流速计量装置的工作方法、控制器及系统

文档序号:747831 发布日期:2021-04-23 浏览:18次 >En<

阅读说明:本技术 流速计量装置的工作方法、控制器及系统 (Working method, controller and system of flow rate metering device ) 是由 罗孟飞 龚智杰 谢峥峥 于 2021-01-07 设计创作,主要内容包括:本发明涉及一种流速计量装置的工作方法、控制器及系统,所述流速计量装置包括管道、位于管道内的测速球;流速计量装置的工作方法包括建立介质的流速与测速球坐标位置之间的映射关系并存储至数据库;获取测速球在存储有待测速介质的管道内的坐标位置;根据映射关系获取与坐标位置对应的待测速介质的流速。本发明提供的技术方案能够为液体、气体等具有一定流动特性的流速进行测试,本申请提供的流速计量装置外形结构设计简单可靠,且可根据用户装置结构设计的方式或精度而实现精准测量、粗略测量、区间测量等不同的测试结果。(The invention relates to a working method, a controller and a system of a flow velocity metering device, wherein the flow velocity metering device comprises a pipeline and a speed measuring ball positioned in the pipeline; the working method of the flow velocity metering device comprises the steps of establishing a mapping relation between the flow velocity of a medium and the coordinate position of a speed measuring ball and storing the mapping relation into a database; acquiring the coordinate position of a speed measuring ball in a pipeline in which a medium to be measured is stored; and acquiring the flow velocity of the medium to be measured corresponding to the coordinate position according to the mapping relation. The technical scheme provided by the invention can test the flow velocity of liquid, gas and the like with certain flow characteristics, the flow velocity metering device provided by the invention is simple and reliable in appearance structure design, and different test results such as accurate measurement, rough measurement, interval measurement and the like can be realized according to the structural design mode or precision of a user device.)

流速计量装置的工作方法、控制器及系统

技术领域

本发明属于机械流速测量技术领域,具体涉及一种流速计量装置的工作方法、控制器及系统。

背景技术

传统的流速测试方案有:电磁波测速、超声波测速、光电式测速、液体或气体流动推动齿轮旋转测速等。而主要使用的传统的机械式流速测量装置,如图1所示,原理为具有流动特性的液体或气体经管道,推动叶轮300旋转,叶轮300的旋转带动导柱310的运动,导柱310连接着计速齿轮,因此,传统的计量方式原理上是以叶轮300的旋转快慢来计量当前的流速大小,此种方案存在的问题为导柱310与尺寸之间的摩擦力有差异,且导柱310在长期旋转后会出现与齿轮的摩擦力增大或不稳定的情况,计量精度大打折扣,大大增加了设备的不稳定度与可靠性,因此业界对此种流速测试方案的常规方案均为在设备运行N年后,重新拆回做计量功能校准。

因此,传统的流速测试方案存在长时间使用后,精确度降低,设备不稳定需要重新计量功能校准的问题。

发明内容

有鉴于此,本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种流速计量装置的工作方法、控制器及系统,以解决现有技术中在长时间使用后,精确度降低,设备不稳定的问题。

为实现以上目的,本发明采用如下技术方案:一种流速计量装置的工作方法,包括:

所述流速计量装置包括:管道、位于管道内的测速球;

所述流速计量装置的工作方法,包括:

建立介质的流速与测速球坐标位置之间的映射关系并存储至数据库;

获取所述测速球在存储有所述待测速介质的管道内的坐标位置;

根据所述映射关系获取与所述坐标位置对应的待测速介质的流速。

进一步的,所述管道包括上管道和下管道,所述上管道和下管道可拆卸连接,连接处形成扩口腔,所述测速球位于所述扩口腔内;

所述扩口腔的最大内径大于所述测速球的外径,所述扩口腔的最小内径小于所述测速球的外径。

进一步的,所述管道竖直安装,其内充满待测速介质。

进一步的,当所述测速球为浮力球时,所述待测速介质为液体,所述液体自上向下流动;

如果所述浮力球下端无液体流出,所述浮力球因受浮力及所述上管道的作用,位于第一坐标位置;

如果所述浮力球下端有液体流出且未达到液体的最大流速时,所述浮力球因液体的流动移动至第二位置,所述第二位置包括多个坐标位置;

当所述浮力球下端有液体流出且达到液体的最大流速时,所述浮力球因液体的作用移动至第三位置。

进一步的,当所述测速球为重力球时,所述待测速介质自下向上流动,所述待测速介质为液体或气体;

如果所述重力球上端无待测速介质流出时,所述重力球因受重力及所述下管道的作用,位于第四位置;

如果所述重力球上端有液体流出且未达到待测速介质的最大流速时,所述重力球因待测速介质的作用移动至第五位置,所述第五位置包括多个坐标位置;

