[发明专利]智能型体积式恒流流量计及测量控制方法

说明书

技术领域：

本专利属于高精度的可连续的液体流量检测与控制技术。

背景技术：

在混料进入反应器及混合槽等设备时，需要对液体进行高精度流量检测与控制，以控制产品质量。目前高精度液体流量检测有质量流量计，超声波流量计，电磁流量计等，但是造价昂贵，微流量检测误差大且无流量控制。目前最常用的体积法流量测量和控制，是在一定的时间间隔内，通过计量桶下一定体积的液体来实现的，流量是断续的。注塞泵(计量泵)也属体积法流量测量和控制，流量输出有脉动成分。没有形成连续稳定的流量控制对于混料等要求严格均匀的场合有影响。其次对于强腐蚀液体注塞泵(计量泵)密封部件容易腐蚀，影响流量控制精度且维护量增加。

发明内容：

本发明提供一种检测控制精度高，可用于强腐蚀液体的流量控制器。采用体积计量与恒流调节方式来测量控制流量，使流量输出成为一条平稳的直线。运用时差修正算法进行跟踪曲线修正，可实现流量累积误差趋近于零。

本发明由(图1)计量桶(3)，两位电磁阀(5)(6)，干簧管(11)(12)，圆盘磁性浮子(10)，圆盘磁性浮子导杆(13)组成进液恒体积控制。智能控制器(2)控制两位电磁阀(5)进液，当圆盘磁性浮子(10)随液位上升至与计量桶(3)外的干簧管(11)平齐时，干簧管闭合发出信号给智能控制器(2)并使控制两位电磁阀(5)停止进液。由恒流桶(4)，干簧管(9)，圆盘磁性浮子(8)，圆盘磁性浮子导杆(14)，步进电动执行器(7)组成出流恒流控制。当恒流桶(4)液位低于下液位干簧管(9)位置时，智能控制器(2)控制两位电磁阀(6)使计量桶(3)放液，开始给恒流桶(4)加液。当恒流桶(4)液位上升后，此时步进电动执行器(7)阀出口流量增加，步进电动执行器(7)开始逐渐回关，以保持流量不变。当计量桶(3)放液至下液位时，使干簧管(12)闭合，智能控制器(2)控制两位电磁阀(6)关闭，恒流桶(4)加液停止。此时，两位电磁阀(5)打开给计量桶(3)重新进液，进液至与计量桶(3)外的干簧管(11)平齐后停止进液等待，如此循环。另外当恒流桶(4)液位开始下降后，此时步进电动执行器(7)阀出口流量减少，步进电动执行器(7)阀开始逐渐打开，以保持流量不变，直到下液位结束。周而复始。步进电动执行器(7)阀回关速率与打开速率与恒流桶(4)液位上升速率与下降速率平方根正好相等，使流量控制成一条平稳的直线。

附图说明：

图1，系统组成：上位计算机(1)，智能控制器(2)，计量桶(3)，恒流桶(4)，两位电磁阀(5)(6)，步进电动执行器(7)，干簧管(9)(11)(12)，圆盘磁性浮子(8)(10)，圆盘磁性浮子导杆(13)(14)组成。

图2，智能控制器系统电路原理接线图：单片机采用TA89C51。液晶显示器采用LC1621。DCF1，DCF2为图1两位电磁阀(5)(6)线圈。A，B，C为图1三项步进动执行器(7)电机绕组。RS485采用MAX485芯片。SX来自图1干簧管(11)信号，XX来自图1干簧管(12)信号，GH来自图1干簧管(9)信号。SS，XJ，QD，TZ为智能控制器面板按钮。

图3，重量变化曲线图：0-t1为图1恒流桶(4)加液时间(排液也在继续)，液位曲线上升段。t1至t2；t3；t4为图1恒流桶(4)单独排液时间，液位曲线下降段。s1下液位线，s2流量大曲线，s3流量正常曲线，s4流量小曲线。

具体实施方式：

在图1中，恒流桶(4)为敞口方式，步进电动执行器(7)阀出口为自由出流。设步进电动执行器(7)阀出口至恒流桶(4)液面高为h，步进电动执行器(7)阀流通截面为A，通过阀的流量根据托里拆里(E.Torricelli，1644)公式有：

Q=μA2gh---(a)]]>

其中μ称为流量修正系数。

设步进电动执行器(7)阀杆位移量L增减与阀流通截面A增减成线性关系

A＝kL    (b)

k比例系数。

(a)(b)合并有：