專利名稱：一種液體流量計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的一種液體流量計(jì)涉及到了液體的流量測量裝置領(lǐng)域。
在現(xiàn)有技術(shù)中，有許多種用于測量液體流量的流量計(jì)，例如美國專利4428243，中國專利87108201所述的流量計(jì)，這些種流量計(jì)均是由一個(gè)對液體流動敏感的隨動部件，一個(gè)發(fā)光部件，一個(gè)光接收部件，一個(gè)信號處理部件組成。典型的流量計(jì)的隨動部件是由轉(zhuǎn)子構(gòu)成。發(fā)光部件輸出的光線照射在所述的轉(zhuǎn)子上，光接收部件接收由所述的轉(zhuǎn)子反射出的光線并將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘栞敵龅剿龅男盘柼幚聿考?。所述的轉(zhuǎn)子隨液體的流動而轉(zhuǎn)動并向所述的光接收部件輸出頻率與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速相對應(yīng)的脈動光線。所述的光接收部件將接收到的脈動光線轉(zhuǎn)換為脈沖電信號輸出到所述的信號處理部件。所述的信號處理部件由CPU單元和顯示部件組成。用來接收光接收部件輸出的脈沖信號，并根據(jù)液體的流速與脈沖電信號的頻率成正比的特性。由統(tǒng)計(jì)出的單位時(shí)間內(nèi)的脈沖信號的脈沖數(shù)，被測管道的截面積計(jì)算出液體的瞬時(shí)流量或累計(jì)流量。
現(xiàn)有技術(shù)中的這些流量計(jì)比較適用于測量流速或流量較大的液體流量，而對流量和流速值均很微小的液體的流量，由于其轉(zhuǎn)子已經(jīng)無法靈敏的隨液體的流動而轉(zhuǎn)動，因此精度較低。而且在提高轉(zhuǎn)子的靈敏度時(shí)轉(zhuǎn)子的造價(jià)較高。
在現(xiàn)有技術(shù)中，人們常常采用體積法來測量那些流速和流量值均很微小的液體流量。其基本方法是采用一個(gè)具有容積標(biāo)尺的量筒，使被測液體流入或滴入該量筒中，利用秒表計(jì)錄下一定的容量V的液體流入量筒所用的時(shí)間t，由公式Q＝ (v)/(t) 換算出液體的流量。這種測量方法所采用的設(shè)備比較簡單，但其不僅測量的精度較低，而且效率較低，不太適于工業(yè)生產(chǎn)中的液體流量測量。
本發(fā)明的目的在于提供一種適于工業(yè)生產(chǎn)中使用的，特別適于測量流量和流速均很微小的液體的流量計(jì)。
本發(fā)明的液體流量計(jì)，具有一個(gè)對液體流動敏感的隨動部件，具有一組由光發(fā)射部件和光接收部件組成的對隨動部件的運(yùn)動位置敏感的傳感部件，一個(gè)與所述的傳感部件的信號輸出端相連接的控制部件，其特征在于本發(fā)明的流量計(jì)具有一個(gè)測試管，該測試管具有兩個(gè)垂直于水平面的第一管道和第二管道；所述的第一管道和第二管道的底部之間通過一個(gè)連通管道相互連通，所述的連通管道的底部具有一個(gè)排液孔，在該排液孔處安裝有一個(gè)受所述的控制部件控制的電磁閥；電磁閥的液體出口構(gòu)成了測試管的液體出口，第一管道的入口構(gòu)成了測試管的液體入口；所述的第二管道的管口具有透氣孔，所述的隨動部件由一個(gè)浮子構(gòu)成，放置在所述的第二管道內(nèi)；所述的傳感器由一個(gè)具有光發(fā)射部件和接收部件的下標(biāo)傳感器和具有光發(fā)射部件和接收部件的上標(biāo)傳感器構(gòu)成，下標(biāo)傳感器安裝在第二通道的下部的標(biāo)置位上，上標(biāo)傳感器安裝在第二管道的上部的標(biāo)置位上；所述的下標(biāo)傳感器和上標(biāo)傳感器均對所述的浮子敏感，當(dāng)浮子因隨液體浮動而經(jīng)過下標(biāo)置位或上標(biāo)置位時(shí)，產(chǎn)生狀態(tài)信號。