当所述重力球上端有液体流出且达到液体的最大流速时,所述重力球因待测量介质的作用移动至第六位置。

进一步的,所述上管道和下管道通过螺栓或法兰连接。

本申请实施例提供一种控制器,包括:

存储器,其上存储有可执行程序;

处理器,用于执行所述存储器中的所述可执行程序,以实现上述任一实施例所述方法的步骤。

本申请实施例提供一种流速测量系统,包括:

如上述实施例提供的控制器;以及流速计量装置;

所述流速计量装置包括:管道、位于管道内的测速球;

所述管道包括上管道和下管道,所述上管道和下管道可拆卸连接,连接处形成扩口腔,所述测速球位于所述扩口腔内;

所述扩口腔的最大内径大于所述测速球的外径,所述扩口腔的最小内径小于所述测速球的外径。

本发明采用以上技术方案,能够达到的有益效果包括:

本发明提供一种流速计量装置的工作方法、控制器及系统,所述流速计量装置包括管道、位于管道内的测速球;流速计量装置的工作方法包括建立介质的流速与测速球坐标位置之间的映射关系并存储至数据库;获取测速球在存储有待测速介质的管道内的坐标位置;根据映射关系获取与坐标位置对应的待测速介质的流速。本发明提供的技术方案能够为液体、气体等具有一定流动特性的流速进行测试,本申请提供的流速计量装置外形结构设计简单可靠,且可根据用户装置结构设计的方式或精度而实现精准测量、粗略测量、区间测量等不同的测试结果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为传统的机械式流速测量爆炸图;

图2为本发明流速计量装置的结构示意图;

图3为本发明流速计量装置的工作方法的步骤示意图;

图4为本发明流速计量装置的另一种结构示意图;

图5为本发明流速计量装置的另一种结构示意图;

图6为本发明控制器的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式,都属于本发明所保护的范围。

下面结合附图介绍本申请实施例中提供的一个具体的流速计量装置的工作方法。

下面结合附图介绍本申请实施例中提供的一个具体的流速计量装置的工作方法、控制器及系统。

本申请实施例中提供的流速计量装置的工作方法,包括:

如图2所示,所述流速计量装置包括:管道1、位于管道1内的测速球2;

如图3所示,所述流速计量装置的工作方法,包括:

S101,建立介质的流速与测速球2坐标位置之间的映射关系并存储至数据库;

本申请预先根据介质的不同,对测速球2在管道1内的不同坐标占位置做数学模型分析,根据数学模型分析结果得出坐标位置与待测速介质的流速的关系曲线,即映射关系,将介质的流速与测速球2坐标位置之间的映射关系存储至数据库。

S102,获取所述测速球2在存储有所述待测速介质的管道1内的坐标位置;

管道1中充满待测速介质,查看测速球2在管道1内的坐标位置。可以理解的是,管道1上具有多个坐标位置,不同坐标位置均与流速具有映射关系。

S103,根据所述映射关系获取与所述坐标位置对应的待测速介质的流速。

在得到坐标位置后,根据坐标位置即可得到与其具有映射关系的流速。

流速计量装置的工作方法的工作原理为:首先根据介质的不同,对测速球2在管道1内的不同坐标占位置做数学模型分析,根据数学模型分析结果得出坐标位置与待测速介质的流速的关系曲线,即映射关系,将介质的流速与测速球2坐标位置之间的映射关系存储至数据库,在得到坐标位置后,根据坐标位置即可得到与其具有映射关系的流速,在得到坐标位置后,根据坐标位置即可得到与其具有映射关系的流速。

本申请提供的技术方案能够为液体、气体等具有一定流动特性的流速进行测试,本申请提供的流速计量装置外形结构设计简单可靠,且可根据用户装置结构设计的方式或精度而实现精准测量、粗略测量、区间测量等不同的测试结果。

一些实施例中,所述管道1包括上管道11和下管道12,所述上管道11和下管道12可拆卸连接,连接处形成扩口腔,所述测速球2位于所述扩口腔内;

所述扩口腔的最大内径大于所述测速球2的外径,所述扩口腔的最小内径小于所述测速球2的外径。

优选的,所述上管道11和下管道12通过螺栓或法兰连接。

可以理解的是,上管道11与下管道12之间还可以采用其他连接件连接,本申请在此不做限定。扩口腔的最大内径大于所述测速球2的外径,可以使得测速球2根据流速的冲击力在扩口腔内上下浮动,移动到相应的坐标位置。

本申请中的管道1竖直安装,其内充满待测速介质。

一些实施例中,如图4所示,当所述测速球2为浮力球时,所述待测速介质为液体,所述液体自上向下流动;

如果所述浮力球下端无液体流出,所述浮力球因受浮力及所述上管道11的作用,位于第一坐标位置;

