申请日2007.10.23
公开(公告)日2009.04.29
IPC分类号G01F1/56; G01F25/00; G01F1/64
摘要
一种能使大口径管道中污水流量保持恒流并高精度测量及在线检测其它污水流量计量仪器的检测系统。它是由带步进电机的截止阀与机壳入口连接，由能量转换滑槽、传力长轴，四方形平衡阻尼器、水平位移传递支架、位移传感器(LVDT)、主控制器按顺序连接并固定在机壳内，主控制器通过数据线与远程计算机连接。污水经截止阀从机壳入口自由下落进入能量转换滑槽产生的水平方向冲力，经传力长轴传到四方形平衡阻尼器再经传递支架传到位移传感器使其产生一个电流变化值，由主控制器按固定时间间隔A/D转换并换算成实时流量，测得的实时流量累计得到污水总量并由远程计算机显示结果，远程计算机可对系统进行控制并自动校准。
权利要求书
1、一种污水流量恒流检测系统，由步进电机、减速箱、截止阀依次连接，截止阀作为入口固 定在机壳外，由能量转换滑槽、传力长轴，四方形平衡阻尼器、水平位移传递支架、位移 传感器(LVDT)、主控制器按顺序连接并固定在机壳内，其特征是：能量转换滑槽与传力 长轴一端固定连接，传力长轴另一端穿过机壳中间墙板上的孔(不与孔接触)与固定在机 壳中间墙板另一端的四方形平衡阻尼器前平衡架中心内孔紧固连接(不与后平衡架接触); 前平衡架底部与水平位移传递支架一端紧固连接，另一端与水平位移传感器(LVDT)中 心感应轴紧固连接，水平位移传感器外壳通过固定座与背部紧固在机壳中间墙板上的四方 形平衡阻尼器后平衡架底部紧固连接。
2、根据权利要求1所述的污水流量恒流检测系统，其特征是：步进电机与主控制器电连接， 受主控制器控制，并两头出轴，一头装手轮，另一头与变速箱连接，变速箱再与截止阀连 接，截止阀的开度是由主控制器根据检测到的瞬时流量值与系统设定的目标值进行实时比 较后控制步进电机正反转实现的，当主控制器检测到的流量值大于设定值，就控制步进电 机把截止阀关小，反之则开大，主控制器用这种实时反馈的方式控制步进电机使污水流量 稳定在设定的目标值附近，以确保进入检测仪的污水流量稳定(定量)，消除因流量变化 太大引起的检测误差。
3、根据权利要求1所述的污水流量恒流检测系统，其特征是：四方形平衡阻尼器前平衡架左 右两侧与弹簧钢片一端连接，弹簧钢片另一端与后四方平平衡架左右两侧紧固连接，后平 衡架背部与机壳中间墙板紧固连接。
4、根据权利要求1所述的污水流量恒流检测系统，其特征是：能量转换滑槽与机壳墙板不直 接接触，只是固定在一根传力长轴上，而传力长轴另一端则穿过机壳中间墙板上的孔(不 与孔接触)，与固定在机壳中间墙板另一端控制箱内的四方平衡阻尼器的前平衡架中心内 孔紧固连接(不与后平衡架接触)，由于四方形平衡阻尼器的前平衡架与后平衡架是通过 弹簧板固定在左右两个侧面连接的，受力时由于弹簧板的弹性变形会相对于后平衡架产生 一个微小的位移，位移量与能量转换滑槽上通过的污水流量成正比。
5、根据权利要求1所述的污水流量恒流检测系统，其特征是：位移传感器(LVDT)外壳(内 有感应线圈)紧固在四方形平衡阻尼器后平衡架底部，而中心感应轴的一头则紧固在与前 平衡架底部紧固的水平位移传递支架上，能量转换滑槽上污水通过时反冲力所引起水平位 移被传递到位移传感器中心感应轴上，使中心感应轴另一头在其外壳内的内部感应线圈中 产生相同位移的无阻尼轴向运动，位移量以位移传感器内部线圈电流变化量的形式由位移 传感器(LVDT)输出并传到主控制器进行处理。
