實驗室用對象特性測定裝置的製作方法

2023-12-02 02:32:36

專利名稱：實驗室用對象特性測定裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種實驗室用對象特性測定裝置，特別涉及化工生產過程中一階對象和二階對象特性以及存在容量滯後的對象特性的測定。
背景技術：
化工生產中，有很多的對象，有的是有自衡能力的對象和無自衡能力的對象，這些對象特性又有很多種情況，有一階對象特性和二階對象特性以及存在容量滯後的對象特性。目前，實驗室中沒有專門的過程對象特性測定裝置，都是在其他實驗裝置中進行對象特性的測定，這樣在測定中就存在著一些缺陷，一般只能測定有自衡能力的一階對象和二階對象特性的測定，不能進行無自衡能力的一階對象和二階對象特性的測定。

實用新型內容根據以上現有技術中的不足，本實用新型要解決的技術問題是:提供一種操作簡單、實用性強、既能對有自衡能力的對象進行對象特性測定也能對無自衡對象特性測定且能對所得實驗數據永久保存的實驗室用對象特性測定裝置，便於了解化工生產過程的對象特性。本實用新型所述的實驗室用對象特性測定裝置，包括儲水箱、上水箱和左下側小水箱，儲水箱的出水管上順次安裝有手動切斷閥、離心泵和流量檢測裝置，出水管分別通過分支管路連接上水箱、左下側小水箱的進水口，上水箱、左下側小水箱上均安裝液位檢測裝置，上水箱的各出口分別通過管路連接左下側小水箱和儲水箱，左下側小水箱的出口通過管路連接儲水箱，各管路以及分支管路上均安裝有手動切斷閥，各檢測裝置均連接控制系統，上水箱、左下側小水箱上還分別通過定流量管路與儲水箱連通，定流量管路上依次設置手動切斷閥、定流量泵。所述的儲水箱的出水管上安裝氣動調節閥，氣動調節閥通過氣動管路連接空氣壓縮機，氣動調節閥上安裝電氣閥門定位器，氣動調節閥還有一個旁路，旁路上安有切斷閥。氣動調節閥所需能源由空氣壓縮機提供，即通過空氣壓縮機產生壓縮空氣(140Kpa)，使氣動調節閥工作。整個調節裝置中的控制過程都是通過控制系統來完成的，控制系統的輸出信號通過電氣閥門定位器傳給氣動調節閥，從而根據取得的液位或流量信號控制氣動調節閥開度，自動控制水位或流量以滿足設定值。工作原理及過程:將實驗室用對象特性測定裝置的儲水箱灌滿水(至最高高度)。系統動力支路由離心泵、氣動調節閥、流量檢測裝置、電氣閥門定位器、空氣壓縮機、氣動管路及切斷閥組成。( I)對無自衡能力的一階對象進行測定:打開以離心泵、渦輪流量計、氣動調節閥、手動切斷閥為主的分支管路至上水箱，給上水箱供水，打開上水箱出口管路上的定流量泵把水排放到儲水箱，記錄上水箱中的水位信息及數據；也可以打開以離心泵、渦輪流量計、氣動調節閥、手動切斷閥為主的分支管路至左下側小水箱，給左下側小水箱供水，打開左下側小水箱出口管路上的定流量泵把水排放到儲水箱，記錄左下側小水箱的水位信息及數據。(2)對無自衡能力的二階對象進行測定:關閉上水箱出口的定流量泵，打開以離心泵、渦輪流量計、氣動調節閥、手動切斷閥為主的分支管路至上水箱，然後給左下側小水箱供水，打開左下側小水箱出口管路上的定流量泵把水排放到儲水箱，記錄上水箱及左下側小水箱的水位信息及數據。(3)對有自衡能力的一階對象進行測定:關閉上水箱出口的定流量泵，打開系統動力支路，給上水箱供水，同時打開上水箱出口管路上的手動切斷閥，直接把水排放到儲水箱，記錄上水箱中的水位信息及數據；也可以關閉左下側小水箱的定流量泵，打開系統動力支路，給左下側小水箱供水，同時打開左下側小水箱出口管路上的手動切斷閥，直接把水排放到儲水箱，記錄左下側小水箱中的水位信息及數據。(4)對有自衡能力的二階對象進行測定:關閉上水箱以及左下側小水箱的出口的定流量泵，打開以離心泵、渦輪流量計、氣動調節閥、手動切斷閥為主的分支管路至上水箱，然後給左下側小水箱供水，打開左下側小水箱出口管路上的手動切斷閥，直接把水排放到儲水箱，記錄上水箱及左下側小水箱的水位信息及數據。所述的上水箱的出口通過一管路連接右下側大水箱，右下側大水箱的出口通過管路連接儲水箱，右下側大水箱上安裝液位檢測裝置，各管路上均安裝有手動切斷閥，液位檢測裝置均連接控制系統。