一种利用拉应力解决膜式燃气表温度补偿的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用拉应力解决膜式燃气表温度补偿的方法，涉及膜式燃气表技术领域，具体为机芯，所述机芯的前后两侧均安装有摇臂，且摇臂的外侧均设置有夹膜板、皮膜、平行板、侧盖，且所述皮膜的周围设置有膜片压条，所述机芯的侧壁竖向设置有立轴，所述立轴的顶端配合有肘节和连杆，并通过变位轴贯穿连接，所述变位轴下方安置有齿轮盘，且齿轮盘的表面一侧偏下位置呈弧状贯通有轨道槽，变位轴配合在轨道槽的内部。该利用拉应力解决膜式燃气表温度补偿的方法，采用一种热容小、响应快的材料(以聚四氟乙烯为例)为温度补偿线，其响应时间比双金属片，可以缩短30倍以上，此外对皮膜自由变形引起的补偿误差进行拟合，可极大提高计量精度。

A Method of Solving Temperature Compensation of Membrane Gas Meter by Tensile Stress

【技术实现步骤摘要】
一种利用拉应力解决膜式燃气表温度补偿的方法
本专利技术涉及膜式燃气表
，具体为一种利用拉应力解决膜式燃气表温度补偿的方法。
技术介绍
膜式燃气表因其稳定性好、价格低廉，自被专利技术至今，仍然是应用最广泛的燃气计量器具，然而其缺点是只计量体积，对于温度没有补偿功能，根据气态方程得知，环境温度每相差3℃，计量误差就相差1％，一天内的变化经常是十几度到二十几度，不同季节更是有四五十度的变化量；以20度为基准，到零下20度，体积就会减少13.6％，因此，可以说没有温度补偿是造成燃气供销差额的主要原因。目前，实施的膜式燃气表温度补偿方案，基本上都是利用双金属片的温度应变作用到传动机构去改变瓣膜行程进而实现温度补偿的。上述补偿方案存在的主要问题是双金属片质量大、热容大，响应性差，例如50克的双金属片每度的热容大约是23焦耳左右，而标准压力下一升燃气1度的热容才是1.57焦耳，加上气体的导热系数小，热惰性大，会导致响应时间过长，测量误差过大；此外，由于双金属质量大，作用在运动构件上会导致长期偏心运转，很容易引发机构件的偏心磨损，缩短燃气表的使用寿命，另外，当减小皮膜摆动幅度时，皮膜自由部分会受气压作用形成圆弧形凸起，而原有的机械式温度补偿机制未考虑皮膜自由部分变形引起的补偿误差，体积变化线性差，也会导致误差偏大。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种利用拉应力解决膜式燃气表温度补偿的方法，解决了上述
技术介绍
中提出的问题。为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种利用拉应力解决膜式燃气表温度补偿的方法，包括机芯，所述机芯的前后两侧均安装有摇臂，且摇臂的外侧均设置有夹膜板，所述夹膜板的外侧安装有皮膜，所述皮膜的周围设置有膜片压条，且所述皮膜的另一侧设置有平行板，所述平行板的外部配装有侧盖，所述机芯的侧壁竖向设置有立轴，所述立轴的顶端配合安置有肘节，且肘节的连接端配合连接有连杆，所述连杆共设置有两个，且连杆之间通过变位轴贯穿连接，所述变位轴下方安置有齿轮盘，且齿轮盘的表面一侧偏下位置呈弧状贯通有轨道槽，所述变位轴配合在轨道槽的内部，所述齿轮盘的表面另一侧呈三角形分布有圆心柱、第一绕线柱和第二绕线柱，所述圆心柱与变位轴之间设置有第一弹簧，所述圆心柱、第一绕线柱和第二绕线柱的外围环绕有温度补偿线，所述立轴之间平行线中间位置设置有第一定位柱，且第一定位柱的端部固定