專利名稱：光柵式被動(dòng)活塞體積管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種被動(dòng)活塞體積管，尤其涉及光柵式被動(dòng)活塞體積管，屬于液體流量測(cè)量領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
根據(jù)測(cè)量參數(shù)及選擇的測(cè)量主標(biāo)準(zhǔn)器不同，液體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置可分為容積法和質(zhì)量法，容積法包括金屬量器法、球式體積管、被動(dòng)活塞式體積管、主動(dòng)活塞體積管。質(zhì)量法是用衡器作為流量測(cè)量的主標(biāo)準(zhǔn)器。被動(dòng)活塞式體積管用于容積法流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的主標(biāo)準(zhǔn)器，主要用于石油產(chǎn)品等液體流量的計(jì)量。 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有有關(guān)被動(dòng)活塞式體積管公開(kāi)發(fā)表的技術(shù)文獻(xiàn)及產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)描述的被動(dòng)活塞體積管為固定容積式，(U. S.專利號(hào)Ser. No. 5052211，1991年10月I日；U. S.專利號(hào) Ser. No. 07/259879，1988 年 10 月 19 日；U. S.專利號(hào) Ser. No. 07/408627，1989 年 9 月 18日)。其原理是通過(guò)活塞桿觸發(fā)安裝在體積管外部的兩個(gè)開(kāi)關(guān)所運(yùn)動(dòng)的固定距離計(jì)算體積管排出的液體的體積。這種方法原理較為簡(jiǎn)單，但存在諸多不足。被動(dòng)活塞體積管都具有較大的量程比，一般大于I : 50，固定開(kāi)關(guān)測(cè)量容積的方法難以兼顧上下限流量的測(cè)量效率。通常，為了保證時(shí)間測(cè)量的準(zhǔn)確度，固定開(kāi)關(guān)的距離需要確保上限流量的測(cè)量時(shí)間不能太短，一般來(lái)說(shuō)不小于5秒鐘；由于測(cè)量容積是固定的，這樣當(dāng)下限流量為上限流量的1/50時(shí)，測(cè)量時(shí)間將會(huì)達(dá)到250秒以上，效率迅速降低。若流量量程比進(jìn)一步增大，則單次測(cè)量過(guò)程的最長(zhǎng)工作時(shí)間將以小時(shí)計(jì)算，極大地影響了工作效率。即使在不考慮測(cè)量效率的條件下。單次測(cè)量過(guò)程的時(shí)間跨度也不是無(wú)限制的，過(guò)長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)時(shí)間難以保證整個(gè)過(guò)程中的溫度、壓力、儀器本身的漂移等參數(shù)的一致性，測(cè)量結(jié)果難以得到可靠的結(jié)論，這就阻止了被動(dòng)式活塞體積管下限流量的擴(kuò)展。另外，無(wú)論流量大小，每次測(cè)量過(guò)程都必須走完兩個(gè)開(kāi)關(guān)所規(guī)定的距離，無(wú)法在中途停止，每做一次測(cè)量實(shí)驗(yàn)都必須重新進(jìn)行復(fù)位操作；并且只能得到全過(guò)程的平均流量，不能反應(yīng)即時(shí)的流量變化，缺少動(dòng)態(tài)流量測(cè)量的能力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是實(shí)現(xiàn)被動(dòng)活塞式體積管瞬時(shí)流量測(cè)量，提高被動(dòng)活塞式體積管工作效率，擴(kuò)大被動(dòng)活塞式體積管的有效量程。本發(fā)明公開(kāi)了一種光柵式被動(dòng)活
