大量程活塞氣體流量標準裝置製造方法
2023-10-23 16:52:37 1
大量程活塞氣體流量標準裝置製造方法
【專利摘要】本發明涉及一種大量程活塞式氣體流量標準裝置，包括豎直倒置的活塞缸，所述活塞缸包括並列設置的相同高度、不同直徑的大活塞缸和小活塞缸，活塞缸的頂端連接活塞缸蓋，活塞缸蓋上對應大、小活塞缸頂端的位置分別設置有豎直的通孔，豎直向上的接口能與被檢氣體流量計連接，活塞的頂端插入所述活塞缸內，活塞下端之間通過連接塊連接在一起，並由一滾珠絲槓驅動活塞同時上下移動，滾珠絲槓下方連接旋轉編碼器或旁邊平行設置一個光柵尺，用於測量活塞的位移。本發明採用同一套裝置使用大小不同的活塞作為標準器，大大擴大了裝置的流量範圍；且採用同一套驅動系統驅動多個活塞，提高了效率。
【專利說明】大量程活塞氣體流量標準裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種活塞式氣體流量標準裝置，尤其涉及一種大量程活塞式氣體流量標準裝置，屬於計量儀器【技術領域】。
【背景技術】
[0002]對於氣體和液體的流量計的檢定，專利201210157321.3提出了一種活塞式氣液兩用微小流量標準裝置，採用了豎直倒置的活塞缸，所述活塞缸與上端活塞缸蓋連接，所述活塞缸或活塞缸蓋固定在一承重支架上，所述活塞缸蓋含十字四通接口，所述十字四通接口的水平方向其中一個接口通過進水管路閥和水箱連接，水平方向另一個接口連出水管路通過出水閥能夠與被檢液體流量計連接，豎直向上的接口通過過渡容器閥與內部裝有油水分層的過渡容器連接，所述過渡容器油麵上方有一氣體出口，所述氣體出口能夠與被檢氣體流量計連接，所述活塞缸內的活塞的頂端插入所述活塞缸內，所述活塞下端通過連接件與一個線性模組連接，所述線性模組能夠驅動活塞上下移動，所述線性模組旁邊平行設置一個光柵尺，光柵頭設置在所述線性模組上，用於確定活塞的位移。該活塞式氣液兩用微小流量標準裝置採用蒸餾水為工作介質，避免質量流量和體積流量之間的轉換誤差，該活塞式氣液兩用微小流量標準裝置的流量範圍是:(I?100)ml/min，流量範圍起點低，精度高，裝置的擴展不確定度Urel = 0.06% (k = 2);以活塞外徑作為裝置的檢定標準，易於提高加工精度，並提高檢定精度。但是該活塞式氣液兩用微小流量標準裝置由於設計時主要針對的是微小流量檢定，因此檢定的流量範圍相對較小，流量範圍僅為:(1?100)ml/min，對於不同量程的流量計的檢定，有時就必須採用不同的標準裝置，有時因為量程的關係，造成檢定的精度不易確定，對檢定的效果和結果造成影響。而對於流量大的標準裝置，現有的檢測技術和檢測裝置的精度不高。
【發明內容】
[0003]本發明提供了一種大量程活塞式氣體流量標準裝置，解決了現有技術中對於不同量程的流量計的檢定，必須採用不同的標準裝置，造成檢定的精度不易確定，對檢定的效果和結果造成影響的缺陷，以及對於流量大的標準裝置，現有的檢測技術精度不高的技術問題。
[0004]技術方案