進(jìn)行流量測量時(shí)，測試管位于被測試管道的下部，所述的測試管的液體入口與被測管道的液體輸出管口相接。在控制部件的控制下，使電磁閥處于“關(guān)”狀態(tài)后，被測液體由測試管的液體入口進(jìn)入測試管的第一管道，并由連通管進(jìn)入第二管道，第二管道內(nèi)的液位隨第一管道內(nèi)的液位上升而上升，液位的上升使所述的浮子上升，當(dāng)浮子經(jīng)過所述的下標(biāo)置位時(shí)，下標(biāo)傳感器的光接收部件接收到一個(gè)脈動光線，并將該脈動光線轉(zhuǎn)變?yōu)槊}沖電信號輸出，控制部件接收到光接收部件輸出的脈沖信號后，立即開始計(jì)時(shí)。當(dāng)液位繼續(xù)上升使浮子經(jīng)過上標(biāo)置位時(shí)，所述的上標(biāo)傳感器的光接收部件也接收到一個(gè)脈動光線，并將該脈動光線轉(zhuǎn)變?yōu)槊}沖電信號，控制部件接收到該光接收部件輸出的脈沖信號后，立即停止計(jì)時(shí)，并控制所述的電磁閥處于“開”狀態(tài)，使所述的第一管道、第二管道及連通管內(nèi)的液體經(jīng)電磁閥的出口流出，控制部件根據(jù)計(jì)時(shí)結(jié)果可換算出被測液體的流量。
控制部件具有顯示器或打印機(jī)可以顯示測試結(jié)果或輸出測試結(jié)果。
所述的測試管道的液體入口處也可以設(shè)置一個(gè)受控制部件控制的電磁閥，當(dāng)控制部件控制電磁閥處于“開”狀態(tài)時(shí)，液體可以進(jìn)入測試管，當(dāng)電磁閥處于“關(guān)”狀態(tài)時(shí)，液體則不能進(jìn)入測試管。
本發(fā)明的流量計(jì)，不僅可以測量流量和流速值均很微小的液體的流量，而且結(jié)構(gòu)簡單，成本低，可測0.1ml／分左右的液體流量，可應(yīng)用于工業(yè)測量和實(shí)驗(yàn)室測量。典型的應(yīng)用有液壓行業(yè)中液壓閥的油泄漏流量的測量，試驗(yàn)室中化學(xué)制劑的滲透流量的測量。


圖1所示為本發(fā)明所選用的第一實(shí)施例的說明圖圖2所示為本發(fā)明所選用的第一實(shí)施例的進(jìn)一步說明圖圖3所示為本發(fā)明的流量計(jì)的電路說明圖圖4所示為本發(fā)明流量計(jì)的第二實(shí)施例的說明圖圖5所示為本發(fā)明流量計(jì)的第三實(shí)施例的說明圖為了進(jìn)一步說明本發(fā)明所述的流量計(jì)，下面例舉本發(fā)明的流量計(jì)所選用的第一實(shí)施例在本實(shí)施例中所述的流量計(jì)，具有一個(gè)擁有液體入口1、液體出口2的測試管，測試管具有一個(gè)垂直于水平面的管道3、管道4，管道3和管道4的底部通過一個(gè)連通管道5相互連通，所述的連通管道5的底部設(shè)置一個(gè)排液孔6，排液孔6處安裝有一個(gè)電磁閥7，電磁閥7的液體排出口構(gòu)成了測試管的液體出口2，管道3的入口構(gòu)成測試管的液體入口1。
所述的管道4的上口8具有透氣孔，管道4內(nèi)安置有一個(gè)浮子9，所述的管道3、4、5由透明材料制成，例如由玻璃材料制成。所述的管道4下部的位置10的相對位置上安裝有一個(gè)發(fā)光管11和光敏管12，該發(fā)光管11和光敏管12構(gòu)成了下標(biāo)傳感器。發(fā)光管11和光敏管12可以是通過圖2所示的橡膠環(huán)13固定在管道4的外部，發(fā)光管11和光敏管12分別卡裝在橡膠環(huán)的兩個(gè)相對位置14、15上。
