[发明专利]一种浮力配平系统及其制造方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及测量领域，具体涉及一种浮力配平系统。

背景技术

在对一些物质进行计量时，如测量物质质量、重力及流量等，需要借助测量罐作为被测物质的承载体，如果测量过程所处空间介质对测量罐有浮力，例如空气中受到空气浮力，水中受到水的浮力等，这些浮力就会直接加入到测量的量值中。

在测量过程中，如果环境条件如温度、湿度、压力等发变化时，会造成介质密度的改变，从而带来测量罐的浮力改变，影响测量结果的准确性。例如，在空气中对气体、液体和固体流体进行质量测量时，需要采用测量罐来承载被测流体，如果环境温度、湿度、压力等因素发生改变，空气密度就会发生变化，测量罐的空气浮力也会发生变化，此时所测得的质量值包含了空气浮力变化的值。

为了精确测量被测物质量，会对浮力变化量进行修正，这种修正大多依靠测量介质的参数、计算介质密度实现，但这种修正的方法存在较大的不确定度，分析其原因如下：

（1）一般情况下，测量罐都是不规则几何体，其实际体积很难准确测得，或测量值存在较大的不确定度，采用这样的体积测量值进行浮力修正，给修正结果带来较大不确定度。

（2）通过传感器测量温度、压力、湿度等时，由于传感器本身存在一定的不确定度，同样带来测量结果的不确定度。

（3）测量点的分布情况也直接影响传感器的测量值与真实值存在差异。

因此，现有的修正方法都不能从根本上解决环境条件改变，带来测量罐浮力变化在计量测量过程中的不确定影响，测量结果的不确定度会较大。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种浮力配平系统，消除环境条件对测量结果造成的影响，使测量结果更加准确。

发明内容具体如下：

一种浮力配平系统，包括杠杆组、配浮罐组和测量罐组，所述配浮罐组与所述测量罐组通过所述杠杆组连接，所述配浮罐组和所述测量罐组位于对所述杠杆组产生扭矩方向相反的位置，所述测量罐组和所述配浮罐组产生的浮力相互抵消。

进一步地，所述杠杆组、所述配浮罐组和所述测量罐组数量为一个或多个。

进一步地，所述杠杆组为单级杠杆或多级组合杠杆。

进一步地，所述配浮罐组和所述测量罐组为可密封罐体。

进一步地，满足如下公式：

，

式中： V_测i为第i个测量罐密封后产生浮力的体积，n为所述测量罐组中测量罐的数量；V_配j为第j个配浮罐密封后产生浮力的体积，I_j为第j个配浮罐所连杠杆的杠杆比，m为所述配浮罐组中配浮罐的数量。

上述浮力配平系统的制造方法，所述配浮罐组、所述测量罐组和所述杠杆组采用如下结构制造：所述配浮罐组与所述测量罐组通过所述杠杆组连接，所述配浮罐组和所述测量罐组位于对所述杠杆组产生扭矩方向相反的位置，所述测量罐组和所述配浮罐组产生的浮力相互抵消。

进一步地，所述杠杆组、所述配浮罐组和所述测量罐组数量为一个或多个；所述杠杆组为单级杠杆或多级组合杠杆；所述配浮罐组和所述测量罐组为可密封罐体。

进一步地，满足如下公式：

，

式中： V_测i为第i个测量罐密封后产生浮力的体积，n为所述测量罐组中测量罐的数量；V_配j为第j个配浮罐密封后产生浮力的体积，I_j为第j个配浮罐所连杠杆的杠杆比，m为所述配浮罐组中配浮罐的数量。

上述浮力配平系统在测量领域的应用，尤其是力学测量和热工测量领域的应用。

本发明提供的一种浮力配平系统，通过配浮罐组和杠杆组结构将测量罐组产生的浮力抵消，解决了由于环境介质密度改变，使测量罐组浮力变化难以准确消除或修正的问题，使测量更加精确。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1是本发明实施例1提供的结构示意图。

图2是本发明实施例2提供的结构示意图。

图3是本发明实施例3提供的结构示意图。

图4是本发明实施例4提供的结构示意图。