活塞式氣體流量儀的製作方法

2023-05-10 19:25:51 1

專利名稱：活塞式氣體流量儀的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種流量儀表，特別是活塞式氣體流量儀。
背景技術：
現有的浮子流量表是由一根自下向上擴大的垂直錐形管和一個沿著錐管軸上下 移動的浮子組所組成。被測流體從下向上經過錐管和浮子形成的環隙時，浮子上下端產生 差壓形成浮子上升的力，當浮子所受上升力大於浸在流體中浮子重量時，浮子便上升，環隙 面積隨之增大，環隙處流體流速立即下降，浮子上下端差壓降低，作用於浮子的上升力亦隨 著減少，直到上升力等於浸在流體中浮子重量時，浮子便穩定在某一高度。浮子在錐管中高 度和通過的流量有對應關係。在這種儀表中流量數值多數為錶針式結構，而採用數字式則 通過浮子內的磁性位置通過磁讀頭進行讀取，通過電路處理進行顯示，由於磁性位置通過 磁讀頭轉換精度有限，影響了浮子流量表的精度，最高設計在1級表的精度。

發明內容
本發明的目的是提供一種精度高的活塞式氣體流量儀。本發明的目的是這樣實現的，活塞式氣體流量儀，其特徵是它至少包括一根自下 向上擴大的垂直錐形管和一個沿著錐形管軸上下移動的浮子固定在殼體內，殼體連接上法 蘭、下法蘭，在上法蘭和下法蘭上下入口有上支撐架和下支撐架，上支撐架和下支撐架中心 為活塞腔結構，錐形管內有浮子，浮子上下兩端為導向杆，導向杆伸進上支撐架和下支撐架 的活塞腔內，在氣體作用下，可自由上下移動，在活塞腔的導向杆固定有光電掃描電路，活 塞腔壁有格雷編碼流量標記，當氣體進入時，活塞上下變化，導向杆固定的光電掃描電路讀 取活塞腔壁的格雷編碼流量標記，光電掃描電路中的處理器將讀取和處理的流量值通過光 電輸出電路發送到二次儀表。所述的活塞腔壁的編碼是線性流量編碼。所述的活塞腔壁的編碼是非線性流量編碼。所述的流量編碼是格雷碼。所述的處理器電連接有射頻電路，處理器將讀取和處理的流量信息通過射頻電路 發送到二次儀表。所述的處理器電連接有發光二極體，處理器將讀取和處理的流量信息通過發光二 極管發送到光纖耦合器的輸入端，再由光纖傳送到二次儀表。本發明的優點是由於當氣體進入時，錐形管內的活塞上下移動，活塞內的光電掃 描電路讀取錐管構的活塞缸壁的編碼顯示流量。光電掃描電路包括光電讀取電路、電池和 處理器，處理器將讀取和處理的流量值通過光電輸出電路發送到二次儀表。不僅能保證流 量的精度，而且簡化了流量表的加工工藝。


