專利名稱：污水流量恒流檢測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種污水流量恒流檢測(cè)及污水流量計(jì)量器具的檢驗(yàn)裝置，尤其是能高精度(誤
差不超過±0.1%)檢測(cè)混有多種復(fù)雜成份的污水流量并在線檢驗(yàn)污水流量計(jì)量器具的污水流
量恒流檢測(cè)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著環(huán)保產(chǎn)業(yè)對(duì)污水流量測(cè)量和控制的精確度、可靠性要求越來(lái)越高，國(guó)內(nèi)外先后發(fā)展 起來(lái)的流量?jī)x表品種已有十幾類、上百個(gè)，較有代表性的就有容積式、差壓式、渦街式、面 積式、電磁式、超聲波式和熱式流量計(jì)等類型，但因?yàn)榱髁渴且粋€(gè)動(dòng)態(tài)量，處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的 液體內(nèi)部不僅存在著粘性摩擦作用，還會(huì)產(chǎn)生不穩(wěn)定的旋渦和二次流等復(fù)雜流動(dòng)現(xiàn)象，測(cè)量
儀表本身受到眾多因素，如管道、口徑大小、形狀(圓形、矩形)、邊界條件、介質(zhì)的物性 (溫度、壓力、密度、粘度、臟污性、腐蝕性等)、流體的流動(dòng)狀態(tài)(紊流狀態(tài)、速度分布等) 以及安裝條件與水平的影響，現(xiàn)有流量?jī)x表盡管都有著各自的檢測(cè)特點(diǎn)，但面對(duì)污水這種集 上述諸多影響檢測(cè)精度的因素于一體的特殊介質(zhì)，在對(duì)其流量進(jìn)行監(jiān)控的實(shí)際應(yīng)用中，現(xiàn)有 的流量計(jì)都存在測(cè)量的流量顯示值與實(shí)際流量偏差較大的問題，而且在排污企業(yè)與污水處理 部門由于計(jì)量不準(zhǔn)引起矛盾時(shí)計(jì)量檢測(cè)部門也沒有令人信服的標(biāo)準(zhǔn)在線檢驗(yàn)裝置對(duì)現(xiàn)有流量 儀表進(jìn)行權(quán)威性檢驗(yàn)。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有流量?jī)x表在檢測(cè)污水流量時(shí)面對(duì)污水這種流量變化大、內(nèi)部情況復(fù)雜、含 雜質(zhì)、腐蝕性的特殊介質(zhì)時(shí)存在誤差太大的問題，并解決計(jì)量部門沒有有效的在線檢測(cè)流量 儀表準(zhǔn)確性的標(biāo)準(zhǔn)裝置的困難，本發(fā)明提供一種污水流量恒流檢測(cè)系統(tǒng)，該污水流量恒流檢 測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)流量不受流體內(nèi)部情況、流量變化、雜質(zhì)成份和粘性的影響。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是由步進(jìn)電機(jī)、減速箱、截止閥依次連接， 截止閥作為入口固定在機(jī)殼外，由能量轉(zhuǎn)換滑槽、傳力長(zhǎng)軸，四方形平衡阻尼器、水平位移 傳遞支架、位移傳感器(LVDT)、主控制器按順序連接并固定在機(jī)殼內(nèi)，位移傳感器(LVDT)與主控制器電連接，主控制器通過數(shù)據(jù)線與遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)連接。污水經(jīng)截止閥進(jìn)入機(jī)殼后自由 下落到能量轉(zhuǎn)換滑槽產(chǎn)生的水平方向沖力，經(jīng)傳力長(zhǎng)軸傳到四方形平衡阻尼器再經(jīng)傳遞支架 傳到位移傳感器使其產(chǎn)生一個(gè)電流變化值，由主控制器按固定時(shí)間間隔A/D轉(zhuǎn)換并換算成實(shí) 時(shí)流量，測(cè)得的實(shí)時(shí)流量累計(jì)得到污水總量并由連接主控制器的遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)顯示結(jié)果，遠(yuǎn)程 計(jì)算機(jī)可對(duì)污水流量恒流檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行控制并自動(dòng)校準(zhǔn)。