有第二弹簧的一端，所述第二弹簧的另一端固定于连接轴上，所述温度补偿线环绕在连接轴的外侧，所述肘节的上部安置有限幅滑块，且限幅滑块的上部设置有传动杆，所述传动杆共设置有两个，且传动杆之间通过连接轴连接，所述限幅滑块的内部设置有第一限幅柱，且第一限幅柱从肘节部分突起，所述立轴的上侧设置有第二限幅柱，且第二限幅柱的垂直下方安置有第三定位柱，所述平行板上对称开设第一限位孔和第二限位孔，所述侧盖的一侧对称开设有第一穿线孔和第二穿线孔，所述皮膜自由端的中线位置布置有环行线，且环行线长边对称位置1/4处设置有牵引固定点，所述平行板上与牵引固定点位置相对应处设置有定位孔，所述定位孔的一侧环绕布置有第四定位柱，所述温度补偿线的远端增加凸轮以实现补偿拟合。可选的，所述摇臂通过夹膜板控制皮膜往复运动以形成气腔，所述摇臂通过机芯侧壁的立轴连接到外部的肘节，肘节连接着连杆，两侧的连杆通过变位轴固定，变位轴下端插入齿轮盘上的轨道槽内，可在轨道槽内滑动。可选的，所述就温度补偿膜式燃气表而言，所述变位轴与圆心柱之间设置第一弹簧，以保持温度恒定时机构运转期间保持最大半径旋转，温度补偿线穿过第一弹簧，一头固定于变位轴上，经圆心柱后拉至第一绕线柱，然后经第二绕线柱再回绕至圆心柱后，根据具体长度选择一端固定，变位轴上端与连杆相连，连杆的两端各连有肘节，肘节另一端下连有立轴，立轴与摇臂配合，实现皮膜的往复运动。可选的，所述该温度补偿的方法中，就温度补偿膜式燃气表而言，一种方式是在气室侧壁增加限幅装置，两侧立轴平行线中间位置设第二定位柱，固定着第二弹簧的一端，第二弹簧的另一端连接着连接轴，温度补偿线绕过连接轴后经上部的后，根据具体长度绕至底部固定，连接轴连接着两侧传动杆，在传动杆下部连接有限幅滑块，限幅滑块在滑块轨道内滑动，限幅滑块为上窄下宽的凹槽，在限幅滑块内部有一从肘节部分突起的第一限幅柱，第一限幅柱可通过在限幅滑块内部的运动从而最终限制摇臂的摆动幅度；所述该温度补偿的方法中，另一种方式是采用双温度补偿线的方式，即在气室侧壁立轴一侧设有第二限幅柱，在第二限幅柱垂直下方设有第三定位柱，其中温度补偿线通过第二限幅柱后，绕至第三定位柱后，再绕至底部固定；上述两种方式均为对称结构，随着温度的变化温度补偿线伸缩或增长，并通过限制肘节摆动范围，使得摇臂摆动幅度变大或变小，从而达到温度补偿的目的。可选的，所述该温度补偿的方法中，就温度补偿膜式燃气表而言，一种方式是在侧盖一侧对称开设第一穿线孔和第二穿线孔，并在平行板上对称开设第一限位孔和第二限位孔，将其中一条温度补偿线的一端固定于侧盖的第一穿线孔上，然后穿过平行板上下的第一限位孔和第二限位孔，最后穿过第二穿线孔后根据长度选择固定点；该温度补偿的方法中，另一种方式是在皮膜自由端的中线位置布置环行线，环行线需采用弹性模量较大、温度线胀系数较小的金属细线，且长边对称位置1/4处设置温度补偿线的牵引固定点，并对应的在平行板上设有定位孔，其中一条温度补偿线从环行线的牵引固定点，经平行板上的定位孔缠绕在第四定位柱上，并根据具体长度选择固定点，以上结构为对称分布。可选的，所述就机械式温度补偿膜式燃气表而言，当减小皮膜摆动幅度时，皮膜自由部分会受气压作用形成圆弧形凸起，可将皮膜自由部分分成两段，分别是L1和L2，其中L2与侧壁支撑面等长，L1为自由膨胀部分，同时也是膨胀部分的弧长；S1为补偿后摇臂减小幅度，整体产生圆弧状凸起，非线性体积变化量为圆弧与其弦构成的面积；根据公式：由此可得，弦下面积为其中，皮膜移动过程中自由部分的长度不变即为弧长L，弦长可由位移量及固定点确定，a为弧线圆心角，R为半径；补偿后的偏差呈现非线性结果；当选择20度与-5度作为振幅调整标准值(3mm)，振幅调整值与体积变化在-25到20范围内补偿后偏差较小，小于1％，近似认为呈线性关系，以聚四氟乙烯(线胀系数为1.1～2.56×10-4/℃)为例，振幅缩小3mm，需1.2米的线长即可满足需要。