本公开的高稳定性微小液体流量源的测量装置及测量方法，通过变频齿轮泵的前端和所述水箱连通、后端与所述压力容器的进口连通；所述液位计设置在所述压力容器的上端，与所述控制器和所述变频齿轮泵电联接组成闭环控制系统；所述压力控制器设置在所述压力容器的上端，与所述气源相连通；所述压力控制器分别与所述控制器和所述节流前压力传感器电连接组成气体压力调控系统；所述节流件的前端设置有所述节流前压力传感器，后端连接所述被校流量计的前端，所述被校流量计的后端和所述流量测量标准相连接。能够实现(50～500)mL/min流量范围的微小液体流量源的形成，并有效提高微小液体流量的流量源稳定性。液体流量的流量源稳定性。液体流量的流量源稳定性。
【技术实现步骤摘要】
一种高稳定性微小液体流量源的测量装置及测量方法
[0001]本专利技术属于液体流量计量
，特别涉及一种高稳定性微小液体流量源的测量装置及其方法。
技术介绍
[0002]液体流量标准装置可以分为静态质量法、静态容积法、动态质量法和动态容积法液体流量标准装置。无论是哪一种形式的流量标准装置，流量稳定性是流量标准装置的一个独立性能指标，关系到流量量值传递、溯源的统一性和正确性。为了达到流量源的稳定性，普遍采用的方法有水塔式流量源、变频稳压式流量源和活塞驱动式流量源。
[0003]水塔式流量源，也可称为恒水头法流量源，如图1所示的静态质量法液体流量标准装置(图1中水池1，水泵2，上水阀3，上水管4，水塔5，溢流管6，截止阀7，试验管路8，流量调节阀9，喷嘴10，换向器11，旁通管12，容器13，衡器14，放水阀15，回水管16)，它是利用重力原理以恒液位的高位水塔作为高稳定性的恒压水源，它能获得非常好的流体稳定性。但具有建造高位水塔所需投资多、建造周期长、占地空间大、高度(即压力)亦有限制、无法标定热流量等缺点。故对于高等院校及某些流量仪表生产厂、工业研究单位等极感不便，甚至难以采用。但由于其具有较高的流量稳定性，故仍被国外高性能流量装置普遍采用。由于水源压力受到水塔高度限制，所以压力不会很高，一般在4
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5Pa以下。因此对一定的管道来说，雷诺数较低，要提高雷诺数数量级很困难，这限制了水塔稳压方法的进一步发展。
[0004]变频稳压式流量源，图2所示的变频稳压式流量标准装置(图2中的水池1，水泵2，上位机3，变频器4，稳压容器5，阀门6，标准流量计7，阀门8，被检流量计9，调节阀组10，换向器11，称量容器12，底阀13)，是随着变频调速技术的发展和广泛应用而新发展起来的，流量标准装置用变频器调节水泵转速，通过压力变送器检测泵出口压力的波动情况，与变频器构成闭环控制系统，控制流量装置管路系统压力保持恒定，达到稳压的目的。也有的是采用变频加容器稳压的方法，直接用离心泵建立压力系统，然后采用高频衰减管路(或衰减容器)消除泵出口处流体的高频脉动，用变频调速技术实现流量的连续调节。因而在变频调速中，无须安装流量调节阀，这样消除了依靠管路中的流量调节阀所带来的流量性能变差及能量损失大的问题。另外，变频调速系统还能消除电网电压及电网频率的低频率脉动的影响。变频调速流量标准装置既省基建投资，又使运行能耗降低，且流量稳定的一种流量标准装置。但同时这种方法对于控制方案要求较高，实现起来不容易，并且变频调速法对液泵的频率流量特性要求较高，易产生干扰信号。目前，变频加容器稳压法的流量稳定性仍与水塔稳压具有一定差距，但其具有建造费用低、占地面积小、压力范围大和流量范围宽等优点，被国内新建装置广泛采用。
[0005]活塞式流量源一般用以中小流量范围的场合。如图3所示的活塞驱动式流量标准装置(图3中的水池1，阀门2，被检流量计3，称量系统4，上位机5，控制系统6，丝杆运动机构7，电机驱动机构8，光栅测量系统9，活塞10，活塞缸11，底座12)是以活塞缸作为计量容积标准，装置通过步进电机驱动标准计量活塞缸活塞产生流体源，活塞缸与光栅尺配合构成流
量测量系统，通过计算流体介质在一定测量时间内推动活塞排出活塞缸内流体体积来标定流量计。
[0006]其工作过程如下：首先，启动步进电机正转，推动活塞缸活塞前进，活塞缸左腔排出流体流经被检流量计流入称量容器——电子天平，在这个过程中，当步进电机启动到转速稳定时，启动上位机检定系统，开始采集被检流量计信号，同时记录活塞的初始位移，并开始计时；当流经被检流量计的流量达到预定值时，再次记录活塞位移，同时停止计时，记录检定时间，活塞两点位移之差乘以活塞的面积，就得到流经流量计的流体体积，除以测量时间，得到流经流量计的标准流量，流量计显示的流量与标准流量相比较，从而达到检定流量计的目的之后，启动步进电机反转，计量活塞缸活塞退回到起始位置。整个检定过程都由计算机进行控制，实现检定的自动化。