本發(fā)明的有益效果是
1、 當(dāng)實(shí)時(shí)流量與設(shè)置的目標(biāo)值不一致時(shí)，主控制器控制步進(jìn)電機(jī)調(diào)整截止閥開度使實(shí)時(shí) 流量始終與設(shè)定的目標(biāo)值基本一致，以確保流經(jīng)能量轉(zhuǎn)換滑槽的污水流量都穩(wěn)定在設(shè)定的目 標(biāo)值附近，消除了由于污水流量變化太大引起的計(jì)量不準(zhǔn)確。
2、 污水流量是通過從截止閥自由下落到能量轉(zhuǎn)換滑槽的污水沖擊能量轉(zhuǎn)換滑槽產(chǎn)生位 移，水平位移傳感器(LVDT)以電流變化量的形式測(cè)出，再由主控制器通過A/D轉(zhuǎn)換并計(jì) 算得到。無(wú)論污水的內(nèi)部情況如何復(fù)雜，雜質(zhì)成份如何多變，粘度如何，污水從能量轉(zhuǎn)換滑 槽內(nèi)通過時(shí)結(jié)果都只是使能量轉(zhuǎn)換滑槽產(chǎn)生一個(gè)不同的水平位移，高精度水平位移傳感器
(LVDT)能動(dòng)態(tài)連續(xù)地檢測(cè)出水平位移量，主控制器能以每秒鐘處理五次以上的固定速度不 間斷地把水平位移傳器(LVDT)的檢測(cè)結(jié)果經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后換算成瞬時(shí)流量，最后得到準(zhǔn)確 的污水量；


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。 圖l是本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)圖。
圖1中彈簧板壓板(8)，彈簧板夾板(9)，前平衡架(13)，彈簧板(14)，后平衡架 (15)組成水平四方形平衡阻尼器；
圖1中傳感器固定座(10),位移傳感器LVDT (11)，傳遞支架(12)組成流量檢測(cè)機(jī)構(gòu);
圖1中能量轉(zhuǎn)換滑槽(4)、傳力長(zhǎng)軸(5)、前平衡架(13),彈簧板(14),后平衡架(15)， 中間墻板(16)組成能量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)；
圖1中，步進(jìn)電機(jī)U)、減速箱(2)、截止閥(3)、主控制器(7)組成流量控制機(jī)構(gòu)；
圖2是圖1中水平四方形平衡阻尼器放大詳圖。圖3是圖1中流量檢測(cè)機(jī)構(gòu)放大詳圖。
圖4是圖1中主控制器(7)內(nèi)部組成及本發(fā)明的電腦控制總體連接框圖。
圖中l(wèi).步進(jìn)電機(jī)，2.減速器，3.截止閥，4.能量轉(zhuǎn)換滑槽，5傳力長(zhǎng)軸，6.機(jī)殼，7.主控 制器，8.彈簧板壓板，9.彈簧板夾板，IO.傳感器固定座，ll.位移傳感器LVDT， 12.傳遞支架， 13.前平衡架，14.彈簧板，15.后平衡架，16.中間墻板，17.手輪，18.主控制板，19.步進(jìn)電機(jī)控
制器，20.模擬量變換器,21.遠(yuǎn)程控制計(jì)算機(jī)。
具體實(shí)施例方式
能量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)圖1中，能量轉(zhuǎn)換滑槽(4)、傳力長(zhǎng)軸(5)、前平衡架(13)，彈簧板(14), 后平衡架(15)，中間墻板(16)依次緊固連接。污水從截止閥(3)進(jìn)入機(jī)殼(6)內(nèi)的能量 轉(zhuǎn)換滑槽(4)產(chǎn)生的水平方向沖力，經(jīng)傳力長(zhǎng)軸(5)傳到四方形平衡阻尼器(圖2)的前平衡架 (13)。由于能量轉(zhuǎn)換滑槽(4)與機(jī)殼中間墻板(16)不直接接觸，只是固定在傳力長(zhǎng)軸(5) 上，而傳力長(zhǎng)軸(5)另一端則穿過機(jī)殼中間墻板(16)上的孔(不與孔接觸)，與固定在機(jī) 殼中間墻板另一端控制箱內(nèi)的四方平衡阻尼器(圖2)的前平衡架(13)的中心內(nèi)孔緊固連接， 不與后平衡架(15)接觸，前平衡架(13)與后平衡架(15)是通過彈簧板(14)固定在左 右兩個(gè)側(cè)面連接的，受力時(shí)由于彈簧板(14)的彈性變形會(huì)相對(duì)于后平衡架(15)產(chǎn)生一個(gè) 微小的位移，位移量與能量轉(zhuǎn)換滑槽(4)上通過的污水流量成正比。