在實驗過程中，同樣給左下側小水箱和右下側大水箱供水，因為這兩個水箱容量不一樣，所以相同情況下，這兩個水箱液位變化是不一樣的，對應出現幹擾的時候控制所需的時間是不一樣的，控制的方案就有可能不一樣，因此通過兩個容積不同的水箱能夠測定對象的容量滯後特性。所述的液位檢測裝置採用直讀式液位計或液位變送器或兩者同時採用。直讀式液位計能夠將水箱內液位進行現場顯示，便於進行現場測量讀數；液位變送器能夠通過導線把信號傳到控制室控制臺上，便於對所得實驗數據進行永久保存和日後調用分析。所述的流量檢測裝置是渦輪流量計或電磁流量計。為了保證本裝置正常工作，按照常規方法在上水箱、左下側小水箱、右下側大水箱中都設有溢流管，防止工作時上水箱、左下側小水箱、右下側大水箱中的水溢出。本實用新型與現有技術相比所具有的有益效果是:整個實驗室用對象特性測定裝置能夠對化工生產中存在的多種對象特性進行測定，便於理解化工生產裝置的對象特性；整個裝置結構合理，操作簡單，實用性強；所得實驗數據及圖表可以永久存儲，在組態軟體中也可隨時調用，以便操作結束後進行比較和分析。

圖1是本實用新型的結構示意圖。圖中:1、儲水箱；2、出水管；3、手動切斷閥；4、離心泵；5、渦輪流量計；6、切斷閥；7、氣動調節閥；8、電氣閥門定位器；9、氣動管路；10、空氣壓縮機；11、液位變送器；12、直讀式液位計；13、左下側小水箱；14、分支管路；15、上水箱；16、分支管路；17、管路；18、定流量管路；19、手動切斷閥；20、定流量泵；21、管路；22、定流量管路；23、手動切斷閥；24、定流量泵；25、右下側大水箱；26、管路。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的實施例做進一步描述:如圖1所示，實驗室用對象特性測定裝置，包括儲水箱1、上水箱15、左下側小水箱13和右下側大水箱25，儲水箱I的出水管2上順次安裝有手動切斷閥3、離心泵4和渦輪流量計5，出水管2分別通過分支管路16、14連接上水箱15、左下側小水箱13的進水口，上水箱15、左下側小水箱13和右下側大水箱25上均安裝液位檢測裝置，上水箱15的各出口分別通過管路連接左下側小水箱13、儲水箱I和右下側大水箱25，左下側小水箱13、右下側大水箱25的出口分別通過管路23、30連接儲水箱1，各管路以及分支管路上均安裝有手動切斷閥，各檢測裝置均連接控制系統，上水箱15、左下側小水箱13上還分別通過定流量管路18、22與儲水箱I連通，定流量管路18上依次設置手動切斷閥19、定流量泵20，定流量管路22上依次設置手動切斷閥23、定流量泵24。其中:儲水箱I的出水管2上安裝氣動調節閥7，氣動調節閥7通過氣動管路9連接空氣壓縮機10，氣動調節閥7上安裝電氣閥門定位器8，氣動調節閥7還有一個旁路，旁路上安有切斷閥6。氣動調節閥7所需能源由空氣壓縮機10提供，即通過空氣壓縮機10產生壓縮空氣(140Kpa)，使氣動調節閥7工作。整個調節裝置中的控制過程都是通過控制系統來完成的，控制系統的輸出信號通過電氣閥門定位器8傳給氣動調節閥7，從而根據取得的液位或流量信號控制氣動調節閥7開度，自動控制水位或流量以滿足設定值。液位檢測裝置採用直讀式液位計12或液位變送器11或兩者同時採用。直讀式液位計12能夠將水箱內液位進行現場顯示，便於進行現場測量讀數；液位變送器11能夠通過導線把信號傳到控制室控制臺上，便於對所得實驗數據進行永久保存和日後調用分析。工作原理及過程:將實驗室用對象特性測定裝置的儲水箱I灌滿水(至最高高度)。系統動力支路由離心泵4、氣動調節閥7、渦輪流量計5、電氣閥門定位器8、空氣壓縮機10、氣動管路9及切斷閥6組成。(I)對無自衡能力的一階對象進行測定:打開以離心泵4、渦輪流量計5、氣動調節閥7為主的分支管路至上水箱15，給上水箱15供水，打開上水箱15出口管路上的定流量泵20把水排放到儲水箱1，記錄上水箱15中的水位信息及數據；也可以打開以離心泵4、渦輪流量計5、氣動調節閥7、手動切斷閥為主的分支管路至左下側小水箱13，給左下側小水箱13供水，打開左下側小水箱13出口管路上的定流量泵20把水排放到儲水箱1，記錄左下側小水箱13的水位信息及數據。