具有归一化输出的流体流量计制造技术

描述一种流体流量计，其包含可以同步旋转的啮合齿轮。所述流体流量计可以产生脉冲输出，所述脉冲输出可根据对响应于齿轮的旋转而产生的输入脉冲进行归一化的方法而归一化为合适的值。每次产生输入脉冲时，体积计数器都可以增加等于每个输入脉冲的体积的量。当体积计数器超出第一参考体积时，可以产生归一化的输出脉冲，直到体积计数器超出第二参考体积为止。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有归一化输出的流体流量计相关事项本申请主张2017年7月25日提交的美国专利申请第15/658,437号的优先权，其全部内容以引用的方式并入本文中。
技术介绍
正排量流体测量系统可用于测量流体或气体的流动速率或体积。例如，分配系统可以使用来自正排量流体计的反馈来控制所分配的流体的体积。此类控制系统通常用于代替时间控制，以更准确地分配精确量的流体或气体，并且通常用于各种设置，包含但不限于工业、医疗保健、制药以及食品和饮料行业。例如，正排量流体计可以在药物的制造过程中使用，所述过程需要精确测量两种待混合到单批的材料。正排量流体计可以安装在对应材料的供应管线中，并且来自流量计的反馈可以用于将适量的每种材料分配到待混合的混合罐中。像许多其它一样，正排量计的此应用可能要求正排量计具有测量准确度(例如，+/-0.5％)以符合例如质检或法规。因此，准确地测量流体或气体的体积的正排量计可有助于执行流体分配系统或过程的预期功能。在转让给明尼苏达州圣保罗的艺康集团(EcolabInc)的共同转让的申请US9,383,235中描述了示例性流体流量计，其揭示内容特此以引用的方式并入本文中。制造商通常提供工厂校准，其将流体囊的体积与对应于各种流量的流量计中的一个或多个组件(例如，椭圆形齿轮)的旋转的旋转计数相关。因此，通过对由流体流量计产生的脉冲的数目计数，可以基于工厂校准确定体积流率。在流量范围之外，此类工厂校准可能不准确。例如，在接近最小流量的低流动速率下，流量计可能不会产生任何输入脉冲，但仍可能会流过流量计的各种机械组件。在最大流量附近操作时可能会发生类似的问题。另外，基于制造公差，对于此类条件，每个输入脉冲的流动速率可能是未知的，或者可能具有非整数值(例如，0.166ml/脉冲、0.333ml/脉冲等)。常规流量计可能另外具有可能不容易量化的测量不确定性。
技术实现思路
在一个方面，本公开包含流体流量计，其包括与第二齿轮啮合的第一齿轮。第一齿轮与第二齿轮的相互啮合可允许第一齿轮和第二齿轮响应于通过流动腔室的流体的流动而同步旋转。流体流量计可以包含流量传感器，其被配置成响应于流体通过流动腔室和/或第一齿轮和第二齿轮的同步旋转而产生检测信号。流体流量计可以包含具有输入脉冲产生器和归一化输出脉冲产生器的控制器。控制器可以基于所检测到的信号以及响应于此而由输入脉冲产生器产生的输入脉冲来提供归一化的脉冲输出。在另一方面，提供归一化输出的方法可以包括提供根据本文所公开的任何实施例的流体流量计的步骤。所述方法可以包括在控制器处从流量传感器接收检测信号的步骤。随后，所述方法包括响应于所检测到的信号产生输入脉冲的步骤(例如，使用输入脉冲产生器)。然后所述方法包括以下步骤：每次产生输入脉冲时，使用控制器使体积计数器增加等于每个输入脉冲的体积的量。当体积计数器超出第一参考体积时，控制器然后将归一化输出脉冲产生器转换到开始产生归一化输出脉冲的状态。当体积计数器超出第二参考体积时，控制器将归一化输出脉冲产生器转换到停止产生归一化输出脉冲的状态。在另一方面，所述方法可以包括以下步骤：当体积的非整数值穿过流体流量计时，使用输入脉冲产生器产生输入脉冲。所述方法可以进一步包括以下步骤：当产生输入脉冲时，使体积计数器增加等于穿过流量计的体积的非整数值的量。在一些此类实施例中，第一参考体积是第二参考体积的一半，并且第二参考体积是非零整数。一个或多个实例的细节阐述于下文的附图和说明书中。其它特征、目标和优点将从说明书和图式以及从权利要求书而显而易见。附图说明图1为根据一个实施例的流体流量计的示意图；图2为沿着图1所示的剖面A-A截取的流体流量计的横截面侧视图；图3A为说明在椭圆形齿轮的第一旋转位置处流体流过流体流量计的剖视图；图3B为说明在椭圆形齿轮的第二旋转位置处流体流过流体流量计的剖视图；图4A为说明具有非接触式传感器的流体流量计的另一剖视图；图4B为说明由图4A中所示的非接触式传感器产生的检测信号的示意图；图4C为说明根据一个实施例的脉冲产生方法的示意图；图4D为说明根据一个非限制性说明性实施例的流体流量计的椭圆形齿轮的一连串有效旋转状态的示意图；图5为说明例示性归一化算法的流程图；和图6是根据实施例产生的归一化输出脉冲以及用于比较说明的输入脉冲的说明性实例；图7为说明另一例示性归一化算法的流程图；和图8是根据实施例产生的归一化输出脉冲以及用于比较说明的输入脉冲的说明性实例。