[0005]本發明提供了一種大量程活塞式氣體流量標準裝置，包括豎直倒置的活塞缸，其特徵在於:所述活塞缸包括並列設置的相同高度、不同直徑的大活塞缸和小活塞缸，所述大活塞缸和小活塞缸的頂端位於同一平面，連接活塞缸蓋，所述活塞缸蓋上對應大活塞缸和小活塞缸頂端的位置分別設置有豎直的通孔，所述通孔的豎直向上的接口能與被檢氣體流量計連接，所述活塞缸內的活塞的頂端向上插入所述活塞缸內，所述活塞的外徑小於插入的活塞缸的內徑，所述活塞缸固定在承重支架上，所述活塞缸底部的邊壁與活塞密封配合，接近所述活塞缸底部的活塞缸邊壁側面通過旁路開關連通進氣管道，所述大活塞缸的活塞和小活塞缸的活塞下端通過平行連接塊連接在一起，並由一滾珠絲槓驅動活塞同時上下移動，所述滾珠絲槓下方連接旋轉編碼器或旁邊平行設置一個光柵尺，用於測量活塞的位移。
[0006]所述大活塞缸的大活塞的最小流量和小活塞缸的小活塞的最小流量設置有重合點，能夠進行大活塞和小活塞之間的比對驗證試驗。
[0007]所述大活塞缸設置為I個,小活塞缸也設置為I個,大活塞缸的大活塞的直徑最大偏差為10 μ m,流量範圍為(60?7000)ml/min，小活塞缸的小活塞的直徑最大偏差為I μ m,流量範圍為(I?100)ml/min。
[0008]所述活塞缸底部的邊壁設置有兩層O型密封圈，與活塞密封配合。
[0009]所述大活塞缸的活塞和小活塞缸的活塞下端通過L形連接塊平行連接。
[0010]所述滾珠絲槓下方連接旋轉編碼器，旁邊還平行設置有一個光柵尺，用於測量和驗證活塞的位移。
[0011 ] 所述通孔分別還聯通水平方向的接口，所述水平方向的接口能與被檢水平式的氣體流量計連接。
[0012]所述承重支架下方有輪子，所述寬量程活塞式氣液兩用流量標準裝置能夠隨所述承重支架移動。
[0013]一種如上述的大量程活塞式氣體流量標準裝置檢定氣體流量計的工作方法，其特徵在於包括以下步驟:(I)設定檢定流量，(2)啟動活塞按設定的流量向上運動，(3)同步採集光柵尺和/或旋轉編碼器的行程脈衝和被檢氣體流量計的脈衝或瞬時流量計，(4)記錄溫度壓力和檢定時間，(5)待檢定時間到，同步停止採集信號，根據大活塞或小活塞的有效直徑和活塞移動的距離可以計算出標準流量，將被檢流量計的示值與標準流量的示值相比較，可以得到被檢氣體流量計的示值誤差。
[0014]所述大活塞缸或小活塞缸的頂端均連接有被檢流量計進行同時檢定或比對，或被檢流量計分別連接大活塞缸和小活塞缸進行對比檢定。
[0015]本發明的有益效果在於:採用同一套裝置使用大小不同的活塞作為標準器，大大擴大了裝置的流量範圍，使裝置可測的流量範圍達(I?7000)ml/min ;且採用同一套驅動系統驅動兩個活塞的驅動結構，提高工作效率；活塞之間採用連接塊平行連接，連接簡單，加工精度要求不高，活塞運轉平穩；採用高精度滾珠絲槓作為活塞驅動機構，可同時採用光柵和旋轉編碼器測量活塞的位移，在活塞全量程內，大活塞的最小流量和小活塞的最小流量有重合點，可以進行活塞之間的比對驗證試驗。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1是本發明的大量程活塞式氣體流量標準裝置示意圖。
[0017]其中:1_通孔，2_水平方向的接口，3_大活塞缸,4_大活塞,5_芳路開關,6_光柵尺，7-旋轉編碼器，8-輪子，9-滾珠絲槓，1-L形連接塊，11-承重支架，12-0型密封圈，13-小活塞，14-小活塞缸，15-活塞缸蓋，16-豎直向上的接口。
【具體實施方式】
[0018]下面結合具體實施例和附圖，進一步闡述本發明。