(2)對無自衡能力的二階對象進行測定:關閉上水箱15出口的定流量泵20，打開以離心泵4、渦輪流量計5、氣動調節閥7為主的分支管路18至上水箱15，然後給左下側小水箱13供水，打開左下側小水箱13定流量管路22上的定流量泵24把水排放到儲水箱1，記錄上水箱15及左下側小水箱13的水位信息及數據。( 3 )對有自衡能力的一階對象進行測定:關閉上水箱15出口的定流量泵20，打開系統動力支路，給上水箱15供水，同時打開上水箱15出口管路17上的手動切斷閥，直接把水排放到儲水箱1，記錄上水箱15中的水位信息及數據；也可以關閉左下側小水箱13的定流量泵24，打開系統動力支路，給左下側小水箱13供水，同時打開左下側小水箱13出口管路21上的手動切斷閥，直接把水排放到儲水箱I，記錄左下側小水箱13中的水位信息及數據。(4)對有自衡能力的二階對象進行測定:關閉上水箱15以及左下側小水箱13的出口的定流量泵20、24，打開以離心泵4、渦輪流量計5、氣動調節閥7為主的分支管路至上水箱15，然後給左下側小水箱13供水，打開左下側小水箱13出口管路21上的手動切斷閥，直接把水排放到儲水箱1，記錄上水箱15及左下側小水箱13的水位信息及數據。(5)在實驗過程中，同樣給左下側小水箱13和右下側大水箱25供水，因為這兩個水箱容量不一樣，所以相同情況下，這兩個水箱液位變化是不一樣的，對應出現幹擾的時候控制所需的時間是不一樣的，控制的方案就有可能不一樣，因此通過兩個容積不同的水箱能夠測定對象的容量滯後特性。為了保證本裝置正常工作，按照常規方法在上水箱15、左下側小水箱13、右下側大水箱25中都設有溢流管，防止工作時上水箱15、左下側小水箱13、右下側大水箱25中的水溢出。
權利要求1.一種實驗室用對象特性測定裝置，其特徵在於:包括儲水箱(I)、上水箱(15)和左下側小水箱(13)，儲水箱(I)的出水管(2)上順次安裝有手動切斷閥(3)、離心泵(4)和流量檢測裝置，出水管(2)分別通過分支管路連接上水箱(15)、左下側小水箱(13)的進水口，上水箱(15)、左下側小水箱(13)上均安裝液位檢測裝置，上水箱(15)的各出口分別通過管路連接左下側小水箱(13)和儲水箱(I )，左下側小水箱(13)的出口通過管路(21)連接儲水箱(1)，各管路以及分支管路上均安裝有手動切斷閥，各檢測裝置均連接控制系統，上水箱(15)、左下側小水箱(13)上還分別通過定流量管路與儲水箱(I)連通，定流量管路上依次設置手動切斷閥、定流量泵。
2.根據權利要求1所述的實驗室用對象特性測定裝置，其特徵在於:所述的上水箱(15)的出口通過一管路連接右下側大水箱(25)，右下側大水箱(25)的出口通過管路(26)連接儲水箱(1)，右下側大水箱(25)上安裝液位檢測裝置，各管路上均安裝有手動切斷閥，液位檢測裝置均連接控制系統。
3.根據權利要求1或2所述的實驗室用對象特性測定裝置，其特徵在於:所述的儲水箱(I)的出水管(2 )上安裝氣動調節閥(7 )，氣動調節閥(7 )通過氣動管路(9 )連接空氣壓縮機(10)，氣動調節閥(7)上安裝電氣閥門定位器(8)，氣動調節閥(7)還有一個旁路，旁路上安有切斷閥(6)。
4.根據權利要求1或2所述的實驗室用對象特性測定裝置，其特徵在於:所述的液位檢測裝置採用直讀式液位計(12)或液位變送器(11)或兩者同時採用。
5.根據權利要求1所述的實驗室用對象特性測定裝置，其特徵在於:所述的流量檢測裝置是渦輪流量計(5)或電磁流量計。
專利摘要本實用新型涉及一種實驗室用對象特性測定裝置，包括儲水箱、上水箱和左下側小水箱，儲水箱的出水管上順次安裝有手動切斷閥、離心泵和流量檢測裝置，出水管分別通過分支管路連接上水箱、左下側小水箱的進水口，上水箱、左下側小水箱上均安裝液位檢測裝置，上水箱的各出口分別通過管路連接左下側小水箱和儲水箱，左下側小水箱的出口通過管路連接儲水箱，各管路以及分支管路上均安裝有手動切斷閥，各檢測裝置均連接控制系統，上水箱、左下側小水箱上還分別通過定流量管路與儲水箱連通，定流量管路上依次設置手動切斷閥、定流量泵。整個裝置操作簡單、實用性強，能夠對化工生產中存在的多種對象特性進行測定，便於理解化工生產裝置的對象特性。
文檔編號G01D21/00GK203069206SQ20132009540
公開日2013年7月17日 申請日期2013年3月2日 優先權日2013年3月2日
發明者高娟 申請人:淄博職業學院