塞體積管。本發(fā)明的目的是通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明的一種光柵式被動(dòng)活塞體積管，包括I-缸體、2-內(nèi)置彈簧的活塞、3-提升閥、4-活塞桿、5-回程機(jī)構(gòu)、6-直線測(cè)量光柵尺、7-檢測(cè)頭、8-檢測(cè)頭安裝塊、9-導(dǎo)向板、10-連接塊、11-導(dǎo)軌滑塊、12-導(dǎo)軌軌道、13-導(dǎo)軌基座；內(nèi)置彈簧的活塞2置于缸體I內(nèi)部；提升閥3與活塞桿4固定連接；活塞桿4 一端與導(dǎo)向板9垂直固定連接；回程機(jī)構(gòu)5的鏈節(jié)可以帶動(dòng)導(dǎo)向板9沿缸體I的軸線向圖示右方運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)回程動(dòng)作；導(dǎo)向板9與連接塊10、導(dǎo)軌滑塊11依次固定連接；直線測(cè)量光柵尺6和導(dǎo)軌軌道12分別安裝在導(dǎo)軌基座13的上定位面和側(cè)定位面上，所述導(dǎo)軌基座13通過(guò)公差要求保證上定位面和側(cè)定位面的垂直度和平面度，為所述光柵尺6和導(dǎo)軌軌道12提供基準(zhǔn)；所述導(dǎo)軌基座13與缸體I位置固定，并與活塞桿4平行。檢測(cè)頭安裝塊8固定于連接塊10的一側(cè)；檢測(cè)頭7安裝在檢測(cè)頭安裝塊8上；直線測(cè)量光柵尺6固定在導(dǎo)軌基座13側(cè)面，檢測(cè)頭7可在直線測(cè)量光柵尺6上平移滑動(dòng)。所述缸體上設(shè)有液體的入口和出口，入口位于靠近導(dǎo)向板的側(cè)缸壁上，出口位于對(duì)面的缸壁上。入口通過(guò)管路與被測(cè)流量計(jì)連接，出口與用于回收流出液體的容器連接。內(nèi)置彈簧的活塞的兩側(cè)分別稱為上游和下游兩個(gè)部分，液體由上游部分流向下游部分。本發(fā)明的一種光柵式被動(dòng)活塞體積管的工作過(guò)程利用直線測(cè)量光柵測(cè)量?jī)?nèi)置彈簧的活塞2的位移，利用內(nèi)置彈簧的活塞2實(shí)際運(yùn)動(dòng)的連續(xù)位移計(jì)算體積管排出液體的體積。溶液從被測(cè)流量計(jì)經(jīng)管路流入缸體的上游，此時(shí)提升閥3處于關(guān)閉狀態(tài)，溶液推動(dòng)內(nèi)置彈簧的活塞2在缸體I內(nèi)直線運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)活塞桿4同步運(yùn)行，當(dāng)內(nèi)置彈簧的活塞2以流體速 度運(yùn)行時(shí)，直線光柵的檢測(cè)頭7隨著內(nèi)置彈簧的活塞2 —起運(yùn)行，實(shí)時(shí)測(cè)量?jī)?nèi)置彈簧的活塞的位移和瞬時(shí)速度，同步測(cè)量讀數(shù)的時(shí)間，內(nèi)置彈簧的活塞2的截面積已知，通過(guò)測(cè)量?jī)?nèi)置彈簧的活塞2的位移，可以計(jì)算內(nèi)置彈簧的活塞2排出的流體體積，通過(guò)測(cè)量?jī)?nèi)置彈簧的活塞2的瞬時(shí)速度，可以得到流體的瞬時(shí)流量。通過(guò)回程機(jī)構(gòu)5帶動(dòng)9沿缸體I的軸線向圖示右方運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)內(nèi)置彈簧的活塞2回程動(dòng)作。本發(fā)明的一種光柵式被動(dòng)活塞體積管，在測(cè)量過(guò)程中可以實(shí)時(shí)讀取瞬時(shí)流量值，能夠滿足動(dòng)態(tài)流量測(cè)量的要求。本發(fā)明的一種光柵式被動(dòng)活塞體積管，利用直線測(cè)量光柵測(cè)量活塞的位移，體積管成為變?nèi)莘e的流量測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)器，在測(cè)量流量接近測(cè)量下限值時(shí)，按照必要的測(cè)量時(shí)間，將體積管的整個(gè)行程劃分為若干個(gè)獨(dú)立的測(cè)量段，每個(gè)測(cè)量段都可以完成單獨(dú)的測(cè)量，這樣無(wú)需每次測(cè)量都進(jìn)行復(fù)位操作，實(shí)現(xiàn)連續(xù)測(cè)量，有效縮短了單次測(cè)量的時(shí)間，大幅提高單次測(cè)量的效率。