[0019]如附圖1所示，為一種大量程活塞式氣體流量標準裝置，包括豎直倒置的活塞缸，所述活塞缸包括並列設置的相同高度、不同直徑的大活塞缸和小活塞缸，所述大活塞缸和小活塞缸的頂端位於同一平面，連接活塞缸蓋，所述活塞缸蓋上對應大活塞缸和小活塞缸頂端的位置分別設置有豎直的通孔，所述通孔分別還聯通水平方向的接口，所述水平方向的接口能與被檢水平式的氣體流量計連接，所述通孔的豎直向上的接口能與被檢豎直式的氣體流量計連接，所述活塞缸內的活塞的頂端插入所述活塞缸內，所述活塞的外徑小於插入的活塞缸的內徑，所述活塞缸固定在承重支架上，所述活塞缸底部的邊壁與活塞密封配合，接近所述活塞缸底部的活塞缸邊壁側面通過旁路開關連通進氣管道，所述大活塞缸的活塞和小活塞缸的活塞下端通過平行連接塊連接在一起，並由一滾珠絲槓驅動活塞同時上下移動，所述滾珠絲槓下方連接旋轉編碼器或旁邊平行設置一個光柵尺，用於測量活塞的位移。
[0020]所述大活塞缸的大活塞的最小流量和小活塞缸的小活塞的最小流量設置有重合點，能夠進行大活塞和小活塞之間的比對驗證試驗。
[0021]在附圖1中，所述大活塞缸設置了 I個，小活塞缸也設置了 I個，大活塞缸的大活塞的直徑最大偏差為10 μ m，流量範圍為(60?7000)ml/min，小活塞缸的小活塞的直徑最大偏差為I μ m，流量範圍為(I?100)ml/min。兩種大小活塞後的流程範圍擴大至:(I?7000)ml/min。
[0022]所述活塞缸底部的邊壁設置有兩層O型密封圈，與活塞密封配合。
[0023]所述大活塞缸的活塞和小活塞缸的活塞下端通過L形連接塊平行連接。
[0024]所述滾珠絲槓下方連接旋轉編碼器，旁邊還平行設置有一個光柵尺，用於測量和驗證活塞的位移。
[0025]所述承重支架下方有輪子，所述大量程活塞式氣液兩用流量標準裝置能夠隨所述承重支架移動。
[0026]採用上述的大量程活塞式氣體流量標準裝置檢定氣體流量計的工作方法，可以採用以下步驟:(I)設定檢定流量，(2)啟動活塞按設定的流量向上運動，(3)同步採集光柵尺和/或旋轉編碼器的行程脈衝和被檢氣體流量計的脈衝或瞬時流量計，(4)記錄溫度壓力和檢定時間，(5)待檢定時間到，同步停止採集信號，根據大活塞或小活塞的有效直徑和活塞移動的距離可以計算出標準流量，將被檢流量計的示值與標準流量的示值相比較，可以得到被檢氣體流量計的示值誤差。
[0027]所述大活塞缸或小活塞缸的頂端均連接有被檢流量計進行同時檢定或比對，或被檢流量計分別連接大活塞缸和小活塞缸進行對比檢定。
[0028]檢定開始前或結束後，接近所述活塞缸底部的活塞缸邊壁側面的旁路開關打開，管道可以進行輸入或輸出操作。
[0029]本發明的主要特點和創新處包括:
[0030]I)同一套裝置使用大小活塞作為標準器，可以進行兩個活塞之間的流量比對試驗;
[0031]2)裝置的流量範圍大大擴大:採用附圖1所示的兩種大小活塞後的流程範圍擴大至:(I?7000)ml/min ;而原來的微小流量標準裝置的流量範圍僅為:(I?100)ml/min ;在擴大量程範圍的同時，保證精度，不確定度達到=Urel = 0.08% (k = 2)；
[0032]3)可採用光柵尺和旋轉編碼器同時測量活塞的有效位移，提高驗證精度；[0033]4)採用有機玻璃作為缸體，可以監視活塞的運動狀態；
[0034]5)利用同一套驅動系統驅動兩個活塞，提高工作效率；
[0035]6)採用活塞的外徑作為標準，並採用雙層密封結構，確保無洩漏；
[0036]7)兩個活塞的缸蓋為一體形結構，可以提供加工精度和同心度。