可选的，所述温度补偿线(以聚四氟乙烯为例)，其响应时间比双金属片，可以缩短30倍以上，极大地提高了计量精度；利用温变产生的拉应力改变摆幅范围，可有效减少温度应力体的体积与热容，极大的缩减响应时间，提高计量精度；气腔内摇臂的幅度线性减小或增大时，可能会出现体积减小或增加非线性问题，采取将齿轮盘上变位轴的旋转半径变为对应曲线的方式进行拟合以修正非线性误差。可选的，所述当气腔内摇臂的幅度线性减小或增大时，可能会出现体积减小或增加非线性问题，采取将限幅滑块斜边变成对应曲线的方式，或将第二限幅柱端部设计成凸轮形状配合直线型限幅壁，进行拟合以修正非线性误差。可选的，所述夹膜板摆动幅度与温度补偿线的伸缩量不是线性关系，但在摆动幅度补偿量不太大时，近似线性关系。可选的，所述该温度补偿方法，均可在温度补偿线的远端增本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用拉应力解决膜式燃气表温度补偿的方法，包括机芯(1)，其特征在于：所述机芯(1)的前后两侧均安装有摇臂(2)，且摇臂(2)的外侧均设置有夹膜板(3)，所述夹膜板(3)的外侧安装有皮膜(4)，所述皮膜(4)的周围设置有膜片压条(5)，且所述皮膜(4)的另一侧设置有平行板(6)，所述平行板(6)的外部配装有侧盖(7)，所述机芯(1)的侧壁竖向设置有立轴(10)，所述立轴(10)的顶端配合安置有肘节(9)，且肘节(9)的连接端配合连接有连杆(8)，所述连杆(8)共设置有两个，且连杆(8)之间通过变位轴(12)贯穿连接，所述变位轴(12)下方安置有齿轮盘(11)，且齿轮盘(11)的表面一侧偏下位置呈弧状贯通有轨道槽(13)，所述变位轴(12)配合在轨道槽(13)的内部，所述齿轮盘(11)的表面另一侧呈三角形分布有圆心柱(16)、第一绕线柱(17)和第二绕线柱(18)，所述圆心柱(16)与变位轴(12)之间设置有第一弹簧(14)，所述圆心柱(16)、第一绕线柱(17)和第二绕线柱(18)的外围环绕有温度补偿线(15)，所述立轴(10)之间平行线中间位置设置有第一定位柱(19)，且第一定位柱(19)的端部固定有第二弹簧(20)的一端，所述第二弹簧(20)的另一端固定于连接轴(23)上，所述温度补偿线(15)环绕在连接轴(23)的外侧，所述肘节(9)的上部安置有限幅滑块(24)，且限幅滑块(24)的上部设置有传动杆(25)，所述传动杆(25)共设置有两个，且传动杆(25)之间通过连接轴(23)连接，所述限幅滑块(24)的内部设置有第一限幅柱(22)，且第一限幅柱(22)从肘节(9)部分突起，所述立轴(10)的上侧设置有第二限幅柱(27)，且第二限幅柱(27)的垂直下方安置有第三定位柱(28)，所述平行板(6)上对称开设第一限位孔(30)和第二限位孔(31)，所述侧盖(7)的一侧对称开设有第一穿线孔(29)和第二穿线孔(32)，所述皮膜(4)自由端的中线位置布置有环行线(33)，且环行线(33)长边对称位置1/4处设置有牵引固定点(34)，所述平行板(6)上与牵引固定点(34)位置相对应处设置有定位孔(35)，所述定位孔(35)的一侧环绕布置有第四定位柱(36)，所述温度补偿线(15)的远端增加凸轮(37)以实现补偿拟合。...

