【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及液体流量计量，具体涉及一种微小液体流量动态称量装置和方法。
技术介绍
1、如图1所示，液体流量标准装置可以分为静态质量法、静态容积法、动态质量法和动态容积法液体流量标准装置。最常见的液体流量标准装置即为静态质量法和动态质量法标准装置。
2、如图2所示，静态质量法测量原理是将一定时间内通过流量计的介质，经由换向器全部导入置于称量仪器上的容器中，然后测量容器中介质的质量从而得到流过流量计的介质质量，再通过测量时间得到质量流量。静态质量法试验是在静止的时候测量的，消除了液流的动力影响，与管路没有机械联系，大大提升了系统的准确度，另外其结构简单，复现的力量范围较宽。
3、动态质量法测量原理是在液体流动过程中，将一定时间内通过流量计的介质质量变化量与时间进行比较，从而计算出质量流量。动态质量法试验时流体以稳定的流速通过流量计进入称量容器，当达到预定的初始质量时，计时器开始计时，当收集的介质达到预定的质量时，计时停止。动态质量法称量快速方便，可缩短测量时间，并且不需要换向器，减小了换向器系统引起的测量不确定度。
4、在微小流量条件下，应用静态质量法需要使用换向器，常规的换向器引入的换向误差及液滴滴流现象引入的随机误差相对变大。动态质量法标准装置操作简单，避免了换向动作及液滴滴流，在低流速时，动态称量系统能获得很高的准确度和复现性，更适合于微小流量的测量。
5、在动态称量过程中，由于管路浸没于液面、且深度逐渐增加，会引起浮力变化与出口压力波动，而管路与液面之间，还会存在着一个表面张
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种微小液体流量动态称量方法和装置，能够实现(0.0003～0.3)m3/h流量范围的微小液体流量动态称量，并有效提高微小液体流量的动态称量准确度。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术是这样实现的。
3、一种微小液体流量动态称量装置，包括：流量源、进液管、称量容器和称重模块；流量源通过进液管，向称量容器输出液体介质；称量容器设置在称重模块上；该方案的特点是，所述称量容器为内外双筒结构，进液管端布置于内筒中，且内筒预置液体且为满筒状态；称量开始后，流量源通过进液管向内筒输出液体介质，内筒中的预置液体溢出到外筒；称重模块读取进入称量容器的液体重量。
4、优选地，所述进液管端部为封头结构，端部侧面开设出液孔，液体介质通过出液孔水平流出。
5、优选地，所述进液管端部的出液孔均布在进液管侧面。
6、优选地，该装置进一步包括设置在所述称量容器周围的防风外罩。
7、优选地，该装置进一步包括设置在防风外罩内的湿度传感器，用于检测容器环境湿度，获取容器环境湿度和蒸发量之间的关系。
8、优选地，该装置进一步包括液体回收组件，用于将称量容器中外筒的液体抽回所述流量源处。
9、优选地，所述液体回收组件包括xz轴滑台、滑块、回水管和泵；其中，z轴为回水管竖直方向伸入撤出称量容器的方向；x轴与z轴垂直，为回水管从称量容器外围向内筒移动和撤出的方向；
10、所述回水管连接所述流量源，连接管路上设置泵；回水管路通过滑块连接滑台，可沿x轴和z轴移动。
11、优选地，所述滑台提供x轴方向的移动，滑台竖直安装，滑块沿滑台提供z轴方向的移动；回水管为倒u型结构，一臂固定在滑块上，另一臂伸入称量容器内。
12、本专利技术还提供了一种微小液体流量动态称量方法，采用上述微小液体流量动态称量装置，该方法包括：
13、称量开始前，称量容器的内筒预置液体且为满筒状态；
14、称量开始后，流量源通过进液管向内筒输出液体介质；内筒中的预置液体溢出到外筒；在整个计量时间段内连续动态读取质量示值和时间刻度；采用最小二乘法进行线性拟合，得到直线斜率，即为流量标准值。
15、优选地，该方法进一步包括：称量完成后，进行回水操作，控制滑台沿x方向移动至指定位置，滑块沿z方向移动将回水管没入外筒液面下，通过泵将外筒内液体抽至流量源；
16、回水结束后，关闭泵，控制滑块沿z方向移动将回水管移至称量容器外，控制滑台沿x方向退回至初始位置。
17、采用这种动态称量装置与方法，其效果主要体现在以下三个方面：
18、(1)本专利技术提供了一种微小液体流量动态称量方案，称量容器为内外双筒结构，测量之前内筒中预置满筒液体，流量源通入内筒的液体推动内筒液体溢出到外筒，在测量过程中，进液管接触的液面液位高度不变，从而减小了液面高度变化带来的浮力修正、压力波动、表面张力变化等影响，提高了动态称量准确性。相对于传统的采用开式换向器向称量容器注水或者导流管直接没入称量容器进行称量采集，在微小液体流量的称量方面显示出其优势。
