【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及液體流量計量，具體涉及一種微小液體流量動態稱量裝置和方法。
技術介紹
1、如圖1所示，液體流量標準裝置可以分為靜態質量法、靜態容積法、動態質量法和動態容積法液體流量標準裝置。最常見的液體流量標準裝置即為靜態質量法和動態質量法標準裝置。
2、如圖2所示，靜態質量法測量原理是將一定時間內通過流量計的介質，經由換向器全部導入置于稱量儀器上的容器中，然后測量容器中介質的質量從而得到流過流量計的介質質量，再通過測量時間得到質量流量。靜態質量法試驗是在靜止的時候測量的，消除了液流的動力影響，與管路沒有機械聯系，大大提升了系統的準確度，另外其結構簡單，復現的力量范圍較寬。
3、動態質量法測量原理是在液體流動過程中，將一定時間內通過流量計的介質質量變化量與時間進行比較，從而計算出質量流量。動態質量法試驗時流體以穩定的流速通過流量計進入稱量容器，當達到預定的初始質量時，計時器開始計時，當收集的介質達到預定的質量時，計時停止。動態質量法稱量快速方便，可縮短測量時間，并且不需要換向器，減小了換向器系統引起的測量不確定度。
4、在微小流量條件下，應用靜態質量法需要使用換向器，常規的換向器引入的換向誤差及液滴滴流現象引入的隨機誤差相對變大。動態質量法標準裝置操作簡單，避免了換向動作及液滴滴流，在低流速時，動態稱量系統能獲得很高的準確度和復現性，更適合于微小流量的測量。
5、在動態稱量過程中，由于管路浸沒于液面、且深度逐漸增加，會引起浮力變化與出口壓力波動，而管路與液面之間，還會存在著一個表面張
技術實現思路
1、有鑒于此，本專利技術提供了一種微小液體流量動態稱量方法和裝置，能夠實現(0.0003～0.3)m3/h流量范圍的微小液體流量動態稱量，并有效提高微小液體流量的動態稱量準確度。
2、為了解決上述技術問題，本專利技術是這樣實現的。
3、一種微小液體流量動態稱量裝置，包括：流量源、進液管、稱量容器和稱重模塊；流量源通過進液管，向稱量容器輸出液體介質；稱量容器設置在稱重模塊上；該方案的特點是，所述稱量容器為內外雙筒結構，進液管端布置于內筒中，且內筒預置液體且為滿筒狀態；稱量開始后，流量源通過進液管向內筒輸出液體介質，內筒中的預置液體溢出到外筒；稱重模塊讀取進入稱量容器的液體重量。
4、優選地，所述進液管端部為封頭結構，端部側面開設出液孔，液體介質通過出液孔水平流出。
5、優選地，所述進液管端部的出液孔均布在進液管側面。
6、優選地，該裝置進一步包括設置在所述稱量容器周圍的防風外罩。
7、優選地，該裝置進一步包括設置在防風外罩內的濕度傳感器，用于檢測容器環境濕度，獲取容器環境濕度和蒸發量之間的關系。
8、優選地，該裝置進一步包括液體回收組件，用于將稱量容器中外筒的液體抽回所述流量源處。
9、優選地，所述液體回收組件包括xz軸滑臺、滑塊、回水管和泵；其中，z軸為回水管豎直方向伸入撤出稱量容器的方向；x軸與z軸垂直，為回水管從稱量容器外圍向內筒移動和撤出的方向；
10、所述回水管連接所述流量源，連接管路上設置泵；回水管路通過滑塊連接滑臺，可沿x軸和z軸移動。
11、優選地，所述滑臺提供x軸方向的移動，滑臺豎直安裝，滑塊沿滑臺提供z軸方向的移動；回水管為倒u型結構，一臂固定在滑塊上，另一臂伸入稱量容器內。
12、本專利技術還提供了一種微小液體流量動態稱量方法，采用上述微小液體流量動態稱量裝置，該方法包括：
13、稱量開始前，稱量容器的內筒預置液體且為滿筒狀態；
14、稱量開始后，流量源通過進液管向內筒輸出液體介質；內筒中的預置液體溢出到外筒；在整個計量時間段內連續動態讀取質量示值和時間刻度；采用最小二乘法進行線性擬合，得到直線斜率，即為流量標準值。
15、優選地，該方法進一步包括：稱量完成后，進行回水操作，控制滑臺沿x方向移動至指定位置，滑塊沿z方向移動將回水管沒入外筒液面下，通過泵將外筒內液體抽至流量源；
16、回水結束后，關閉泵，控制滑塊沿z方向移動將回水管移至稱量容器外，控制滑臺沿x方向退回至初始位置。
17、采用這種動態稱量裝置與方法，其效果主要體現在以下三個方面：
18、(1)本專利技術提供了一種微小液體流量動態稱量方案，稱量容器為內外雙筒結構，測量之前內筒中預置滿筒液體，流量源通入內筒的液體推動內筒液體溢出到外筒，在測量過程中，進液管接觸的液面液位高度不變，從而減小了液面高度變化帶來的浮力修正、壓力波動、表面張力變化等影響，提高了動態稱量準確性。相對于傳統的采用開式換向器向稱量容器注水或者導流管直接沒入稱量容器進行稱量采集，在微小液體流量的稱量方面顯示出其優勢。