流量檢測(cè)機(jī)構(gòu)圖1中，傳遞支架(12)、位移傳感器LVDT (11)、傳感器固定座(10); 傳遞支架(12)固定在前平衡架(13)底部，位移傳感器LVDT (11)外殼(內(nèi)有感應(yīng)線圈)通過傳 感器固定座(10)緊固在后平衡架(15)底部，而中心感應(yīng)軸的一頭則緊固在與前平衡架(13) 底部緊固的水平位移傳遞支架(12)上，能量轉(zhuǎn)換滑槽(5)上污水通過時(shí)反沖力所引起的水平位 移被傳遞到位移傳感器LVDT(11)中心感應(yīng)軸上，使中心感應(yīng)軸另一頭在其外殼內(nèi)的內(nèi)部感應(yīng) 線圈中產(chǎn)生相同位移的無(wú)阻尼軸向運(yùn)動(dòng)，位移量以內(nèi)部線圈電流變化量的形式由位移傳感器 LVDT(11)輸出并傳到主控制器(7);圖4中，主控制器(7)內(nèi)的模擬量變換器(20)進(jìn)行A/D 轉(zhuǎn)換并由主控制板(18)換算成實(shí)時(shí)流量，按固定時(shí)間間隔測(cè)得的實(shí)時(shí)流量累計(jì)得到污水總 量并由遠(yuǎn)程控制計(jì)算機(jī)(21)顯示。
流量控制機(jī)構(gòu)圖1中，步進(jìn)電機(jī)(1)、減速箱(2)、截止閥(3)、主控制器(7); 步進(jìn)電機(jī)(1)兩頭出軸， 一頭裝手輪，另一頭與變速箱(2)連接，變速箱(2)再與截止 閥(3)連接；圖4中，步進(jìn)電機(jī)(1)與主控制器(7)內(nèi)的步進(jìn)電機(jī)控制器(19)電連接，受主控制板(18)控制；截止閥(3)的開度是由產(chǎn)控制器(7)內(nèi)的主控制板(18)根據(jù)檢測(cè) 到的瞬時(shí)流量值與系統(tǒng)設(shè)定的污水流量值進(jìn)行實(shí)時(shí)比較，通過步進(jìn)電機(jī)控制器(19)控制 步進(jìn)電機(jī)(l)正反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)主控制板(18)檢測(cè)到的流量值大于設(shè)定值，就通過步進(jìn)電機(jī)控 制器(19)控制歩進(jìn)電機(jī)(1)把截止閥(3)關(guān)小，反之則開大，主控制板(18)用這種實(shí)時(shí)反饋 的方式通過步進(jìn)電機(jī)控制器(19)控制步進(jìn)電機(jī)(l)使污水流量穩(wěn)定在設(shè)定值附近，以確保 進(jìn)入檢測(cè)儀的污水流量穩(wěn)定(定量)，消除因流量變化太大引起的檢測(cè)誤差。
權(quán)利要求
1、一種污水流量恒流檢測(cè)系統(tǒng)，由步進(jìn)電機(jī)、減速箱、截止閥依次連接，截止閥作為入口固定在機(jī)殼外，由能量轉(zhuǎn)換滑槽、傳力長(zhǎng)軸，四方形平衡阻尼器、水平位移傳遞支架、位移傳感器(LVDT)、主控制器按順序連接并固定在機(jī)殼內(nèi)，其特征是能量轉(zhuǎn)換滑槽與傳力長(zhǎng)軸一端固定連接，傳力長(zhǎng)軸另一端穿過機(jī)殼中間墻板上的孔(不與孔接觸)與固定在機(jī)殼中間墻板另一端的四方形平衡阻尼器前平衡架中心內(nèi)孔緊固連接(不與后平衡架接觸)；前平衡架底部與水平位移傳遞支架一端緊固連接，另一端與水平位移傳感器(LVDT)中心感應(yīng)軸緊固連接，水平位移傳感器外殼通過固定座與背部緊固在機(jī)殼中間墻板上的四方形平衡阻尼器后平衡架底部緊固連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水流量恒流檢測(cè)系統(tǒng)，其特征是步進(jìn)電機(jī)與主控制器電連接，受主控制器控制，并兩頭出軸， 一頭裝手輪，另一頭與變速箱連接，變速箱再與截止閥連 接，截止閥的開度是由主控制器根據(jù)檢測(cè)到的瞬時(shí)流量值與系統(tǒng)設(shè)定的目標(biāo)值進(jìn)行實(shí)時(shí)比 較后控制步進(jìn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)主控制器檢測(cè)到的流量值大于設(shè)定值，就控制步進(jìn)電 機(jī)把截止閥關(guān)小，反之則開大，主控制器用這種實(shí)時(shí)反饋的方式控制步進(jìn)電機(jī)使污水流量 穩(wěn)定在設(shè)定的目標(biāo)值附近，以確保進(jìn)入檢測(cè)儀的污水流量穩(wěn)定(定量)，消除因流量變化 太大引起的檢測(cè)誤差。