所述的管道4的上部的位置16的相對位置上安裝有一個(gè)發(fā)光管17和光敏管18，該發(fā)光管17和光敏管18構(gòu)成了上標(biāo)傳感器，發(fā)光管17和光敏管18可以是通過圖2所示的橡膠環(huán)13固定在管道4的外部，發(fā)光管17和光敏管18可以分別卡裝在橡膠環(huán)的兩個(gè)相對位置14、15上。所述的下標(biāo)傳感器中的發(fā)光管11、光敏管12、所述的上標(biāo)傳感器中的發(fā)光管17、光敏管18、電磁閥7均與所述的控制電路相連接。
在本實(shí)施例中，參考圖3所述的控制電路具有一個(gè)CPU單元19，一個(gè)與光敏管12、18的信號輸出端20、21相連接的信號放大電路22、23，一個(gè)與放大電路22、23的輸出端24、25相連接的雙輸入端門電路26，具有一個(gè)計(jì)數(shù)器27連接在CPU單元19的數(shù)據(jù)輸入端28和門電路26的輸出端之間，CPU單元19的時(shí)鐘輸出端29與計(jì)數(shù)器的脈沖觸發(fā)端30相接。CPU單元19還具有一個(gè)信號輸出端31，在輸出端31和電磁閥7間連接有一個(gè)電磁閥7的驅(qū)動電路32，CPU單元19還連接有一個(gè)程序存儲器ROM和一個(gè)數(shù)字顯示器C，還可以連接有一個(gè)鍵盤33和一個(gè)打印機(jī)34，在所述的管道4的底部還可以設(shè)置有一個(gè)卡環(huán)a用來防止浮子9會因管道4內(nèi)的液位下降而卡入在管道4和管道5的交接處，所述的浮子可以由塑料制成或由其它比重輕于被測液體的材料制成形狀可以是圓柱形或球形，可以具有中空結(jié)構(gòu)。
利用本實(shí)施例所述的流量計(jì)對液體的流量進(jìn)行測量時(shí)，測試管的液體入口1與被測管道35的液體流出口36對接，由管道35流出的液體經(jīng)液體入口1進(jìn)入管道3。
在控制部件的控制下，電磁閥7處于“關(guān)”狀態(tài)，排液孔6被電磁閥關(guān)閉，進(jìn)入管道3內(nèi)的液體由管道5進(jìn)入管道4，且管道4內(nèi)的液位37隨管道3內(nèi)的液位38的上升而上升。所述的浮子9浮在液位37上，液體的上升，可以使浮子9上升，當(dāng)液位37上升使所述的浮子9上升并經(jīng)過所述的下標(biāo)置位10時(shí)，由于浮子9可擋住發(fā)光管11向光敏管12發(fā)出的光線，從而使光敏管12向控制部件輸出的信號由一種電平值變?yōu)榱硪环N電平值。該信號經(jīng)控制部件內(nèi)的放大器22放大后，輸入到門電路26的輸入端，由于門電路26的輸入端接收的信號為兩個(gè)不同的電平，門電路26向計(jì)數(shù)器27輸出的信號由“關(guān)閉”信號轉(zhuǎn)變?yōu)椤坝|發(fā)”信號，使計(jì)數(shù)器27啟動計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)器27的計(jì)數(shù)頻率與CPU單元19輸出的脈沖頻率相關(guān)。
隨著時(shí)間的推移，由管道35流入入口1內(nèi)的液體不斷增加，管道4內(nèi)的液位37不斷上升。當(dāng)液位37上升使浮子9經(jīng)過上標(biāo)置位16時(shí)，由于浮子9可控制發(fā)光管17向光敏管18發(fā)出的光線，從而使光敏管18向控制部件輸出的信號電平由一種電平值變?yōu)榱硪环N電平值，該電平信號經(jīng)控制部件內(nèi)的放大器23放大后輸入到門電路26的一個(gè)輸入端，由于此時(shí)門電路26的兩個(gè)輸入端接收的信號為相同的電平，門電路26向計(jì)數(shù)器27輸出的信號就由“觸發(fā)”信號復(fù)位為“關(guān)閉”信號，使計(jì)數(shù)器27停止計(jì)數(shù)。門電路26輸出的信號還被由端b輸入CPU單元，通知CPU單元計(jì)數(shù)停止。
