一种测量液体流量的方法及其设备技术

一种测量流体流量之流量表，可以检测相对于堰之上流空间内的液面，并且可以依据液面和流经堰之液体流量之间的关系确定液体之流量．其中堰的宽度的设计使得由液面的固定变化所引起之流量变化和实际液面的总流量之比可保持定值而与液面无关．（*该技术在2005年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及测量液体流量用的流量表。假如堰上流区的液面与实际液面液体流过堰之流量之间的关系已知，液体流量率即可藉量测堰上流区的液面而得知。本专利技术特别涉及装备有此种堰之流量表的构造。虽然在压力改变时，凝结水会再蒸发，但因在堰前之空间及出堰后之空间为等压力，凝结水流经堰时不会蒸发。因此，本专利技术之流量表对于使用在蒸汽管路中测量凝结水特别有用。本专利技术之申请人曾进行一种应用所谓比例堰的流量表的研究。所谓比例堰即是液体之流量与堰上流区之液面成比例。此种流量表于外壳的内部空间以一垂直壁分隔成一上流空间，且在此壳的上部份形成一入口，和欲测量的系统连接及一下流空间，且在外壳之下部份形成一出口，上流及下流空间藉一在分隔壁上部的空间彼此相通，一可自动泄放液体之浮控阀装设在出口处，而在上流空间内之液面以一浮筒或其类似物予以量测。由于流经孔口的液体流量与液面至孔口间之距离平方根成正比，故此比例堰是一宽度由下往上逐渐减小的垂直长开缝。上述比例堰流量测量之精度随流量之减少而减小。这是因为在测量上流空间内的液面时，液面之扰动及/或将浮筒之位移转换成对应的电信号的机构内之滑动构件，其与接触面间的阻力将产生测量误差，而这些影响误差之因素又不因液面而改变，故这些影响误差之因素影响测量精度的程度将在流量减少时更为显著。因此，本专利技术之一技术主题为提供一所谓恒精度堰，其中流量的变化和液面变化之比于流量减少时可减少，故不管液面如何，流量可以一定测量精度予以测量，即言，所测量液面之误差不管液面如何保持一定。用以解决上述技术问题的本专利技术技术，包括一新颖之堰外形设计，使由液面固定变化所引起流量变化和实际液面的总流量之比与液面无关，可保持定值。堰之宽度由下列之数字计算决定。第一，流量率测量精度值及在对应于堰底的液面时之流量皆为已定。第二，设计一孔口，可在对应于堰底之液面时提供此特定之流量，及提供流量测量精度值不大于此设计特定值。第三，设定此堰由一系列长方形孔口构成，且每一孔口以一固定微小高度彼此累叠在一起，及各长方形孔口之宽度的设计，使得藉置换一长方形孔口所得之流量增量和总流量之比与所定流量测量精度值一致。上述技术手段之操作如下液体经由入口流入由分隔壁所限定之上流空间内，然后，经由孔口及堰进入下流空间内，再由出口流出。因为在上流空间处之液面与在堰处之流量之间关系已知，故在堰处之流量可依据测量之液面获得。只要在上流空间内液面变化范围是在堰高度内， 此固定液面变化之流量增减和总流量之比值即为恒定而可与设定精度值一致。同时，不管液面如何，液面测量误差如同传统的液面测量，实际上是恒定的。对应地，流量测量精度值为定值，与液面无关。本专利技术特别功效如下因为不管液面如何，本专利技术流量表之流量精度值保持恒定，故本专利技术之流量表不管流量大小或流量之变化如何皆可精确地测量流量。在一利用本专利技术之恒精确堰内，流量依一液面之指数函数而变，因此，此恒精确堰的流量，测量范围较传统有同样高度之比例堰更广。对本专利技术上述技术的较佳实施例，配合图1和图2，叙述如下。一流量表之检测单元10具有一外壳。此外壳包括一本体12及一以螺栓固定到本体12上的盖部14。一杯形之分隔件16设在此外壳内。此分割件16之内部及在此分割件16上部延伸之空间形成了上流空间18，而此分割件16之外部及由此分割件16向下延伸之空间形成了一下流空间20。一用以连接到待测量系统之入口22，经由一圆筒形筛24，一由构件13所构成之水坑15及引入槽17与上流空间18的上端相通。一液体泄放口26则在下流空间20的下端形成。此液体泄放口26经由一直立通道与出口28相通。