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水流量恒流檢測(cè)系統(tǒng)，其特征是四方形平衡阻尼器前平衡架左右兩側(cè)與彈簧鋼片一端連接，彈簧鋼片另一端與后四方平平衡架左右兩側(cè)緊固連接，后平 衡架背部與機(jī)殼中間墻板緊固連接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水流量恒流檢測(cè)系統(tǒng)，其特征是能量轉(zhuǎn)換滑槽與機(jī)殼墻板不直 接接觸，只是固定在一根傳力長(zhǎng)軸上，而傳力長(zhǎng)軸另一端則穿過機(jī)殼中間墻板上的孔(不 與孔接觸)，與固定在機(jī)殼中間墻板另一端控制箱內(nèi)的四方平衡阻尼器的前平衡架中心內(nèi) 孔緊固連接(不與后平衡架接觸)，由于四方形平衡阻尼器的前平衡架與后平衡架是通過 彈簧板固定在左右兩個(gè)側(cè)面連接的，受力時(shí)由于彈簧板的彈性變形會(huì)相對(duì)于后平衡架產(chǎn)生 一個(gè)微小的位移,位移量與能量轉(zhuǎn)換滑槽上通過的污水流量成正比。
5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水流量恒流檢測(cè)系統(tǒng)，其特征是位移傳感器(LVDT)外殼(內(nèi)有感應(yīng)線圈)緊固在四方形平衡阻尼器后平衡架底部，而中心感應(yīng)軸的一頭則緊固在與前 平衡架底部緊固的水平位移傳遞支架上，能量轉(zhuǎn)換滑槽上污水通過時(shí)反沖力所引起水平位移被傳遞到位移傳感器中心感應(yīng)軸上，使中心感應(yīng)軸另一頭在其外殼內(nèi)的內(nèi)部感應(yīng)線圈中 產(chǎn)生相同位移的無(wú)阻尼軸向運(yùn)動(dòng)，位移量以位移傳感器內(nèi)部線圈電流變化量的形式由位移 傳感器(LVDT)輸出并傳到主控制器進(jìn)行處理。
全文摘要
一種能使大口徑管道中污水流量保持恒流并高精度測(cè)量及在線檢測(cè)其它污水流量計(jì)量?jī)x器的檢測(cè)系統(tǒng)。它是由帶步進(jìn)電機(jī)的截止閥與機(jī)殼入口連接，由能量轉(zhuǎn)換滑槽、傳力長(zhǎng)軸，四方形平衡阻尼器、水平位移傳遞支架、位移傳感器(LVDT)、主控制器按順序連接并固定在機(jī)殼內(nèi)，主控制器通過數(shù)據(jù)線與遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)連接。污水經(jīng)截止閥從機(jī)殼入口自由下落進(jìn)入能量轉(zhuǎn)換滑槽產(chǎn)生的水平方向沖力，經(jīng)傳力長(zhǎng)軸傳到四方形平衡阻尼器再經(jīng)傳遞支架傳到位移傳感器使其產(chǎn)生一個(gè)電流變化值，由主控制器按固定時(shí)間間隔A/D轉(zhuǎn)換并換算成實(shí)時(shí)流量，測(cè)得的實(shí)時(shí)流量累計(jì)得到污水總量并由遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)顯示結(jié)果，遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)可對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制并自動(dòng)校準(zhǔn)。
文檔編號(hào)G01F1/64GK101419085SQ20071015631
公開日2009年4月29日 申請(qǐng)日期2007年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月23日
發(fā)明者章春根 申請(qǐng)人:章春根