专利名称：明渠流量计在线检定/校准装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于流体检测技术领域，涉及ー种明渠流量计在线检定/校准装置。
背景技术：
明渠流量计作为污水流量计量的仪表，广泛运用于エ业、城市废水排放监测计量，多采用液位变送器结合流量槽(巴歇尔槽)和流量堰(薄壁堰)作为流量測量装置，其流量计量的精度取决 于液位变送器的測量准确度和流量槽或流量堰的几何结构尺寸、加工精度以及流量积算公式。由于污水排放量測量准确性将直接影响到企业和社会的经济效益，因此必须对每个污染排放检测点安装符合要求的污水流量检测仪表。发达国家有着先进技术，明渠污水流量监测系统一次性完成之后可以使用多年，而国内由于各种各样的原因，企业安装的明渠流量计并没有很好地发挥其应有的作用，实际的污水计量以及明渠计量仪表的校准还存在较多的问题，主要体现在(I)流量计安装后，由于老化、结垢、故障等原因，使得计量数据的准确性和可靠性降低，不符合国家计量法律法规和标准的要求；(2)由于检测技术的限制，明渠污水流量计目前尚不能定期在线检定或校准，对不合格的设备不能及时发现和更新；(3)明渠流量计在污水计量中比较突出的问题是仪表在安装前进行检定或校准，投入使用后一般无法拆卸，也无法对其进行定期检定，监测获得的数据只是ー个估计值，严重影响了社会效益。
发明内容本实用新型的目的是提供一种明渠流量计在线检定/校准装置，以提高流量计量精度，保证企业效益和社会公平。本实用新型包括测控系统、第一步进电机、第一丝杆、第二步进电机、第二丝杆、导杆、流速仪、液位变送器及螺纹孔支架；在明渠的两侧各安装一只可满足不同明渠水位高度，调节设备位置的螺纹孔支架；由第一步进电机与第一丝杆通过联轴器构成的水平电机系统架设在两个螺纹孔支架之间，横跨在第一丝杆上的滑板一侧安装有由第二步进电机、第二丝杆及导轨通过联轴器构成的竖直电机系统，滑板另ー侧安装有液位变送器，第二丝杆上的滑板下方的固定安装有流速仪；测控系统分别与第一步进电机、第二步进电机、流速仪、液位变送器信号连接，根据具体的明渠水位高度，测控系统输出控制脉冲信号驱动第一步进电机和第二步进电机，通过步进电机不同转动的方向控制对应丝杆的运动行程方向，使得丝杆上的滑板进行各自相对应的运动，从而使流速仪与液位变送器移至相对应的特征点进行数据的测量，最后测控系统将所测量得到的数据传送至上位机，上位机通过公式(I)的计算得到流量，完成特征点的測量，将此流量与被测流量计的流量进行比较、分析得到被测流量计的检定/校准結果。明渠流量计在线检定/校准的方法是采用速度面积法测量流量，将流速仪测量探头和液位变送器通过测控系统输出脉冲信号控制，伸入明渠中，根据明渠结构參数，上位机系统将自动选取測量特征点，同时将流通截面分成面积相等的若干个元面积，然后流速仪測量出每一元面积的特征点流速，并以该特征点流速代表每一元面积的平均流速，按下式计算出污水的流量Q，然后与被测流量计计量的数据进行比较、分析获得被测流量计的检定/校准結果
nQ =⑴其中Vi为某个元面积上的特征点速度，Ai为明渠截面上分成的n个元面积。本实用新型的有益效果在于本实用新型结构简单，采用速度面积法测量明渠的流量，根据明渠的宽度和流通截面的液位高度，系统将自动的选取測量点数量和位置，将数据经积算获得流量，与被测流量计的数据进行比对，从而达到检定和校准的目的。采用本实用新型解决了明渠污水流量计在投入运行后长期不能检定或校准和不能在线检定的现状，提高流量计的计量精度，有效的监控企业污水的排放量。
图I是明渠流量计检定装置结构示意图；图2是明渠流量计测速点的分布结构图；图3是明渠流量计测量步骤框图。
具体实施方式