【權利要求】
1.一種大量程活塞式氣體流量標準裝置，包括豎直倒置的活塞缸，其特徵在於:所述活塞缸包括並列設置的相同高度、不同直徑的大活塞缸和小活塞缸，所述大活塞缸和小活塞缸的頂端位於同一平面，連接活塞缸蓋，所述活塞缸蓋上對應大活塞缸和小活塞缸頂端的位置分別設置有豎直的通孔，所述通孔的豎直向上的接口能與被檢氣體流量計連接，所述活塞缸內的活塞的頂端向上插入所述活塞缸內，所述活塞的外徑小於插入的活塞缸的內徑，所述活塞缸固定在承重支架上，所述活塞缸底部的邊壁與活塞密封配合，接近所述活塞缸底部的活塞缸邊壁側面通過旁路開關連通進氣管道，所述大活塞缸的活塞和小活塞缸的活塞下端通過平行連接塊連接在一起，並由一滾珠絲槓驅動活塞同時上下移動，所述滾珠絲槓下方連接旋轉編碼器或旁邊平行設置一個光柵尺，用於測量活塞的位移。
2.如權利要求1所述的大量程活塞式氣體流量標準裝置，其特徵在於:所述大活塞缸的大活塞的最小流量和小活塞缸的小活塞的最小流量設置有重合點，能夠進行大活塞和小活塞之間的比對驗證試驗。
3.如權利要求2所述的大量程活塞式氣體流量標準裝置，其特徵在於:所述大活塞缸設置為I個，小活塞缸也設置為I個，大活塞缸的大活塞的直徑最大偏差為10 μ m,流量範圍為(60?7000)ml/min，小活塞缸的小活塞的直徑最大偏差為I μ m，流量範圍為(I?100)ml/min。
4.如權利要求1所述的大量程活塞式氣體流量標準裝置，其特徵在於:所述活塞缸底部的邊壁設置有兩層O型密封圈，與活塞密封配合。
5.如權利要求1所述的大量程活塞式氣體流量標準裝置，其特徵在於:所述大活塞缸的活塞和小活塞缸的活塞下端通過L形連接塊平行連接。
6.如權利要求1所述的大量程活塞式氣體流量標準裝置，其特徵在於:所述滾珠絲槓下方連接旋轉編碼器，旁邊還平行設置有一個光柵尺，用於測量和驗證活塞的位移。
7.如權利要求1所述的大量程活塞式氣體流量標準裝置，其特徵在於:所述通孔分別還聯通水平方向的接口，所述水平方向的接口能與被檢水平式的氣體流量計連接。
8.如權利要求1所述的大量程活塞式氣體流量標準裝置，其特徵在於:所述承重支架下方有輪子，所述大量程活塞式氣液兩用流量標準裝置能夠隨所述承重支架移動。
9.一種如權利要求1所述的大量程活塞式氣體流量標準裝置檢定氣體流量計的工作方法，其特徵在於包括以下步驟:(I)設定檢定流量，(2)啟動活塞按設定的流量向上運動，(3)同步採集光柵尺和/或旋轉編碼器的行程脈衝和被檢氣體流量計的脈衝或瞬時流量計，(4)記錄溫度壓力和檢定時間，(5)待檢定時間到，同步停止採集信號，根據大活塞或小活塞的有效直徑和活塞移動的距離可以計算出標準流量，將被檢流量計的示值與標準流量的示值相比較，可以得到被檢氣體流量計的示值誤差。
10.如權利要求9所述的大量程活塞式氣體流量標準裝置檢定氣體流量計的工作方法，其特徵在於:所述大活塞缸或小活塞缸的頂端均連接有被檢流量計進行同時檢定或比對，或被檢流量計分別連接大活塞缸和小活塞缸進行對比檢定。
【文檔編號】G01F25/00GK104034396SQ201410309555
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月30日 優先權日:2014年6月30日
【發明者】陳超, 劉夷平, 王燦, 任學弟, 馬力 申請人:上海市計量測試技術研究院