一种浮力配平系统及其制造方法和应用技术方案

本发明专利技术公开了一种浮力配平系统及其制造方法和应用，包括杠杆组、配浮罐组和测量罐组，所述配浮罐组与所述测量罐组通过所述杠杆组连接，所述配浮罐组和所述测量罐组位于对所述杠杆组产生扭矩方向相反的位置，所述测量罐组和所述配浮罐组产生的浮力相互抵消；制造方法为采用上述结构制造；上述浮力配平系统可应用于测量领域。本发明专利技术提供的浮力配平系统，解决了由于环境介质密度改变使测量罐组浮力变化难以准确消除或修正的问题，使测量更加精确。

【技术实现步骤摘要】
一种浮力配平系统及其制造方法和应用
本专利技术涉及测量领域，具体涉及一种浮力配平系统。
技术介绍
在对一些物质进行计量时，如测量物质质量、重力及流量等，需要借助测量罐作为被测物质的承载体，如果测量过程所处空间介质对测量罐有浮力，例如空气中受到空气浮力，水中受到水的浮力等，这些浮力就会直接加入到测量的量值中。在测量过程中，如果环境条件如温度、湿度、压力等发变化时，会造成介质密度的改变，从而带来测量罐的浮力改变，影响测量结果的准确性。例如，在空气中对气体、液体和固体流体进行质量测量时，需要采用测量罐来承载被测流体，如果环境温度、湿度、压力等因素发生改变，空气密度就会发生变化，测量罐的空气浮力也会发生变化，此时所测得的质量值包含了空气浮力变化的值。为了精确测量被测物质量，会对浮力变化量进行修正，这种修正大多依靠测量介质的参数、计算介质密度实现，但这种修正的方法存在较大的不确定度，分析其原因如下：（1）一般情况下，测量罐都是不规则几何体，其实际体积很难准确测得，或测量值存在较大的不确定度，采用这样的体积测量值进行浮力修正，给修正结果带来较大不确定度。（2）通过传感器测量温度、压力、湿度等时，由于传感器本身存在一定的不确定度，同样带来测量结果的不确定度。（3）测量点的分布情况也直接影响传感器的测量值与真实值存在差异。因此，现有的修正方法都不能从根本上解决环境条件改变，带来测量罐浮力变化在计量测量过程中的不确定影响，测量结果的不确定度会较大。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种浮力配平系统，消除环境条件对测量结果造成的影响，使测量结果更加准确。专利技术内容具体如下：一种浮力配平系统，包括杠杆组、配浮罐组和测量罐组，所述配浮罐组与所述测量罐组通过所述杠杆组连接，所述配浮罐组和所述测量罐组位于对所述杠杆组产生扭矩方向相反的位置，所述测量罐组和所述配浮罐组产生的浮力相互抵消。进一步地，所述杠杆组、所述配浮罐组和所述测量罐组数量为一个或多个。进一步地，所述杠杆组为单级杠杆或多级组合杠杆。进一步地，所述配浮罐组和所述测量罐组为可密封罐体。进一步地，满足如下公式：，式中：V测i为第i个测量罐密封后产生浮力的体积，n为所述测量罐组中测量罐的数量；V配j为第j个配浮罐密封后产生浮力的体积，Ij为第j个配浮罐所连杠杆的杠杆比，m为所述配浮罐组中配浮罐的数量。上述浮力配平系统的制造方法，所述配浮罐组、所述测量罐组和所述杠杆组采用如下结构制造：所述配浮罐组与所述测量罐组通过所述杠杆组连接，所述配浮罐组和所述测量罐组位于对所述杠杆组产生扭矩方向相反的位置，所述测量罐组和所述配浮罐组产生的浮力相互抵消。进一步地，所述杠杆组、所述配浮罐组和所述测量罐组数量为一个或多个；所述杠杆组为单级杠杆或多级组合杠杆；所述配浮罐组和所述测量罐组为可密封罐体。进一步地，满足如下公式：，式中：V测i为第i个测量罐密封后产生浮力的体积，n为所述测量罐组中测量罐的数量；V配j为第j个配浮罐密封后产生浮力的体积，Ij为第j个配浮罐所连杠杆的杠杆比，m为所述配浮罐组中配浮罐的数量。上述浮力配平系统在测量领域的应用，尤其是力学测量和热工测量领域的应用。本专利技术提供的一种浮力配平系统，通过配浮罐组和杠杆组结构将测量罐组产生的浮力抵消，解决了由于环境介质密度改变，使测量罐组浮力变化难以准确消除或修正的问题，使测量更加精确。附图说明通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：图1是本专利技术实施例1提供的结构示意图。图2是本专利技术实施例2提供的结构示意图。图3是本专利技术实施例3提供的结构示意图。图4是本专利技术实施例4提供的结构示意图。图5是本专利技术实施例5提供的结构示意图。图6是本专利技术实施例6提供的结构示意图。图7是本专利技术实施例7提供的结构示意图。图8是本专利技术实施例8提供的结构示意图。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本专利技术的示例性实施例。虽然附图中显示了本专利技术的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本专利技术而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本专利技术，并且能够将本专利技术的范围完整的传达给本领域的技术人员。一种浮力配平系统，包括杠杆组、配浮罐组和测量罐组，所述配浮罐组与所述测量罐组通过所述杠杆组连接，所述配浮罐组和所述测量罐组位于对所述杠杆组产生扭矩方向相反的位置，所述测量罐组和所述配浮罐组产生的浮力相互抵消。杠杆组的支点支撑在固定基础上，当环境条件发生变化时，环境介质的密度发生变化，配浮罐组和测量罐组的浮力都发生变化，并且变化趋势相同，此时由于两种罐处于相反相位位置，它们浮力变化对于杠杆系统产生的扭矩方向相反，具有相互抵消的作用。进一步地，所述杠杆组、所述配浮罐组和所述测量罐组数量为一个或多个。通过试验可知，采用一个杠杆结构、一个配浮罐和一个测量罐即可实现本专利技术的目的，但有时受到结构、空间等条件的限制也可以采用多个杠杆结构、多个配浮罐和多个测量罐来实现本专利技术的目的。通过试验可知，当测量罐较大时，采用多个杠杆结构和多个配浮罐，分别分布于测量罐周围，可以抵消由于环境介质密度不均带来的误差，具有更好的效果。进一步地，所述杠杆组为单级杠杆或多级组合杠杆。可通过结构简单的单级杠杆完成传力，也可以在需要较大杠杆比时采用多级杠杆进行传力。进一步地，所述配浮罐组和所述测量罐组为可密封罐体。向测量罐组充入或排出气体、液体和固体流体时，打开罐体，充排完密封罐体。配浮罐组可以和测量罐组一样，为可打开可密封罐体，也可以是不可打开密封罐体。进一步地，所述浮力配平系统满足如下公式：，（1）式（1）中：V测i为第i个测量罐密封后产生浮力的体积，n为所述测量罐组4中测量罐的数量；V配j为第j个配浮罐密封后产生浮力的体积，Ij为第j个配浮罐所连杠杆的杠杆比，m为所述配浮罐组5中配浮罐的数量。由于浮力计算公式为：而力矩平衡的标量公式为：对于杠杆结构，即为杠杆结构杠杆比I。由于测量时，所述测量罐组与所述配浮罐组处在同一空间内，所以可认为密度ρ和重力加速度g为相等，所以可得到所述测量罐组与所述配浮罐组浮力变化的力矩平衡公式为公式（1）所示。当配浮罐组体积和杠杆组结构杠杆比满足公式（1）时，当环境条件改变带来的介质密度变化时，杠杆组结构两端的配浮罐组及测量罐组产生的扭矩大小相等方向相反，可以完全相互抵消。同样的可以理解为，配浮罐组在环境介质密度改变时，产生浮力变化，通过杠杆组结构作用在测量罐组上的力，与测量罐组由于环境介质密度改变产生的浮力变化，大小相等方向相反，从而可以达到消除由于环境介质密度改变所产生的测量罐浮力变化。上述浮力配平系统的制造方法，所述配浮罐组、所述测量罐组和所述杠杆组采用如下结构制造：所述配浮罐组与所述测量罐组通过所述杠杆组连接，所述配浮罐组和所述测量罐组位于对所述杠杆组产生扭矩方向相反的位置，所述测量罐组和所述配浮罐组产生的浮力相互抵消。所述杠杆组、所述配浮罐组和所述测量罐组数量为一个或多个。所述杠杆组为单级杠杆或多级组合杠杆。所述配浮罐组和所述测量罐组为可密封罐体。满足如下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种浮力配平系统，其特征在于：包括杠杆组（1）、配浮罐组（5）和测量罐组（4），所述配浮罐组（5）与所述测量罐组（4）通过所述杠杆组（1）连接，所述配浮罐组（5）和所述测量罐组（4）位于对所述杠杆组（1）产生扭矩方向相反的位置，所述测量罐组（4）和所述配浮罐组（5）产生的浮力相互抵消。