本發(fā)明的一種光柵式被動(dòng)活塞體積管，低流量條件下單次測(cè)量實(shí)驗(yàn)的時(shí)間縮短，使得測(cè)量過(guò)程中各項(xiàng)參數(shù)變化較小，實(shí)驗(yàn)結(jié)果可靠性提高，因此可以降低體積管流量測(cè)量的下限值，體積管的有效量程比進(jìn)一步擴(kuò)大。有益效果I、本發(fā)明的光柵式被動(dòng)活塞體積管，采用直線測(cè)量光柵測(cè)量活塞的位移，體積管成為變?nèi)莘e的流量測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)器，在測(cè)量較小流量時(shí)，可以使用較短的測(cè)量距離，體積管的整個(gè)行程可以被自由劃分為若干個(gè)獨(dú)立測(cè)量段，每個(gè)測(cè)量段都可以完成單獨(dú)的測(cè)量，這樣無(wú)需每次測(cè)量都進(jìn)行復(fù)位操作，實(shí)現(xiàn)連續(xù)測(cè)量，有效縮短了單次測(cè)量的時(shí)間，大幅提高單次測(cè)量的效率；2、本發(fā)明的光柵式被動(dòng)活塞體積管，在測(cè)量過(guò)程中可以實(shí)時(shí)讀取瞬時(shí)流量值，能夠滿足動(dòng)態(tài)流量測(cè)量的要求；3、本發(fā)明的光柵式被動(dòng)活塞體積管，低流量條件下單次測(cè)量實(shí)驗(yàn)的時(shí)間縮短，使得測(cè)量過(guò)程中各項(xiàng)參數(shù)變化較小，實(shí)驗(yàn)結(jié)果可靠性提高，因此可以降低體積管流量測(cè)量的下限值，體積管的有效量程比進(jìn)一步擴(kuò)大。


圖I是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的測(cè)量機(jī)構(gòu)軸向視圖。其中，I-缸體、2-內(nèi)置彈簧的活塞、3-提升閥、4-活塞桿、5-回程機(jī)構(gòu)、6-直線測(cè)量光柵尺、7-檢測(cè)頭、8-檢測(cè)頭安裝塊、9-導(dǎo)向板、10-連接塊、11-導(dǎo)軌滑塊、12-導(dǎo)軌軌道、13-導(dǎo)軌基座。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做以下詳細(xì)描述。實(shí)施例I一種光柵式被動(dòng)活塞體積管，包括缸體I、內(nèi)置彈簧的活塞2、提升閥3、活塞桿4、回程機(jī)構(gòu)5、直線測(cè)量光柵尺6、檢測(cè)頭7、檢測(cè)頭安裝塊8、導(dǎo)向板9、連接塊10、導(dǎo)軌滑塊
11、導(dǎo)軌軌道12、導(dǎo)軌基座13，如圖I所示；光柵式被動(dòng)活塞體積管，其缸體I的內(nèi)徑為280mm ;內(nèi)置彈簧的活塞2有效行程為600mm ;提升閥3外徑為210mm ;活塞桿4外徑為30mm ;回程機(jī)構(gòu)5由交流電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)鏈輪和鏈條運(yùn)動(dòng)；直線測(cè)量光柵尺6的有效測(cè)量長(zhǎng)度為700_ ;導(dǎo)軌軌道12寬20_，長(zhǎng)700_ ；檢測(cè)頭安裝塊8、導(dǎo)向板9、連接塊10、導(dǎo)軌基座13均用鋼材制造。內(nèi)置彈簧的活塞2置于缸體I內(nèi)部；提升閥3與活塞桿4固定連接；活塞桿4 一端與導(dǎo)向板9垂直固定連接；回程機(jī)構(gòu)5的鏈節(jié)可以帶動(dòng)導(dǎo)向板9沿缸體I的軸線向圖示右方運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)回程動(dòng)作；導(dǎo)向板9與連接塊10、導(dǎo)軌滑塊11依次固定連接；直線測(cè)量光柵尺6和導(dǎo)軌軌道12分別安裝在導(dǎo)軌基座13的上定位面和側(cè)定位面上，所述導(dǎo)軌基座13通過(guò)公差要求保證上定位面和側(cè)定位面的垂直度和平面度，為所述光柵尺6和導(dǎo)軌軌道12提供基準(zhǔn)；所述導(dǎo)軌基座13與缸體I位置固定，并與活塞桿4平行。