計(jì)數(shù)停止后，CPU單元19在存儲器ROM中程序的管理下，讀出計(jì)數(shù)器27記錄下的數(shù)字，并利用該數(shù)字運(yùn)算出流量值。
計(jì)數(shù)停止后，CPU單元19在存儲器ROM中程序的管理下，控制電磁閥7處于“開”狀態(tài)，使管道3、4、5中的液體經(jīng)排液孔6、液體出口2流出到回液管d中。
CPU單元19與計(jì)數(shù)器27之間連接有一個(gè)清零線39，此時(shí)CPU單元19可在該程序存儲器 ROM管理下，為計(jì)數(shù)器27清零。
CPU單元19計(jì)算出的流量值可經(jīng)顯示器 或打印機(jī)34輸出，或經(jīng)接口電路40送到其它設(shè)備中去。
與CPU單元19連接的還有一個(gè)鍵盤33，該鍵盤用于向CPU單元19內(nèi)輸入計(jì)算流量所需的參數(shù)以及控制指令。
作為本發(fā)明又一實(shí)施例，參考圖4所述的控制部件區(qū)別第一實(shí)施例的地方是它由一個(gè)CPU單元41，一個(gè)與CPU單元41相接的程序存儲器ROM，一個(gè)連接在光敏管12與CPU單元41的一個(gè)控制端42之間的放大器43，一個(gè)連接在光敏管18和CPU單元41的另一個(gè)控制端44之間的放大器45，一個(gè)連接在CPU單元41的另一個(gè)控制端46和電磁閥7之間的電磁閥驅(qū)動器47，一個(gè)與CPU單元41相接的撥碼盤49構(gòu)成。
當(dāng)電磁閥7處于“關(guān)”的狀態(tài)后，進(jìn)入管道4內(nèi)的液體使浮子9上升并經(jīng)過下標(biāo)置位10時(shí)，由于浮子9可擋住光線，從而使光敏管12接收到一個(gè)光脈沖信號，光敏管12將該信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娒}沖信號輸入放大器43，放大器43對信號放大后輸入到CPU單元41中，CPU單元41在存儲器ROM的管理下，在接收到該脈沖信號時(shí)，開始利用自身的內(nèi)部時(shí)鐘計(jì)時(shí)，當(dāng)浮子9上升并經(jīng)過上標(biāo)置位16時(shí)，由于浮子可擋住光線，從而使光敏管18也接收到一個(gè)光脈沖，光敏管18將該信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娒}沖信號輸入放大器45，放大器45對信號放大后輸入CPU單元41中，CPU單元41在存儲器ROM的管理下，在接收到該脈沖信號時(shí)，停止對自身內(nèi)部時(shí)鐘的計(jì)時(shí)。
計(jì)時(shí)停止后，CPU單元41控制電磁閥7處于“開”狀態(tài)，使管道3、4、5內(nèi)的液體流出。計(jì)時(shí)停止后，CPU單元41在程序的管理下，利用計(jì)時(shí)結(jié)果計(jì)算出流量值，并將該值由顯示器48輸出，撥碼盤49用于向CPU單元41輸入計(jì)算流量時(shí)所必須的參考數(shù)據(jù)。
作為本發(fā)明的第三實(shí)施例，參考圖5區(qū)別于前面實(shí)施例所述的流量計(jì)的地方在于所述的流量計(jì)具有一個(gè)擁有液體入口51，液體出口52的測試管，測試管具有一垂直于水平面的管道53和管道54，管道53和管道54的底部通過一個(gè)連通管道55相互連通，所述的連通管道55的底部設(shè)置有一個(gè)排液孔56，排液孔56處安裝有一個(gè)電磁閥57，電磁閥57的液體排出口構(gòu)成了測試管的液體出口52，管道53的入口51和管道53之間還連接有一個(gè)受控制單元控制的電磁閥70，所述的管道53、54、55由金屬材料制成。管道54的上口58具有透氣孔。管道54內(nèi)安置有浮子59，所述的管道54的下部的位置60的相對位置上具有兩個(gè)透孔，用來分別安裝發(fā)光管61和光敏管62，發(fā)光管61和光敏管62構(gòu)成了下標(biāo)傳感器。
