F1/52GK2092089SQ9120321
公開日1992年1月1日 申請日期1991年3月7日 優先權日1991年3月7日
發明者馬文海, 胡鵬程 申請人:機械電子工業部天津工程機械研究所