说明书
污水流量恒流检测系统
技术领域
本发明涉及一种污水流量恒流检测及污水流量计量器具的检验装置，尤其是能高精度(误 差不超过±0.1%)检测混有多种复杂成份的污水流量并在线检验污水流量计量器具的污水流 量恒流检测系统。
背景技术
随着环保产业对污水流量测量和控制的精确度、可靠性要求越来越高，国内外先后发展 起来的流量仪表品种已有十几类、上百个，较有代表性的就有容积式、差压式、涡街式、面 积式、电磁式、超声波式和热式流量计等类型，但因为流量是一个动态量，处于运动状态的 液体内部不仅存在着粘性摩擦作用，还会产生不稳定的旋涡和二次流等复杂流动现象，测量 仪表本身受到众多因素，如：管道、口径大小、形状(圆形、矩形)、边界条件、介质的物性 (温度、压力、密度、粘度、脏污性、腐蚀性等)、流体的流动状态(紊流状态、速度分布等) 以及安装条件与水平的影响，现有流量仪表尽管都有着各自的检测特点，但面对污水这种集 上述诸多影响检测精度的因素于一体的特殊介质，在对其流量进行监控的实际应用中，现有 的流量计都存在测量的流量显示值与实际流量偏差较大的问题，而且在排污企业与污水处理 部门由于计量不准引起矛盾时计量检测部门也没有令人信服的标准在线检验装置对现有流量 仪表进行权威性检验。
发明内容
为了克服现有流量仪表在检测污水流量时面对污水这种流量变化大、内部情况复杂、含 杂质、腐蚀性的特殊介质时存在误差太大的问题，并解决计量部门没有有效的在线检测流量 仪表准确性的标准装置的困难，本发明提供一种污水流量恒流检测系统，该污水流量恒流检 测系统检测流量不受流体内部情况、流量变化、杂质成份和粘性的影响。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：由步进电机、减速箱、截止阀依次连接， 截止阀作为入口固定在机壳外，由能量转换滑槽、传力长轴，四方形平衡阻尼器、水平位移 传递支架、位移传感器(LVDT)、主控制器按顺序连接并固定在机壳内，位移传感器(LVDT) 与主控制器电连接，主控制器通过数据线与远程计算机连接。污水经截止阀进入机壳后自由 下落到能量转换滑槽产生的水平方向冲力，经传力长轴传到四方形平衡阻尼器再经传递支架 传到位移传感器使其产生一个电流变化值，由主控制器按固定时间间隔A/D转换并换算成实 时流量，测得的实时流量累计得到污水总量并由连接主控制器的远程计算机显示结果，远程 计算机可对污水流量恒流检测系统进行控制并自动校准。
本发明的有益效果是：
1、当实时流量与设置的目标值不一致时，主控制器控制步进电机调整截止阀开度使实时 流量始终与设定的目标值基本一致，以确保流经能量转换滑槽的污水流量都稳定在设定的目 标值附近，消除了由于污水流量变化太大引起的计量不准确。
2、污水流量是通过从截止阀自由下落到能量转换滑槽的污水冲击能量转换滑槽产生位 移，水平位移传感器(LVDT)以电流变化量的形式测出，再由主控制器通过A/D转换并计 算得到。无论污水的内部情况如何复杂，杂质成份如何多变，粘度如何，污水从能量转换滑 槽内通过时结果都只是使能量转换滑槽产生一个不同的水平位移，高精度水平位移传感器 (LVDT)能动态连续地检测出水平位移量，主控制器能以每秒钟处理五次以上的固定速度不 间断地把水平位移传器(LVDT)的检测结果经A/D转换后换算成瞬时流量，最后得到准确 的污水量;