檢測(cè)頭安裝塊8固定于連接塊10的一側(cè)；檢測(cè)頭7安裝在檢測(cè)頭安裝塊8上；直線測(cè)量光柵尺6固定在導(dǎo)軌基座13側(cè)面，檢測(cè)頭7可在直線測(cè)量光柵尺6上平移滑動(dòng)，如圖2所示?；钊?的外圈與缸體I的內(nèi)腔相配合，可以沿缸體軸線移動(dòng)，活塞2中心有內(nèi)孔；提升閥3與活塞桿4固定連接，可以沿缸體軸線移動(dòng)，提升閥3與活塞2的內(nèi)孔相配合，通過(guò)其移動(dòng)實(shí)現(xiàn)活塞兩側(cè)空間的聯(lián)通和隔斷；活塞桿4 一端與導(dǎo)向板9垂直固定連接；回程機(jī)構(gòu)5由一臺(tái)O. 75kff交流電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)鏈輪和80號(hào)鏈條，可以帶動(dòng)導(dǎo)向板9沿缸體I的軸線向圖示右方運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)回程動(dòng)作；導(dǎo)向板9與連接塊10、導(dǎo)軌滑塊11依次固定連接；直線測(cè)量光柵尺6和導(dǎo)軌軌道12分別安裝在導(dǎo)軌基座13的上定位面和側(cè)定位面上，導(dǎo)軌基座13為光柵尺6和導(dǎo)軌軌道12提供基準(zhǔn)，保證所有軸向運(yùn)動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)的平行度。檢測(cè)頭7通過(guò)檢測(cè)頭安裝塊8固定于連接塊10上，在沿缸體軸線方向移動(dòng)時(shí)，讀取光柵尺的數(shù)值從而得到提升閥的位移數(shù)值。
權(quán)利要求
1.一種光柵式被動(dòng)活塞體積管，包括缸體(I)、內(nèi)置彈簧的活塞(2)、提升閥(3)，其特征在于還包括活塞桿(4)、回程機(jī)構(gòu)(5)、直線測(cè)量光柵尺(6)、檢測(cè)頭(7)、檢測(cè)頭安裝塊(8)、導(dǎo)向板(9)、連接塊(10)、導(dǎo)軌滑塊(11)、導(dǎo)軌軌道(12)、導(dǎo)軌基座(13);所述缸體上設(shè)有液體的入口和出口，入口位于靠近導(dǎo)向板的側(cè)缸壁上，出口位于對(duì)面的缸壁上；入口通過(guò)管路與被測(cè)流量計(jì)連接；內(nèi)置彈簧的活塞的兩側(cè)分別稱為上游和下游兩個(gè)部分，液體由上游部分流向下游部分；內(nèi)置彈簧的活塞(2)置于缸體(I)內(nèi)部；提升閥(3)與活塞桿(4)固定連接；活塞桿(4) 一端與導(dǎo)向板(9)垂直固定連接；回程機(jī)構(gòu)(5)的鏈節(jié)可以帶動(dòng)導(dǎo)向板(9)沿缸體⑴的軸線向圖示右方運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)回程動(dòng)作；導(dǎo)向板(9)與連接塊(10)、導(dǎo)軌滑塊(11)依次固定連接；直線測(cè)量光柵尺(6)和導(dǎo)軌軌道(12)分別安裝在導(dǎo)軌基座(13)的上定位面和側(cè)定位面上，所述導(dǎo)軌基座(13)通過(guò)公差要求保證上定位面和側(cè)定位面的垂直度和平面度，為所述光柵尺(6)和導(dǎo)軌軌道(12)提供基準(zhǔn)；所述導(dǎo)軌基座(13)與缸體(I)位置固定，并與活塞桿(4)平行；檢測(cè)頭安裝塊(8)固定于連接塊(10)的一側(cè)；檢測(cè)頭(7)安裝在檢測(cè)頭安裝塊(8)上；直線測(cè)量光柵尺￠)固定在導(dǎo)軌基座(13)側(cè)面，檢測(cè)頭(7)可在直線測(cè)量光柵尺(6)上平移滑動(dòng)。