所述的管道54的上部的位置66的相對位置上具有兩個(gè)透孔用來分別安裝發(fā)光管67和光敏管68，發(fā)光管67和光敏管68構(gòu)成了上標(biāo)傳感器，管道54的底部內(nèi)側(cè)具有凸型結(jié)構(gòu)69，該結(jié)構(gòu)用來防止液位下降時(shí)，浮子59會降入到管道54和管道55的連接處而被卡死。安裝時(shí)，入口51與被測管71的測試口72連接，測試管位于被測試管71的下部，當(dāng)電磁閥70在控制部件的控制下處于“開”狀態(tài)時(shí)，管道71內(nèi)的液體由孔72電磁閥70進(jìn)入管道53，當(dāng)電磁閥70在控制部件的控制下處于“關(guān)”狀態(tài)時(shí)，管道71內(nèi)的液體不會流入管道53，而由管道73排出。
權(quán)利要求1.一種液體流量計(jì)，具有一個(gè)對液體流動敏感的隨動部件，具有一組由光發(fā)射部件和光接收部件組成的對隨動部件的運(yùn)動位置敏感的傳感部件，一個(gè)與所述的傳感部件的信號輸出端相連接的控制部件，其特征在于本發(fā)明的流量計(jì)具有一個(gè)測試管，該測試管具有兩個(gè)垂直于水平面的第一管道和第二管道；所述的第一管道和第二管道的底部之間通過一個(gè)連通管道相互連通，所述的連通管道的底部具有一個(gè)排液孔，在該排液孔處安裝有一個(gè)受所述的控制部件控制的電磁閥；電磁閥的液體出口構(gòu)成了測試管的液體出口，第一管道的入口構(gòu)成了測試管的液體入口；所述的第二管道的管口具有透氣孔，所述的隨動部件由一個(gè)浮子構(gòu)成，放置在所述的第二管道內(nèi)；所述的傳感器由一個(gè)具有光發(fā)射部件和接收部件的下標(biāo)傳感器和具有光發(fā)射部件和接收部件的上標(biāo)傳感器構(gòu)成，下標(biāo)傳感器安裝在第二通道的下部的標(biāo)置位上，上標(biāo)傳感器安裝在第二管道的上部的標(biāo)置位上；所述的下標(biāo)傳感器和上標(biāo)傳感器均對所述的浮子敏感，當(dāng)浮子因隨液體浮動而經(jīng)過下標(biāo)置位或上標(biāo)置位時(shí)，產(chǎn)生狀態(tài)信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流量計(jì)，其特征在于所述的測試管的液體入口處具有一個(gè)受控制部件控制的電磁閥。
專利摘要一種液體流量計(jì)，具有兩個(gè)相互連通的垂直于水平面的第一管道和第二管道。第二管道內(nèi)裝有隨液位浮動而浮動的浮子和一組對浮子移動的位置敏感的傳感器，具有一個(gè)控制部件接收傳感器的信號輸出，控制部件根據(jù)傳感器輸出的信號可以計(jì)算出液體的流量，并可通過設(shè)置在連通管最底部的排液電磁閥控制流量計(jì)的工作狀態(tài)。本發(fā)明所述的流量計(jì)，最適于測試流量和流速值均很微小的液體流量?？蓮V泛用于工業(yè)生產(chǎn)、設(shè)備檢測、科學(xué)試驗(yàn)。典型的應(yīng)用是對液壓閥的泄漏油流量的測量。
文檔編號G01F1/52GK2092089SQ9120321
公開日1992年1月1日 申請日期1991年3月7日 優(yōu)先權(quán)日1991年3月7日
發(fā)明者馬文海, 胡鵬程 申請人:機(jī)械電子工業(yè)部天津工程機(jī)械研究所