下面結合實施例附圖對本發明作進一步說明圖1是本發明實施例結構示意圖；圖2是光電掃描電路帶有射頻電路的電路原理圖；圖3是光電掃描電路帶光纖耦合器的電路原理圖。圖中1、殼體；2、下支撐架；3、活塞；4、格雷編碼流量標記；5、導向杆；6、上支撐 架；7、錐形管；8、光電掃描電路；9、電池；11、發光管；12、光纖耦合器；13、光纖；14、射頻發 射電路；15、背景光發光二極體；16、射頻接收電路；17、光電接收管；18、處理器；19、外定時 電路；20、二次儀表；21、上法蘭；22、下法蘭；23、浮子。
具體實施例方式如圖1所示，活塞式氣體流量儀，包括一根自下向上擴大的垂直錐形管7和一個沿 著錐形管7軸上下移動的浮子23固定在殼體1內，殼體1連接上法蘭21、下法蘭22，在上 法蘭21和下法蘭22上下入口有上支撐架6和下支撐架2，上支撐架6和下支撐架2中心為 活塞腔結構，錐形管7內有浮子23，浮子23上下兩端為導向杆5，導向杆5伸進上支撐架6 和下支撐架2的活塞腔內，在氣體作用下，可自由上下移動，在活塞腔的導向杆5固定有光 電掃描電路8，活塞腔臂有格雷編碼流量標記4，被測流體從下向上經過錐形管7和浮子23 形成的環隙時，浮子23上下端產生差壓形成浮子上升的力，當浮子23所受上升力大於浸在 流體中浮子重量時，浮子23便上升，環隙面積隨之增大，環隙處流體流速立即下降，浮子上 下端差壓降低，作用於浮子的上升力亦隨著減少，直到上升力等於浸在流體中浮子重量時， 浮子便穩定在某一高度。浮子23在錐管7中高度和通過的流量有對應，當氣體進入時，活 塞3上下變化，導向杆5固定的光電掃描電路8讀取活塞腔壁的格雷編碼流量標記4，所述 的活塞腔壁的編碼是線性或非線性流量編碼。光電掃描電路8中的處理器18將讀取和處 理的流量值通過光電輸出電路發送到二次儀表20。實施例1圖2是一個通過光纖13向二次表輸出流量信息的光電掃描電路8電路原理 圖，光電掃描電路8包括光電讀取電路、電池9和處理器18 (單片機EM78P458)，單片機 EM78P458I/0 口電連接有光電讀取電路，光電讀取電路由背景光發光二極體15和光電接收 管17組成，背景光發光二極體15在讀取格雷編碼流量標記4時工作發光，向活塞腔供光 強，光電接收管17與格雷編碼流量標記4每一個碼道一一對應，背景光發光二極體15發光 (工作100US以下時間)時，單片機EM78P458通過對應的I/O 口讀取每一個光電接收管17 的光強信息，為高電平時讀值為1，為低電平時讀值為0 (也可以相反)。最後將讀取的流量信 息通過紅外發光管11發送到外殼體上的光纖耦合器12，再由光纖13發送到二次儀表20。實施例2圖3是一個通過光纖向二次表輸出流量信息的光電掃描電路8電路原理圖，光電掃描電路8包括光電讀取電路、電池9和處理器18 (單片機EM78P458)，單片機EM78P458I/0 口電連接有光電讀取電路，光電讀取電路8由背景光發光二極體15和光電接收管17組成， 背景光發光二極體15在讀取格雷編碼流量標記4時工作發光，向活塞腔供光強，光電接收 管17與格雷編碼流量標記4每一個碼道一一對應，背景光發光二極體15發光(工作100US以下時間)時，單片機EM78P458通過對應的I/O 口讀取每一個光電接收管17的光強信息， 為高電平時讀值為1，為低電平時讀值為0(也可以相反)。最後將讀取的流量信息通過射 頻發射電路14發送到射頻接收電路16，由射頻接收電路16通過接口與二次儀表20電連 接，通過二次儀表20顯示流量。 由於單片機EM78P458不能在連續的工作狀態下工作，這樣功耗大，由電池9提供 的電流會在很短的時間下消耗完，因此，單片機EM78P458是以周期性的工作方式進行，每 0. 1S-1S工作一次，每次工作時間200US，這樣可保持長時間的工作，如電池9採用3. 6V/2A， 流量計可連續工作3年以上。保證單片機EM78P458定時工作由電連接的外定時電路19提 供0. 1S-1S的定時時間.
權利要求
活塞式氣體流量儀，其特徵是它至少包括一根自下向上擴大的垂直錐形管(7)和一個沿著錐形管(7)軸上下移動的浮子(23)固定在殼體(1)內，殼體(1)連接上法蘭(21)、下法蘭(22)，在上法蘭(21)和下法蘭(22)上下入口有上支撐架(6)和下支撐架(2)，上支撐架(6)和下支撐架(2)中心為活塞腔結構，錐形管(7)內有浮子(23)，浮子(23)上下兩端為導向杆(5)，導向杆(5)伸進上支撐架(6)和下支撐架(2)的活塞腔內，在氣體作用下，可自由上下移動，在活塞腔的導向杆(5)固定有光電掃描電路(8)，活塞腔臂有格雷編碼流量標記(4)，當氣體進入時，活塞(3)上下變化，導向杆(5)固定的光電掃描電路(8)讀取活塞腔壁的格雷編碼流量標記(4)，光電掃描電路(8)中的處理器(18)將讀取和處理的流量值通過光電輸出電路發送到二次儀表(20)。
2.根據權利要求1所述的活塞式氣體流量儀，其特徵是所述的活塞腔壁的編碼是線 性流量編碼。
3.根據權利要求1所述的活塞式氣體流量儀，其特徵是所述的活塞腔壁的編碼是非 線性流量編碼。
4.根據權利要求2或3所述的活塞式氣體流量儀，其特徵是所述的流量編碼是格雷碼。
5.根據權利要求1所述的活塞式氣體流量儀，其特徵是所述的處理器(18)電連接 有發光二極體，處理器(18)將讀取和處理的流量信息通過發光二極體發送到光纖耦合器 (12)的輸入端，再由光纖傳送到二次儀表(20)。
6.根據權利要求1所述的活塞式氣體流量儀，其特徵是所述的處理器(18)電連接有 射頻電路，處理器(18)將讀取和處理的流量信息通過射頻電路發送到二次儀表(20)。
全文摘要
本發明涉及一種流量儀表，特別是活塞式氣體流量儀，其特徵是它至少垂直錐形管和浮子固定在殼體內，殼體連接上、下法蘭，在上法蘭和下法蘭上下入口有上支撐架和下支撐架，上支撐架和下支撐架中心為活塞腔結構，錐形管內有浮子，浮子上下兩端為導向杆，導向杆伸進上支撐架和下支撐架的活塞腔內，在氣體作用下，可自由上下移動，在活塞腔的導向杆固定有光電掃描電路，活塞腔壁有格雷編碼流量標記，當氣體進入時，活塞上下變化，導向杆固定的光電掃描電路讀取活塞腔壁的格雷編碼流量標記，光電掃描電路中的處理器將讀取和處理的流量值通過光電輸出電路發送到二次儀表。不僅能保證流量的精度，而且簡化了流量表的加工工藝。
文檔編號G01F1/52GK101799308SQ200910311869
公開日2010年8月11日 申請日期2009年12月20日 優先權日2009年12月20日
發明者劉珉愷 申請人:西安信唯信息科技有限公司