19、(2)在一优选实施方案中，端部封头侧面多孔的进液管结构可以减小液流对称重容器的冲击，从而消除由于液体高度变化和流动带来的浮力修正、压力波动及表面张力因素产生的附加力。
20、(3)在一优选实施例中，增加了天平外罩结构，消除环境风速对称量稳定性的同时也降低了蒸发量。此外还可以在防风罩内通过增加容器环境的湿度，通过内部湿度的实时监测研究湿度和蒸发量之间的关系来进一步抑制蒸发。
21、(4)在一优选实施例中，本专利技术增加了液体回收组件，可以避免回水管在称重时产生滴流影响称重结果，使得本专利技术装置可以重复使用，同时保证动态称量准确性。其次，设置x、z轴双向滑台控制回水管移动，一是可自动控制回水管路移动，提高了液体流量动态称量系统的自动化程度，二是回水系统形成闭环，便于操控。此外，滑台沿z方向设置固定位置，可保证回水管后外筒高度适当，便于下一次称量快速启动。
22、(5)本专利技术减小了电子天平动态采集误差。针对电子天平动态采集误差的问题采用插值或者数据拟合的方式来减小该影响，同时根据采样定理，采用更高的采样速率，基本可以恢复出天平的示值变化，而从中摘取出质量跳变的时间点与对应的质量值，一定程度上避免了时间与质量的不一致性，此外，采用计量时间段内的大量称量数据通过相对误差最小二乘法拟合的方式消除动态采集的影响。
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1.一种微小液体流量动态称量装置，包括：流量源、进液管、称量容器和称重模块；流量源通过进液管，向称量容器输出液体介质；称量容器设置在称重模块上；其特征在于，
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述进液管端部为封头结构，端部侧面开设出液孔，液体介质通过出液孔水平流出。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述进液管端部的出液孔均布在进液管侧面。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该装置进一步包括设置在所述称量容器周围的防风外罩。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该装置进一步包括设置在防风外罩内的湿度传感器，用于检测容器环境湿度，获取容器环境湿度和蒸发量之间的关系。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该装置进一步包括液体回收组件，用于将称量容器中外筒的液体抽回所述流量源处。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述液体回收组件包括XZ轴滑台、滑块、回水管和泵；其中，Z轴为回水管竖直方向伸入撤出称量容器的方向；X轴与Z轴垂直，为回水管从称量容器外围向内筒移动和撤出的方向；
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1.一种微小液体流量动态称量装置，包括：流量源、进液管、称量容器和称重模块；流量源通过进液管，向称量容器输出液体介质；称量容器设置在称重模块上；其特征在于，
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述进液管端部为封头结构，端部侧面开设出液孔，液体介质通过出液孔水平流出。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述进液管端部的出液孔均布在进液管侧面。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该装置进一步包括设置在所述称量容器周围的防风外罩。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该装置进一步包括设置在防风外罩内的湿度传感器，用于检测容器环境湿度，获取容器环境湿度和蒸发量之间的关系。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该装置进一步包括液体回收组件，用于将称量容器中外筒的液体抽...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙凤举，郭一梦，霍瑞东，高炳涛，白天，黄其刚，
申请(专利权)人：北京航天计量测试技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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