具体实施方式图1为包含流体流量计100的流体流量测量系统10的俯视图。系统10包含流体泵12、第一流体管线14、第二流体管线16和流体流量计100。第一流体管线14可与被配置成提供流体流过系统10的流体泵12进行流体连通。流体泵12可以与流体源(未示出)流体连通，并且可以是提供流体流过系统的任何适合的泵。流体流动可以具有各种流体流动特性，并且可能取决于所选择的泵的类型或系统10的应用。例如，不同的应用可能需要高流体体积或低流体体积。某些实例可能需要蠕动泵或压力保持流体管线提供的均匀流体流动。在其它实例中，流体泵12可能提供不均匀的流体流动，尤其在应用需要低流体体积的情况下。流体流量计100可以被配置成测量流过系统10的流体，并且可以包含界定腔室106的外壳102、流体入口104和流体出口105。在所示的实施例中，流体流量计100是正排量计，如椭圆形齿轮108流量计。流体入口104可与第一流体管线14流体连通，并且提供从第一流体管线14进入腔室106的流体流动。椭圆形齿轮108和110安装在腔室106内，并且被配置成响应于流过腔室106的流体而分别围绕固定旋转轴112和114协同旋转。流体通过与第二流体管线16流体连通的流体出口105离开腔室106。因此，由流体泵12提供的流体流过流体管线14，并且通过流体入口104进入流体流量计100中。然后，流体流过其中测量体积的流体流量计100，并且通过流体出口105从流体流量计100流出，并且流入第二流体管线16。图2为沿着图1所示的线A-A截取的流体流量计100的横截面侧视图。椭圆形齿轮108和110安装在由外壳102界定的腔室106内，并且可以配置成分别围绕轴113和115旋转。在所示的实施例中，流体流量计100可以包含流量传感器140和控制器141。流量传感器140可以与控制器141连通(例如，通过连接143以电气方式或以无线方式)。流量传感器140可以被配置成感测分别设置在椭圆形齿轮108和110的顶表面142和144上的可检测区域146(未示出)。例如，流量传感器140可以是被配置成感测可检测区域146的磁传感器，所述可检测区域包括安装在椭圆形齿轮108的至少一个上或之内的磁体。在另一实例中，流量传感器140可以是光学传感器，所述光学传感器被配置成将波长发射到包含可检测区域146的椭圆形齿轮108的至少一个顶表面142或244上并且感测波长从顶表面142中的至少一者的反射率。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种流体流量计，其包括：/n一个流动腔室；/n一个与第二齿轮啮合的第一齿轮，所述第一齿轮和所述第二齿轮定位在所述流动腔室内，所述第一齿轮与所述第二齿轮的所述啮合允许所述第一齿轮和所述第二齿轮同步旋转，以响应于流体流过所述流动腔室；/n一个流量传感器，其被配置成产生响应于流体通过所述流动腔室和/或所述第一齿轮和所述第二齿轮的同步旋转的检测信号；和/n一个具有一个输入脉冲产生器和一个归一化输出脉冲产生器的控制器，所述控制器被配置成/n从所述流量传感器接收检测信号，/n当从所述流量传感器接收到检测信号时，使得所述输入脉冲产生器产生输入脉冲，/n每次产生输入脉冲时，将体积计数器增加等于每个输入脉冲的体积的量，/n当所述体积计数器超出第一参考体积时，将所述归一化输出脉冲产生器从所述归一化输出脉冲产生器并不产生输出脉冲的状态转换到所述归一化输出脉冲产生器开始产生归一化输出脉冲的状态，和/n将所述归一化输出脉冲产生器从所述归一化输出脉冲产生器产生归一化输出脉冲的状态转换回到所述归一化输出脉冲产生器停止产生所述归一化输出脉冲的状态。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170725 US 15/658,4371.一种流体流量计，其包括：
一个流动腔室；
一个与第二齿轮啮合的第一齿轮，所述第一齿轮和所述第二齿轮定位在所述流动腔室内，所述第一齿轮与所述第二齿轮的所述啮合允许所述第一齿轮和所述第二齿轮同步旋转，以响应于流体流过所述流动腔室；
一个流量传感器，其被配置成产生响应于流体通过所述流动腔室和/或所述第一齿轮和所述第二齿轮的同步旋转的检测信号；和
一个具有一个输入脉冲产生器和一个归一化输出脉冲产生器的控制器，所述控制器被配置成
从所述流量传感器接收检测信号，
当从所述流量传感器接收到检测信号时，使得所述输入脉冲产生器产生输入脉冲，
每次产生输入脉冲时，将体积计数器增加等于每个输入脉冲的体积的量，
当所述体积计数器超出第一参考体积时，将所述归一化输出脉冲产生器从所述归一化输出脉冲产生器并不产生输出脉冲的状态转换到所述归一化输出脉冲产生器开始产生归一化输出脉冲的状态，和
将所述归一化输出脉冲产生器从所述归一化输出脉冲产生器产生归一化输出脉冲的状态转换回到所述归一化输出脉冲产生器停止产生所述归一化输出脉冲的状态。


