[发明专利]光栅式被动活塞体积管

说明书

技术领域

本发明涉及一种被动活塞体积管，尤其涉及光栅式被动活塞体积管，属于液体流量测量领域。

背景技术

根据测量参数及选择的测量主标准器不同，液体流量标准装置可分为容积法和质量法，容积法包括金属量器法、球式体积管、被动活塞式体积管、主动活塞体积管。质量法是用衡器作为流量测量的主标准器。被动活塞式体积管用于容积法流量标准装置的主标准器，主要用于石油产品等液体流量的计量。

国内外现有有关被动活塞式体积管公开发表的技术文献及产品说明书描述的被动活塞体积管为固定容积式，(U.S.专利号Ser.No.5052211，1991年10月1日；U.S.专利号Ser.No.07/259879，1988年10月19日；U.S.专利号Ser.No.07/408627，1989年9月18日)。其原理是通过活塞杆触发安装在体积管外部的两个开关所运动的固定距离计算体积管排出的液体的体积。这种方法原理较为简单，但存在诸多不足。被动活塞体积管都具有较大的量程比，一般大于1∶50，固定开关测量容积的方法难以兼顾上下限流量的测量效率。通常，为了保证时间测量的准确度，固定开关的距离需要确保上限流量的测量时间不能太短，一般来说不小于5秒钟；由于测量容积是固定的，这样当下限流量为上限流量的1/50时，测量时间将会达到250秒以上，效率迅速降低。若流量量程比进一步增大，则单次测量过程的最长工作时间将以小时计算，极大地影响了工作效率。即使在不考虑测量效率的条件下。单次测量过程的时间跨度也不是无限制的，过长的实验时间难以保证整个过程中的温度、压力、仪器本身的漂移等参数的一致性，测量结果难以得到可靠的结论，这就阻止了被动式活塞体积管下限流量的扩展。另外，无论流量大小，每次测量过程都必须走完两个开关所规定的距离，无法在中途停止，每做一次测量实验都必须重新进行复位操作；并且只能得到全过程的平均流量，不能反应即时的流量变化，缺少动态流量测量的能力。

发明内容

本发明要解决的技术问题是实现被动活塞式体积管瞬时流量测量，提高被动活塞式体积管工作效率，扩大被动活塞式体积管的有效量程。本发明公开了一种光栅式被动活塞体积管。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的。

本发明的一种光栅式被动活塞体积管，包括1-缸体、2-内置弹簧的活塞、3-提升阀、4-活塞杆、5-回程机构、6-直线测量光栅尺、7-检测头、8-检测头安装块、9-导向板、10-连接块、11-导轨滑块、12-导轨轨道、13-导轨基座；

内置弹簧的活塞2置于缸体1内部；提升阀3与活塞杆4固定连接；活塞杆4一端与导向板9垂直固定连接；回程机构5的链节可以带动导向板9沿缸体1的轴线向图示右方运动实现回程动作；导向板9与连接块10、导轨滑块11依次固定连接；直线测量光栅尺6和导轨轨道12分别安装在导轨基座13的上定位面和侧定位面上，所述导轨基座13通过公差要求保证上定位面和侧定位面的垂直度和平面度，为所述光栅尺6和导轨轨道12提供基准；所述导轨基座13与缸体1位置固定，并与活塞杆4平行。检测头安装块8固定于连接块10的一侧；检测头7安装在检测头安装块8上；直线测量光栅尺6固定在导轨基座13侧面，检测头7可在直线测量光栅尺6上平移滑动。

所述缸体上设有液体的入口和出口，入口位于靠近导向板的侧缸壁上，出口位于对面的缸壁上。入口通过管路与被测流量计连接，出口与用于回收流出液体的容器连接。内置弹簧的活塞的两侧分别称为上游和下游两个部分，液体由上游部分流向下游部分。

本发明的一种光栅式被动活塞体积管的工作过程：利用直线测量光栅测量内置弹簧的活塞2的位移，利用内置弹簧的活塞2实际运动的连续位移计算体积管排出液体的体积。溶液从被测流量计经管路流入缸体的上游，此时提升阀3处于关闭状态，溶液推动内置弹簧的活塞2在缸体1内直线运动，带动活塞杆4同步运行，当内置弹簧的活塞2以流体速度运行时，直线光栅的检测头7随着内置弹簧的活塞2一起运行，实时测量内置弹簧的活塞的位移和瞬时速度，同步测量读数的时间，内置弹簧的活塞2的截面积已知，通过测量内置弹簧的活塞2的位移，可以计算内置弹簧的活塞2排出的流体体积，通过测量内置弹簧的活塞2的瞬时速度，可以得到流体的瞬时流量。通过回程机构5带动9沿缸体1的轴线向图示右方运动，实现内置弹簧的活塞2回程动作。

本发明的一种光栅式被动活塞体积管，在测量过程中可以实时读取瞬时流量值，能够满足动态流量测量的要求。