19、(2)在一優選實施方案中，端部封頭側面多孔的進液管結構可以減小液流對稱重容器的沖擊，從而消除由于液體高度變化和流動帶來的浮力修正、壓力波動及表面張力因素產生的附加力。
20、(3)在一優選實施例中，增加了天平外罩結構，消除環境風速對稱量穩定性的同時也降低了蒸發量。此外還可以在防風罩內通過增加容器環境的濕度，通過內部濕度的實時監測研究濕度和蒸發量之間的關系來進一步抑制蒸發。
21、(4)在一優選實施例中，本專利技術增加了液體回收組件，可以避免回水管在稱重時產生滴流影響稱重結果，使得本專利技術裝置可以重復使用，同時保證動態稱量準確性。其次，設置x、z軸雙向滑臺控制回水管移動，一是可自動控制回水管路移動，提高了液體流量動態稱量系統的自動化程度，二是回水系統形成閉環，便于操控。此外，滑臺沿z方向設置固定位置，可保證回水管后外筒高度適當，便于下一次稱量快速啟動。
22、(5)本專利技術減小了電子天平動態采集誤差。針對電子天平動態采集誤差的問題采用插值或者數據擬合的方式來減小該影響，同時根據采樣定理，采用更高的采樣速率，基本可以恢復出天平的示值變化，而從中摘取出質量跳變的時間點與對應的質量值，一定程度上避免了時間與質量的不一致性，此外，采用計量時間段內的大量稱量數據通過相對誤差最小二乘法擬合的方式消除動態采集的影響。
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1.一種微小液體流量動態稱量裝置，包括：流量源、進液管、稱量容器和稱重模塊；流量源通過進液管，向稱量容器輸出液體介質；稱量容器設置在稱重模塊上；其特征在于，
2.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述進液管端部為封頭結構，端部側面開設出液孔，液體介質通過出液孔水平流出。
3.如權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述進液管端部的出液孔均布在進液管側面。
4.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，該裝置進一步包括設置在所述稱量容器周圍的防風外罩。
5.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，該裝置進一步包括設置在防風外罩內的濕度傳感器，用于檢測容器環境濕度，獲取容器環境濕度和蒸發量之間的關系。
6.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，該裝置進一步包括液體回收組件，用于將稱量容器中外筒的液體抽回所述流量源處。
7.如權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述液體回收組件包括XZ軸滑臺、滑塊、回水管和泵；其中，Z軸為回水管豎直方向伸入撤出稱量容器的方向；X軸與Z軸垂直，為回水管從稱量容器外圍向內筒移動和撤出的方向；
<...【技術特征摘要】
1.一種微小液體流量動態稱量裝置，包括：流量源、進液管、稱量容器和稱重模塊；流量源通過進液管，向稱量容器輸出液體介質；稱量容器設置在稱重模塊上；其特征在于，
2.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述進液管端部為封頭結構，端部側面開設出液孔，液體介質通過出液孔水平流出。
3.如權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述進液管端部的出液孔均布在進液管側面。
4.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，該裝置進一步包括設置在所述稱量容器周圍的防風外罩。
5.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，該裝置進一步包括設置在防風外罩內的濕度傳感器，用于檢測容器環境濕度，獲取容器環境濕度和蒸發量之間的關系。
6.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，該裝置進一步包括液體回收組件，用于將稱量容器中外筒的液體抽...
【專利技術屬性】
技術研發人員：孫鳳舉，郭一夢，霍瑞東，高炳濤，白天，黃其剛，
申請(專利權)人：北京航天計量測試技術研究所，
類型：發明
國別省市：
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