專利名稱：明渠流量計在線檢定/校準裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于流體檢測技術領域，涉及ー種明渠流量計在線檢定/校準裝置。
背景技術：
明渠流量計作為污水流量計量的儀表，廣泛運用于エ業(yè)、城市廢水排放監(jiān)測計量，多采用液位變送器結合流量槽(巴歇爾槽)和流量堰(薄壁堰)作為流量測量裝置，其流量計量的精度取決 于液位變送器的測量準確度和流量槽或流量堰的幾何結構尺寸、加工精度以及流量積算公式。由于污水排放量測量準確性將直接影響到企業(yè)和社會的經濟效益，因此必須對每個污染排放檢測點安裝符合要求的污水流量檢測儀表。發(fā)達國家有著先進技術，明渠污水流量監(jiān)測系統(tǒng)一次性完成之后可以使用多年，而國內由于各種各樣的原因，企業(yè)安裝的明渠流量計并沒有很好地發(fā)揮其應有的作用，實際的污水計量以及明渠計量儀表的校準還存在較多的問題，主要體現在(I)流量計安裝后，由于老化、結垢、故障等原因，使得計量數據的準確性和可靠性降低，不符合國家計量法律法規(guī)和標準的要求；(2)由于檢測技術的限制，明渠污水流量計目前尚不能定期在線檢定或校準，對不合格的設備不能及時發(fā)現和更新；(3)明渠流量計在污水計量中比較突出的問題是儀表在安裝前進行檢定或校準，投入使用后一般無法拆卸，也無法對其進行定期檢定，監(jiān)測獲得的數據只是ー個估計值，嚴重影響了社會效益。
發(fā)明內容本實用新型的目的是提供一種明渠流量計在線檢定/校準裝置，以提高流量計量精度，保證企業(yè)效益和社會公平。本實用新型包括測控系統(tǒng)、第一步進電機、第一絲桿、第二步進電機、第二絲桿、導桿、流速儀、液位變送器及螺紋孔支架；在明渠的兩側各安裝一只可滿足不同明渠水位高度，調節(jié)設備位置的螺紋孔支架；由第一步進電機與第一絲桿通過聯(lián)軸器構成的水平電機系統(tǒng)架設在兩個螺紋孔支架之間，橫跨在第一絲桿上的滑板一側安裝有由第二步進電機、第二絲桿及導軌通過聯(lián)軸器構成的豎直電機系統(tǒng)，滑板另ー側安裝有液位變送器，第二絲桿上的滑板下方的固定安裝有流速儀；測控系統(tǒng)分別與第一步進電機、第二步進電機、流速儀、液位變送器信號連接，根據具體的明渠水位高度，測控系統(tǒng)輸出控制脈沖信號驅動第一步進電機和第二步進電機，通過步進電機不同轉動的方向控制對應絲桿的運動行程方向，使得絲桿上的滑板進行各自相對應的運動，從而使流速儀與液位變送器移至相對應的特征點進行數據的測量，最后測控系統(tǒng)將所測量得到的數據傳送至上位機，上位機通過公式(I)的計算得到流量，完成特征點的測量，將此流量與被測流量計的流量進行比較、分析得到被測流量計的檢定/校準結果。明渠流量計在線檢定/校準的方法是采用速度面積法測量流量，將流速儀測量探頭和液位變送器通過測控系統(tǒng)輸出脈沖信號控制，伸入明渠中，根據明渠結構參數，上位機系統(tǒng)將自動選取測量特征點，同時將流通截面分成面積相等的若干個元面積，然后流速儀測量出每一元面積的特征點流速，并以該特征點流速代表每一元面積的平均流速，按下式計算出污水的流量Q，然后與被測流量計計量的數據進行比較、分析獲得被測流量計的檢定/校準結果
nQ =⑴其中Vi為某個元面積上的特征點速度，Ai為明渠截面上分成的n個元面積。本實用新型的有益效果在于本實用新型結構簡單，采用速度面積法測量明渠的流量，根據明渠的寬度和流通截面的液位高度，系統(tǒng)將自動的選取測量點數量和位置，將數據經積算獲得流量，與被測流量計的數據進行比對，從而達到檢定和校準的目的。采用本實用新型解決了明渠污水流量計在投入運行后長期不能檢定或校準和不能在線檢定的現狀，提高流量計的計量精度，有效的監(jiān)控企業(yè)污水的排放量。
圖I是明渠流量計檢定裝置結構示意圖；圖2是明渠流量計測速點的分布結構圖；圖3是明渠流量計測量步驟框圖。
具體實施方式