[0007]步进电机是将电脉冲信号转变为线位移或角位移的开环执行元件。在没有超载的情形下，电机的转速和停止的位置取决于脉冲数和脉冲信号的频率，而不受负载的影响，当步进电机驱动器接收到一个脉冲指令信号时，它就会驱动步进电机按预先设定的方向转动一个固定的角度，称为“步距角”，步进电机的旋转是以步距角一步一步运行的。所以，可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。
[0008]以上各流量源方式中，水塔式稳压方法常用于大流量工、对压力要求不大、被检流量计流阻较小的情况下，而对于小流量及压损较大的场合，则无法实现上限流量的形成；变频稳压式流量源一般也常用于较大流量的场合，可以实现变压力流量源的形成，但其流量稳定性易受泵频特性及电网频率的影响；活塞驱动式常用于中小流量的应用场合，并可通过电机的运转速度控制流量的大小，其流量稳定性主要受电机运行稳定性及活塞缸的加工精密度、活塞运动副的密封性能、摩擦系数一致性的影响，使用维护过程较为繁琐。
技术实现思路
[0009]本专利技术克服了现有技术的不足之一，提供了一种高稳定性微小液体流量源的测量装置及测量方法，能够实现(50～500)mL/min流量范围的微小液体流量源的形成，并有效提高微小液体流量的流量源稳定性和扩展液体流量量程范围。
[0010]根据本公开的一方面，提出了一种高稳定性微小液体流量源的测量装置，所述装置包括：水箱，变频齿轮泵，控制器，液位计，压力控制器，气源，节流前压力传感器，节流件，被校流量计，流量测量标准，压力容器；
[0011]所述变频齿轮泵的前端和所述水箱连通、后端与所述压力容器的进口连通；
[0012]所述液位计设置在所述压力容器的上端，与所述控制器和所述变频齿轮泵电联接组成闭环控制系统；
[0013]所述压力控制器设置在所述压力容器的上端，与所述气源相连通；所述压力控制器分别与所述控制器和所述节流前压力传感器电连接组成气体压力调控系统；
[0014]所述节流件的前端设置有所述节流前压力传感器，后端连接所述被校流量计的前端，所述被校流量计的后端和所述流量测量标准相连接。
[0015]在一种可能的实现方式中，所述压力容器内的气体体积和液体的体积比为1：1。
[0016]在一种可能的实现方式中，所述压力容器的容积为15L，最大承受压力为1MPa。
[0017]在一种可能的实现方式中，所述节流件为孔板式节流件，孔径大小可调。
[0018]在一种可能的实现方式中，所述节流件的孔径大小为0.2mm～0.75mm。
[0019]在一种可能的实现方式中，所述装置还包括放气阀，所述放气阀设置在所述压力容器上端的气体容积部分，用于测量结束后排放所述压力容器内的气体。
[0020]在一种可能的实现方式中，所述装置还包括截止阀，分别设置在所述压力容器本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高稳定性微小液体流量源的测量装置，其特征在于，所述装置包括：水箱，变频齿轮泵，控制器，液位计，压力控制器，气源，节流前压力传感器，节流件，被校流量计，流量测量标准，压力容器；所述变频齿轮泵的前端和所述水箱连通、后端与所述压力容器的进口连通；所述液位计设置在所述压力容器的上端，与所述控制器和所述变频齿轮泵电联接组成闭环控制系统；所述压力控制器设置在所述压力容器的上端，与所述气源相连通；所述压力控制器分别与所述控制器和所述节流前压力传感器电连接组成气体压力调控系统；所述节流件的前端设置有所述节流前压力传感器，后端连接所述被校流量计的前端，所述被校流量计的后端和所述流量测量标准相连接。2.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述压力容器内的气体体积和液体的体积比为1：1。3.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述压力容器的容积为15L，最大承受压力为1MPa。4.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述节流件为孔板式节流件，孔径大小可调。5.根据权利要求5所述的测量装置，其特征在于，所述节流件的孔径大小为0.2mm～0.75mm。6.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述装置还包括放气阀，所述放气阀设置在所述压力容器上端的气体容积部分，用于测量结束后排放所述压力容器内的气体。7....
【专利技术属性】
技术研发人员：孙凤举，白天，闫磊，高炳涛，郭一梦，王小三，
申请(专利权)人：北京航天计量测试技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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