以下结合附图进ー步说明本实用新型技术内容。參照图1，明渠流量计在线检定/校准装置，包括测控系统I、步进电机2和3、丝杆4和5、导轨6、流速仪7、液位变送器8和支架9组成。在明渠的两侧各安装一只可满足不同明渠水位高度，调节设备位置的螺纹孔支架9 ;水平步进电机2与水平丝杆4通过联轴器构成的水平电机系统模块安装在支架的适当高度上，同时水平丝杆4上的滑板ー侧安装有竖直电机3、丝杆5及导轨6通过联轴器构成的竖直电机系统模块,另ー侧安有液位变送器8 ;竖直丝杆5上的滑板下方固定安装有流速仪7 ;测控系统I通过导线连接至步进电机2和3、流速仪7及液位变送器8，根据具体的明渠水位高度测控系统I输出控制脉冲信号驱动步进电机2和3，通过步进电机的不同转动方向控制丝杆的运动行程方向，使得丝杆上的滑板进行各自相对应的运动，从而流速仪和液位变送器移动至指定特征点，然后测控系统读取流速仪7和液位变送器8的数据；继而，测控系统I控制流速仪7和液位变送器8移至下一个特征点，測量液位和流速数据，直至测量完所有的特征点，最后测控系统I将所有特征点位置和流速的測量数据通过通讯线传送至上位机，上位机通过公式(I)，计算出流量，从而完成流量的測量，将此数据与被测流量计的流量进行比较、分析得到被测流量表的检定/校准结果。图2为测量系统的技术路线，在明渠截面上将流通截面分成n个小的元面积，在每个元面积上选取具有代表性的特征点，測量各特征点速度；以特征点速度作为各个元面积的平均速度；利用高精度液位变送器測量明渠流测量点的液面高度，结合明渠宽度，利用速度面积法建立流量測量积算模型，实现污水流量的在线测量。图3为根据不同的流速測量点的方法的ー个实例。对于流速的测量的结果计算有多种方法，如垂直流速曲线法、一点ニ点法、三点法、四-六点法和积分法等。图例中举例了一二点法进行流速的測量，将渠道在宽度上分成n等分，每ー等分的宽度为△ L，则在面积A=ALXH内的平均流速为一点法Vni = V06 ; 两点法vm= (v0 2+v0 8)/2 ；则流量为Q= AX (vml+vm2+......Vmn) o
权利要求1.明渠流量计在线检定/校准装置，其特征在于它包括测控系统(I)、第一步进电机(2)、第一丝杆(4)、第二步进电机(3)、第二丝杆(5)、导杆(6)、流速仪(7)、液位变送器(8)及螺纹孔支架(9);在明渠的两侧各安装一只可满足不同明渠水位高度，调节设备位置的螺纹孔支架(9 );由第一步进电机(2 )与第一丝杆(4)通过联轴器构成的水平电机系统架设在两个螺纹孔支架之间，横跨在第一丝杆(4)上的滑板一侧安装有由第二步进电机(3)、第二丝杆(5)及导轨(6)通过联轴器构成的竖直电机系统，滑板另一侧安装有液位变送器(8)，第二丝杆(5)上的滑板下方的固定安装有流速仪(7);测控系统(I)分别与第一步进电机、第二步进电机、流速仪(7)、液位变送器(8)信号连接，根据具体的明渠水位高度，测控系统(I)输出控制脉冲信号驱动第一步进电机和第二步进电机，通过步进电机不同转动的方向控制对应丝杆的运动行程方向，使得丝杆上的滑板进行各自相对应的运动，从而使流速仪(7)与液位变送器(8)移至相对应的特征点进行数据的测量，测控系统(I)将所测量得到的数据传送至上位机。
专利摘要本实用新型公开了一种明渠流量计在线检定/校准装置。本装置是在明渠的两侧各安装一只可满足不同明渠水位高度，调节设备位置的螺纹孔支架；由第一步进电机与第一丝杆通过联轴器构成的水平电机系统架设在两个螺纹孔支架之间，横跨在第一丝杆上的滑板一侧安装有由第二步进电机、第二丝杆及导轨通过联轴器构成的竖直电机系统，滑板另一侧安装有液位变送器，第二丝杆上的滑板下方的固定安装有流速仪；测控系统分别与第一步进电机、第二步进电机、流速仪、液位变送器信号连接。采用本实用新型解决了明渠流量计在投入运行后长期不能检定或校准及不能在线检定的现状，提高流量计的计量精度，有效的监控企业污水的排放量。
文档编号G01F25/00GK202403773SQ20112045831
公开日2012年8月29日 申请日期2011年11月17日 优先权日2011年11月17日
发明者孙斌, 朱炜, 梁国伟, 沈伟勇, 王成李, 赵伟国, 陈伟琪 申请人:中国计量学院, 杭州市质量技术监督检测院