如果所述浮力球下端有液体流出且未达到液体的最大流速时,所述浮力球因液体的流动移动至第二位置,所述第二位置包括多个坐标位置;

当所述浮力球下端有液体流出且达到液体的最大流速时,所述浮力球因液体的作用移动至第三位置,其中所述最大流速为所述管道1的最大承受压力。

如图4所示,本申请中架设管道1垂直安装,待测速液体自上向下流动,如箭头所示;

当浮力球下端无液体流出时,此时管道1内流速为0,浮力球因受浮力作用,向上漂浮,受制于管道1的内径,浮力球最终停留在位置A;

当浮力球下端有液体流出但未到达液体的最大流速后,液体自上向下开始流动,浮力球因受到液体的冲击压力,移动至B位置,B的位置由浮力球的F浮力减去液体F冲击力决定;B位置包括多个坐标位置;

当达到液体的最大流速时,液体流速达到管道1设计所承载的最大流速后,液体对浮力球的冲击力达到理论最大值,此时浮力球所受的浮力与液体对悬浮球的冲击力达到动态平衡,此时浮力球停留位置C;

通过对浮力球的A/B/C三个位置做数学模型分析,以A点流速为0m3/S,以C点流速为最大流速Vmax m3/S,以B点作为液体流速测试点,建立流速与浮力球坐标位置数据库,即可得出当前液体的实际流速值。

一些实施例中,当所述测速球2为重力球时,所述待测速介质自下向上流动,所述待测速介质为液体或气体;

如果所述重力球上端无待测速介质流出时,所述重力球因受重力及所述下管道12的作用,位于第四位置;

如果所述重力球上端有液体流出且未达到待测速介质的最大流速时,所述重力球因待测速介质的作用移动至第五位置,所述第五位置包括多个坐标位置;

当所述重力球上端有液体流出且达到液体的最大流速时,所述重力球因待测量介质的作用移动至第六位置。

具体的,如图5所示,架设管道1垂直安装,待测速液体自下向上流动,如箭头所示;

当重力球上端无液体流出时,此时管道1内流速为0,重力球因受重力作用,向下运动,受制于材料管道1,因此重力球最终停留在位置A1;

当重力球上端管道1有液体流但未到达液体的最大流速后,液体自下向上开始流动,重力球因受到液体的冲击力,移动至B1位置,B1的位置由重力球的重力减去液体冲击力决定;

当重力球上端有液体流出且达到液体的最大流速时,液体流速达到管道1设计所承载的最大流速后,液体对重力球的冲击力达到理论最大值,此时重力球所受的重力与液体对悬浮球的F冲击力达到动态平衡,此时浮力球停留位置C1;

通过对重力球的A1/B1/C1三个位置做数学模型分析,以A1点流速为0m3/S,以C1点流速为最大流速Vmax m3/S,以B1点作为液体流速测试点,建立流速与重力球坐标位置数据库,即可得出当前液体的实际流速值。

需要说明的是,本申请中对浮力球或重力球的坐标位置进行检测的方式可以采用现有技术实现,本申请在此不再赘述。

如图6所示,本申请实施例提供一种控制器6,包括:

存储器601,其上存储有可执行程序;

处理器602,用于执行所述存储器601中的所述可执行程序,以实现上述任一实施例所述方法的步骤,

建立介质的流速与测速球2坐标位置之间的映射关系并存储至数据库;

获取所述测速球2在存储有所述待测速介质的管道1内的坐标位置;

根据所述映射关系获取与所述坐标位置对应的待测速介质的流速。

本申请实施例提供一种流速测量系统,包括:

上述实施例提供的控制器6;以及流速计量装置;

所述流速计量装置包括:管道1、位于管道1内的测速球2;

所述管道1包括上管道11和下管道12,所述上管道11和下管道12可拆卸连接,连接处形成扩口腔,所述测速球2位于所述扩口腔内;

所述扩口腔的最大内径大于所述测速球2的外径,所述扩口腔的最小内径小于所述测速球2的外径。

综上所述,本发明提供一种流速计量装置的工作方法、控制器及系统,所述流速计量装置包括管道、位于管道内的测速球;流速计量装置的工作方法包括建立介质的流速与测速球坐标位置之间的映射关系并存储至数据库;获取测速球在存储有待测速介质的管道内的坐标位置;根据映射关系获取与坐标位置对应的待测速介质的流速。本发明提供的技术方案能够为液体、气体等具有一定流动特性的流速进行测试,本申请提供的流速计量装置外形结构设计简单可靠,且可根据用户装置结构设计的方式或精度而实现精准测量、粗略测量、区间测量等不同的测试结果。

可以理解的是,上述提供的方法实施例与上述的系统实施例对应,相应的具体内容可以相互参考,在此不再赘述。

本领域内的技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令方法的制造品,该指令方法实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

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