【技术特征摘要】
1.一种浮力配平系统，其特征在于：包括杠杆组（1）、配浮罐组（5）和测量罐组（4），所述配浮罐组（5）与所述测量罐组（4）通过所述杠杆组（1）连接，所述配浮罐组（5）和所述测量罐组（4）位于对所述杠杆组（1）产生扭矩方向相反的位置，所述测量罐组（4）和所述配浮罐组（5）产生的浮力相互抵消。2.如权利要求1所述浮力配平系统，其特征在于：所述杠杆组（1）、所述配浮罐组（5）和所述测量罐组（4）数量为一个或多个。3.如权利要求1所述浮力配平系统，其特征在于：所述杠杆组（1）为单级杠杆或多级组合杠杆。4.如权利要求1所述浮力配平系统，其特征在于：所述配浮罐组（5）和所述测量罐组（4）为可密封罐体。5.如权利要求1所述浮力配平系统，其特征在于：满足如下公式：，式中：V测i为第i个测量罐密封后产生浮力的体积，n为所述测量罐组（4）中测量罐的数量；V配j为第j个配浮罐密封后产生浮力的体积，Ij为第j个配浮罐所连杠杆的杠杆比，m为所述配浮罐组（5）中配浮罐的数量。6.权利要求1-5所...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵娜，董阳，董东生，杨秀英，
申请(专利权)人：沈阳创原计量仪器有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21