2.根据权利要求1所述的流体流量计，其中所述控制器被配置成每当产生所述归一化输出脉冲时或之后，将所述体积计数器减小所述第一参考体积。


3.根据权利要求1或2所述的流体流量计，其中所述控制器被配置成确定体积计数器是否对应于所述第一参考体积，并且如果体积计数器对应于所述第一参考体积，那么所述归一化输出脉冲产生器进一步被配置成产生单一归一化输出脉冲，直到所述体积计数器对应于第二参考体积。


4.根据权利要求3或前述权利要求中任一项所述的流体流量计,其中当所述体积计数器超出所述第二参考体积时,所述控制器进一步被配置成将所述体积计数器减小所述第二参考体积。


5.根据权利要求4或前述权利要求中任一项所述的流体流量计,其中当所述体积计数器随后到达第一参考体积时，所述控制器进一步被配置成将所述归一化输出脉冲产生器转换到所述归一化输出脉冲产生器产生后续归一化输出脉冲的状态。


6.根据权利要求1或前述权利要求中任一项所述的流体流量计,其中所述流体流量计的测量准确度为+/-ΔV,其中ΔV大致等于所述第一参考体积。


7.根据权利要求1或前述权利要求中任一项所述的流体流量计,其中所述控制器被配置成将所述归一化输出脉冲产生器从所述归一化输出脉冲产生器产生对应于脉冲周期的二分之一的持续时间的归一化输出脉冲的状态进行转换,使得所述流体流量计对于归一化输出脉冲产生具有50％的占空比。


8.根据权利要求1或前述权利要求中任一项所述的流体流量计,其中所述控制器被配置成每次产生输入脉冲时，将所述体积计数器增加非整数值。


9.根据权利要求1或前述权利要求中任一项所述的流体流量计,其进一步包括可操作地连接到所述控制器的非暂时性数据存储介质,所述非暂时性数据存储介质被配置成存储当产生输入脉冲时所述体积计数器将增加的所述非整数值。


10.根据权利要求9或前述权利要求中任一项所述的流体流量计,其中当所述流量传感器产生输入脉...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·托克图夫，P·S·先令，
申请(专利权)人：埃科莱布美国股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US