【技术特征摘要】
1.一种利用拉应力解决膜式燃气表温度补偿的方法，包括机芯(1)，其特征在于：所述机芯(1)的前后两侧均安装有摇臂(2)，且摇臂(2)的外侧均设置有夹膜板(3)，所述夹膜板(3)的外侧安装有皮膜(4)，所述皮膜(4)的周围设置有膜片压条(5)，且所述皮膜(4)的另一侧设置有平行板(6)，所述平行板(6)的外部配装有侧盖(7)，所述机芯(1)的侧壁竖向设置有立轴(10)，所述立轴(10)的顶端配合安置有肘节(9)，且肘节(9)的连接端配合连接有连杆(8)，所述连杆(8)共设置有两个，且连杆(8)之间通过变位轴(12)贯穿连接，所述变位轴(12)下方安置有齿轮盘(11)，且齿轮盘(11)的表面一侧偏下位置呈弧状贯通有轨道槽(13)，所述变位轴(12)配合在轨道槽(13)的内部，所述齿轮盘(11)的表面另一侧呈三角形分布有圆心柱(16)、第一绕线柱(17)和第二绕线柱(18)，所述圆心柱(16)与变位轴(12)之间设置有第一弹簧(14)，所述圆心柱(16)、第一绕线柱(17)和第二绕线柱(18)的外围环绕有温度补偿线(15)，所述立轴(10)之间平行线中间位置设置有第一定位柱(19)，且第一定位柱(19)的端部固定有第二弹簧(20)的一端，所述第二弹簧(20)的另一端固定于连接轴(23)上，所述温度补偿线(15)环绕在连接轴(23)的外侧，所述肘节(9)的上部安置有限幅滑块(24)，且限幅滑块(24)的上部设置有传动杆(25)，所述传动杆(25)共设置有两个，且传动杆(25)之间通过连接轴(23)连接，所述限幅滑块(24)的内部设置有第一限幅柱(22)，且第一限幅柱(22)从肘节(9)部分突起，所述立轴(10)的上侧设置有第二限幅柱(27)，且第二限幅柱(27)的垂直下方安置有第三定位柱(28)，所述平行板(6)上对称开设第一限位孔(30)和第二限位孔(31)，所述侧盖(7)的一侧对称开设有第一穿线孔(29)和第二穿线孔(32)，所述皮膜(4)自由端的中线位置布置有环行线(33)，且环行线(33)长边对称位置1/4处设置有牵引固定点(34)，所述平行板(6)上与牵引固定点(34)位置相对应处设置有定位孔(35)，所述定位孔(35)的一侧环绕布置有第四定位柱(36)，所述温度补偿线(15)的远端增加凸轮(37)以实现补偿拟合。2.根据权利要求1所述的一种利用拉应力解决膜式燃气表温度补偿的方法，其特征在于：所述摇臂(2)通过夹膜板(3)控制皮膜(4)往复运动以形成气腔，所述摇臂(2)通过机芯(1)侧壁的立轴(10)连接到外部的肘节(9)，肘节(9)连接着连杆(8)，两侧的连杆(8)通过变位轴(12)固定，变位轴(12)下端插入齿轮盘(11)上的轨道槽(13)内，可在轨道槽(13)内滑动。3.根据权利要求1所述的一种利用拉应力解决膜式燃气表温度补偿的方法，其特征在于：就温度补偿膜式燃气表而言，所述变位轴(12)与圆心柱(16)之间设置第一弹簧(14)，以保持温度恒定时机构运转期间保持最大半径旋转，温度补偿线(15)穿过第一弹簧(14)，一头固定于变位轴(12)上，经圆心柱(16)后拉至第一绕线柱(17)，然后经第二绕线柱(18)再回绕至圆心柱(16)后，根据具体长度选择一端固定，变位轴(12)上端与连杆(8)相连，连杆(8)的两端各连有肘节(9)，肘节(9)另一端下连有立轴(10)，立轴(10)与摇臂(2)配合，实现皮膜(4)的往复运动。4.根据权利要求1所述的一种利用拉应力解决膜式燃气表温度补偿的方法，其特征在于：所述该温度补偿的方法中，就温度补偿膜式燃气表而言，一种方式是在气室侧壁增加限幅装置，两侧立轴(10)平行线中间位置设第二定位柱(26)，固定着第二弹簧(20)的一端，第二弹簧(20)的另一端连接着连接轴(23)，温度补偿线(15)绕过连接轴(23)后经上部的(26)后，根据具体长度绕至底部固定，连接轴(23)连接着两侧传动杆(25)，在传动杆(25)下部连接有限幅滑块(24)，限幅滑块(24)在滑块轨道(21)内滑动，限幅滑块(24)为上窄下宽的凹槽，在限幅滑块(24)内部有一从肘节(9)部...

【专利技术属性】
技术研发人员：李荣书，胡桂青，杨浩霖，
申请(专利权)人：威海拙诚燃气安全设备有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37