上流空间18及下流空间20藉在分别件16上端形成的通孔30而相通。在使用时，一自动排放阀，如浮筒阀(未示)设在出口28，以保持下流空间20的压力与上流空间18内的压力相同。分割件16进一步又在围绕之壁上设有一孔口32及一堰24。堰34的形状依下述条件而决定。第一，设定流量测量精度值及当对应于堰底之液面时的流量第二，设计一孔口，当对应于堰底之液面时可提供此设定流量，及第三，假定此堰是由一系列长方形口构成，而每一孔口以固定微小高度互为堆叠在一起，决定各长方形孔口之宽度，使藉置换一长方形孔口所得之流量增加量和总流量之比与所定流量测量精度值一致。设计堰34的标準程度将在下文详述之。假设流量测量精度为2%，孔口32的直径为5mm，而由孔口到堰34下端的距离为12.4mm。然后，当液面一致于堰34之底时，水流经孔口32之流量适为20.91kg/hr。堰34高度(mm)的计算值(由堰34底起算之液面高度)，堰宽度(mm)，及流量(kg/hr)列于表一。表一高度(mm) 宽度(mm) 流量(kg/hr)1 0.23 21.752 0.34 22.633 0.42 23.554 0.49 24.505 0.55 25.4910 0.80 31.0720 1.30 46.1730 1.97 68.6040 2.95 101.9450 4.40 151.4760 6.55 225.0870 9.73 334.4580 14.47 496.9790 21.50 738.48100 31.95 1097.33图2表示孔口32及堰34依据表一数据所决定出之对应外形，及一由表一流量率(Q)与堰34高度(H)之关系所描出之曲线。参考数字43表示纲路之连接器。一绝缘板36，支持构件38及40被装设在盖部14的顶端。一电位计42置于支持构件40的中部，且由一保护盖44将其盖住。电线和端子板(未示)设在保护盖44内。一薄壁管46由电位计处向下延伸，以密封方式穿过保护盖14，直到分割件16底部的中间部位。穿过且固定于中空球形浮筒48的管50以可滑动方式连接于管46上。磁铁52及56分别连接于浮筒48的管50及电位计42的引动杆54上。浮筒48设有轮叶49。一倒置U形管51被安排在水坑15处并向下延伸。当浮筒48停留在底部时，U形管53的一端到达轮叶之水平面上，与其相切。液面的测量以下述方法进行之。浮筒48依照上流空间18液面的变化而升降。然后′，引动杆54因磁铁52及56相互作用随着浮筒48的移动而被连动。引动杆54的此位移由电位计42转换成对应的电气信号。故在上流空间18内的液面藉此电气信号表示出来。假如流量小，自入口22流入之液体在水坑15处聚集，间歇地流流入倒U形管51，撞攻轮叶49，使浮筒48转动。假如流量率大，液体亦流经引导槽17，以切线方向沿着浮筒48流入上流空间18，以旋转液体。因为浮筒48对应地转动，浮筒48即可依液面，圆滑地上下移动。当然，此流量表需再设有将上述方法侦测出的液面计算出并显示之构件，但此皆为习知，故说明已省略。附图说明图1是本专利技术流量表-较佳实施例之检测单元的剖视图。图2为本专利技术一标準堰之侧视图，及一表示堰之液面高度与流量之之间的关系的曲线图。16分割件 18上流空间20下流空间 22入口26泄放口 30通孔32孔口 34堰42电位本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测量流体流量率之流量表，其特征是可以检测相对于堰之上流空间内的液面，并且可以依据液面和流经堰之液体流量之间的关系确定液体之流量率，其中堰的宽度的设计使得由液面的固定变化所引起之流量变化和实际液面的总流量之比可保持定值而与液面无关。

【技术特征摘要】
一种测量流体流量率之流量表，其特征是可以检测相对于堰之上流空间内的液面，并且可以依据液面和流经堰之液体流量之间的关系...

【专利技术属性】
技术研发人员：长谷川义彦，
申请(专利权)人：TLV有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]