以下結合附圖進ー步說明本實用新型技術內容。參照圖1，明渠流量計在線檢定/校準裝置，包括測控系統(tǒng)I、步進電機2和3、絲桿4和5、導軌6、流速儀7、液位變送器8和支架9組成。在明渠的兩側各安裝一只可滿足不同明渠水位高度，調節(jié)設備位置的螺紋孔支架9 ;水平步進電機2與水平絲桿4通過聯(lián)軸器構成的水平電機系統(tǒng)模塊安裝在支架的適當高度上，同時水平絲桿4上的滑板ー側安裝有豎直電機3、絲桿5及導軌6通過聯(lián)軸器構成的豎直電機系統(tǒng)模塊,另ー側安有液位變送器8 ;豎直絲桿5上的滑板下方固定安裝有流速儀7 ;測控系統(tǒng)I通過導線連接至步進電機2和3、流速儀7及液位變送器8，根據具體的明渠水位高度測控系統(tǒng)I輸出控制脈沖信號驅動步進電機2和3，通過步進電機的不同轉動方向控制絲桿的運動行程方向，使得絲桿上的滑板進行各自相對應的運動，從而流速儀和液位變送器移動至指定特征點，然后測控系統(tǒng)讀取流速儀7和液位變送器8的數據；繼而，測控系統(tǒng)I控制流速儀7和液位變送器8移至下一個特征點，測量液位和流速數據，直至測量完所有的特征點，最后測控系統(tǒng)I將所有特征點位置和流速的測量數據通過通訊線傳送至上位機，上位機通過公式(I)，計算出流量，從而完成流量的測量，將此數據與被測流量計的流量進行比較、分析得到被測流量表的檢定/校準結果。圖2為測量系統(tǒng)的技術路線，在明渠截面上將流通截面分成n個小的元面積，在每個元面積上選取具有代表性的特征點，測量各特征點速度；以特征點速度作為各個元面積的平均速度；利用高精度液位變送器測量明渠流測量點的液面高度，結合明渠寬度，利用速度面積法建立流量測量積算模型，實現污水流量的在線測量。圖3為根據不同的流速測量點的方法的ー個實例。對于流速的測量的結果計算有多種方法，如垂直流速曲線法、一點ニ點法、三點法、四-六點法和積分法等。圖例中舉例了一二點法進行流速的測量，將渠道在寬度上分成n等分，每ー等分的寬度為△ L，則在面積A=ALXH內的平均流速為一點法Vni = V06 ; 兩點法vm= (v0 2+v0 8)/2 ；則流量為Q= AX (vml+vm2+......Vmn) o
權利要求1.明渠流量計在線檢定/校準裝置，其特征在于它包括測控系統(tǒng)(I)、第一步進電機(2)、第一絲桿(4)、第二步進電機(3)、第二絲桿(5)、導桿(6)、流速儀(7)、液位變送器(8)及螺紋孔支架(9);在明渠的兩側各安裝一只可滿足不同明渠水位高度，調節(jié)設備位置的螺紋孔支架(9 );由第一步進電機(2 )與第一絲桿(4)通過聯(lián)軸器構成的水平電機系統(tǒng)架設在兩個螺紋孔支架之間，橫跨在第一絲桿(4)上的滑板一側安裝有由第二步進電機(3)、第二絲桿(5)及導軌(6)通過聯(lián)軸器構成的豎直電機系統(tǒng)，滑板另一側安裝有液位變送器(8)，第二絲桿(5)上的滑板下方的固定安裝有流速儀(7);測控系統(tǒng)(I)分別與第一步進電機、第二步進電機、流速儀(7)、液位變送器(8)信號連接，根據具體的明渠水位高度，測控系統(tǒng)(I)輸出控制脈沖信號驅動第一步進電機和第二步進電機，通過步進電機不同轉動的方向控制對應絲桿的運動行程方向，使得絲桿上的滑板進行各自相對應的運動，從而使流速儀(7)與液位變送器(8)移至相對應的特征點進行數據的測量，測控系統(tǒng)(I)將所測量得到的數據傳送至上位機。
專利摘要本實用新型公開了一種明渠流量計在線檢定/校準裝置。本裝置是在明渠的兩側各安裝一只可滿足不同明渠水位高度，調節(jié)設備位置的螺紋孔支架；由第一步進電機與第一絲桿通過聯(lián)軸器構成的水平電機系統(tǒng)架設在兩個螺紋孔支架之間，橫跨在第一絲桿上的滑板一側安裝有由第二步進電機、第二絲桿及導軌通過聯(lián)軸器構成的豎直電機系統(tǒng)，滑板另一側安裝有液位變送器，第二絲桿上的滑板下方的固定安裝有流速儀；測控系統(tǒng)分別與第一步進電機、第二步進電機、流速儀、液位變送器信號連接。采用本實用新型解決了明渠流量計在投入運行后長期不能檢定或校準及不能在線檢定的現狀，提高流量計的計量精度，有效的監(jiān)控企業(yè)污水的排放量。
文檔編號G01F25/00GK202403773SQ20112045831
公開日2012年8月29日 申請日期2011年11月17日 優(yōu)先權日2011年11月17日
發(fā)明者孫斌, 朱煒, 梁國偉, 沈偉勇, 王成李, 趙偉國, 陳偉琪 申請人:中國計量學院, 杭州市質量技術監(jiān)督檢測院