[发明专利]一种测量液体流量的方法及其设备

说明书

本发明涉及测量液体流量的方法及其设备。假如堰上流区的液面与实际液面液体流过堰之流量之间的关系已知，液体流量率即可藉量测堰上流区的液面而得知。本发明特别涉及装备有此种堰之流量表的构造。虽然在压力改变时，凝结水会再蒸发，但因在堰前之空间及出堰后之空间为等压力，凝结水流经堰时不会蒸发。因此，本发明之流量表对于使用在蒸汽管路中测量凝结水特别有用。

本发明之申请人曾进行一种应用所谓比例堰的流量表的研究。所谓比例堰即是液体之流量与堰上流区之液面成比例。此种流量表于外壳的内部空间以一垂直壁分隔成一上流空间，且在此壳的上部份形成一入口，和欲测量的系统连接：及一下流空间，且在外壳之下部份形成一出口，上流及下流空间藉一在分隔壁上部的空间彼此相通，一可自动泄放液体之浮控阀装设在出口处，而在上流空间内之液面以一浮筒或其类似物予以量测。由于流经孔口的液体流量与液面至孔口间之距离平方根成正比，故此比例堰是一宽度由下往上逐渐减小的垂直长开缝。

上述比例堰流量测量之精度随流量之减少而减小。这是因为在测量上流空间内的液面时，液面之扰动及/或将浮筒之位移转换成对应的电信号的机构内之滑动构件，其与接触面间的阻力将产生测量误差，而这些影响误差之因素又不因液面而改变，故这些影响误差之因素影响测量精度的程度将在流量减少时更为显著。

因此，本发明之一技术主题为提供一所谓恒精度堰，其中流量的变化和液面变化之比于流量减少时可减少，故不管液面如何，流量可以一定测量精度予以测量，即言，所测量液面之误差不管液面如何保持一定。

用以解决上述技术问题的本发明技术，包括一新颖之堰外形设计，使由液面固定变化所引起流量变化和实际液面的总流量之比与液面无关，可保持定值。

堰之宽度由下列之数字计算决定。第一，流量率测量精度值及在对应于堰底的液面时之流量皆为已定。第二，设计一孔口，可在对应于堰底之液面时提供此特定之流量，及提供流量测量精度值不大于此设计特定值。第三，设定此堰由一系列长方形孔口构成，且每一孔口以一固定微小高度彼此堆叠在一起，及各长方形孔口之宽度的设计，使得藉置换一长方形孔口所得之流量增量和总流量之比与所定流量测量精度值一致。

上述技术手段之操作如下：液体经由入口流入由分隔壁所限定之上流空间内，然后，经由孔口及堰进入下流空间内，再由出口流出。因为在上流空间处之液面与在堰处之流量之间关系已知，故在堰处之流量可依据测量之液面获得。

只要在上流空间内液面变化范围是在堰高度内，此固定液面变化之流量增减和总流量之比值即为恒定而可与设定精度值一致。同时，不管液面如何，液面测量误差如同传统的液面测量，实际上是恒定的。对应地，流量测量精度值为定值，与液面无关。

本发明特别功效如下：因为不管液面如何，本发明流量表之流量精度值保持恒定，故本发明之流量表不管流量大小或流量之变化如何皆可精确地测量流量。

在一利用本发明之恒精确堰内，流量依一液面之指数函数而变，因此，此恒精确堰的流量测量范围较传统有同样高度之比例堰更广。

对本发明上述技术的较佳实施例，配合图1和图2，叙述如下。

图1是本发明流量表一较佳实施例之检测单元的剖视图。

图2为本发明一标準堰之侧视图，及一表示堰之液面高度与流量之间的关系的曲线图。

一流量表之检测单元10具有一外壳。此外壳包括一本体12及一以螺栓固定到本体12上的盖部14。一杯形之分隔件16设在此外壳内。此分割件16之内部及在此分割件16上部延伸之空间形成了上流空间18，而此分割件16之外部及由此分割件16向下延伸之空间形成了一下流空间20。一用以连接到待测量系统之入口22，经由一圆筒形筛24，一由构件13所构成之水坑15及引入槽17与上流空间18的上端相通。一液体泄放口26则在下流空间20的下端形成。此液体泄放口26经由一直立通道与出口28相通。

上流空间18及下流空间20藉在分隔件16上端形成的通孔30而相通。在使用时，一自动排放阀，如浮筒阀（未示）设在出口28，以保持下流空间20的压力与上流空间18内的压力相同。分隔件16进一步又在围绕之壁上设有一孔口32及一堰34。

堰34的形状依下述条件而决定。第一，设定流量测量精度值及当对应于堰底之液面时的流量：第二，设计一孔口，当对应于堰底之液面时可提供此设定流量，及第三，假定此堰是由一系列长方形口构成，而每一孔口以固定微小高度互为堆叠在一起，决定各长方形孔口之宽度，使藉置换一长方形孔口所得之流量增加量和总流量之比与所定流量测量精度值一致。