2.如權(quán)利要求I所述的一種光柵式被動(dòng)活塞體積管，其特征在于工作過(guò)程為，溶液從被測(cè)流量計(jì)經(jīng)管路流入缸體的上游，此時(shí)提升閥(3)處于關(guān)閉狀態(tài)，溶液推動(dòng)內(nèi)置彈簧的活塞(2)在缸體(I)內(nèi)直線運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)活塞桿(4)同步運(yùn)行，當(dāng)內(nèi)置彈簧的活塞(2)以流體速度運(yùn)行時(shí)，直線光柵的檢測(cè)頭(7)隨著內(nèi)置彈簧的活塞(2) —起運(yùn)行，實(shí)時(shí)測(cè)量?jī)?nèi)置彈簧的活塞的位移和瞬時(shí)速度，同步測(cè)量讀數(shù)的時(shí)間，內(nèi)置彈簧的活塞(2)的截面積已知，通過(guò)測(cè)量?jī)?nèi)置彈簧的活塞(2)的位移，可以計(jì)算內(nèi)置彈簧的活塞(2)排出的流體體積，通過(guò)測(cè)量?jī)?nèi)置彈簧的活塞(2)的瞬時(shí)速度，可以得到流體的瞬時(shí)流量；通過(guò)回程機(jī)構(gòu)(5)帶動(dòng)導(dǎo)向板(9)沿缸體(I)的軸線向圖示右方運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)內(nèi)置彈簧的活塞(2)回程動(dòng)作。
3.如權(quán)利要求2所述的一種光柵式被動(dòng)活塞體積管，其特征在于利用直線測(cè)量光柵測(cè)量活塞的位移，體積管成為變?nèi)莘e的流量測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)器，在測(cè)量流量接近測(cè)量下限值時(shí)，按照必要的測(cè)量時(shí)間，將體積管的整個(gè)行程劃分為若干個(gè)獨(dú)立的測(cè)量段，每個(gè)測(cè)量段都可以完成單獨(dú)的測(cè)量，這樣無(wú)需每次測(cè)量都進(jìn)行復(fù)位操作，實(shí)現(xiàn)連續(xù)測(cè)量，有效縮短了單次測(cè)量的時(shí)間，大幅提高單次測(cè)量的效率。
4.如權(quán)利要求2所述的一種光柵式被動(dòng)活塞體積管，其特征在于通過(guò)降低體積管流量測(cè)量的下限值，使體積管的有效量程比進(jìn)一步擴(kuò)大。
5.如權(quán)利要求I或2所述的一種光柵式被動(dòng)活塞體積管,其特征在于所述缸體(I)的出口出口與用于回收流出液體的容器連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及光柵式被動(dòng)活塞體積管，屬于液體流量測(cè)量領(lǐng)域。包括缸體、內(nèi)置彈簧的活塞、提升閥、活塞桿、回程機(jī)構(gòu)、直線測(cè)量光柵尺、檢測(cè)頭、檢測(cè)頭安裝塊、導(dǎo)向板、固定連接塊、導(dǎo)軌滑塊、導(dǎo)軌軌道、導(dǎo)軌基座；活塞置于缸體內(nèi)部；提升閥與活塞桿固定連接；活塞桿一端與導(dǎo)向板固定連接；導(dǎo)向板與連接塊、導(dǎo)軌滑塊依次固定連接；導(dǎo)軌軌道、導(dǎo)軌基座與缸體固定連接；導(dǎo)軌基座與活塞桿平行；檢測(cè)頭安裝塊固定于連接塊的一側(cè)；檢測(cè)頭安裝在檢測(cè)頭安裝塊上；光柵尺固定在導(dǎo)軌基座側(cè)面，檢測(cè)頭可在光柵尺上平移滑動(dòng)。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)連續(xù)測(cè)量，有效縮短了單次測(cè)量的時(shí)間，大幅提高單次測(cè)量的效率；降低體積管流量測(cè)量的下限值，體積管的有效量程比進(jìn)一步擴(kuò)大。
文檔編號(hào)G01F25/00GK102944293SQ20121050537
公開(kāi)日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2012年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月3日
發(fā)明者劉彥軍, 沈峰, 韓義忠, 趙艷琴, 張永勝, 于華偉, 官志堅(jiān) 申請(qǐng)人:中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司北京長(zhǎng)城計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究所