專(zhuān)利名稱(chēng)：一種水表檢定裝置及水表檢定的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種活塞式水表檢定裝置及水表檢定的方法。
背景技術(shù)：
水表檢定裝置作為流量單位量值統(tǒng)一與傳遞的標(biāo)準(zhǔn)，一方面可以為我國(guó)各地區(qū)水表的量值傳遞準(zhǔn)確、統(tǒng)一提供重要保證，另一方面可以為經(jīng)濟(jì)核算、貿(mào)易結(jié)算等工作提供可靠依據(jù)。在制定水表國(guó)家(企業(yè))標(biāo)準(zhǔn)和檢定規(guī)程時(shí)，還可以利用水表檢定裝置研究好的、 可靠的試驗(yàn)測(cè)試方法并進(jìn)行各種試驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證。此外，在對(duì)各種類(lèi)型水表進(jìn)行型式評(píng)價(jià)及檢定、校準(zhǔn)時(shí)，水表檢定裝置是水表計(jì)量性能判別的準(zhǔn)繩，為質(zhì)監(jiān)部門(mén)及計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)提供可靠的技術(shù)依據(jù)。目前，各計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)和生產(chǎn)企業(yè)正在使用、改造的水表檢定裝置仍然是傳統(tǒng)的基于靜態(tài)容積法或靜態(tài)質(zhì)量法的標(biāo)準(zhǔn)裝置，根據(jù)對(duì)裝置的使用情況及流量新技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)，上述傳統(tǒng)裝置凸顯出了較多的局限性，主要表現(xiàn)為(1)靜態(tài)容積法水表檢定裝置的檢定效率低，由于靜態(tài)容積法水表檢定裝置的工作量器一般是帶有計(jì)量頸的葫蘆形量器。利用裝置進(jìn)行檢定時(shí)，只有液體達(dá)到計(jì)量頸處，量器中的容積才能被讀出。因此，檢定流量較小時(shí)，檢定用時(shí)較長(zhǎng)，表現(xiàn)為檢定效率低下；( 靜態(tài)容積法操作和讀數(shù)基本靠人工進(jìn)行， 由此帶來(lái)的測(cè)量不確定度大；C3)靜態(tài)質(zhì)量法水表檢定裝置中的稱(chēng)重衡器易受環(huán)境(如振動(dòng)，溫度，濕度等)影響，而且環(huán)境條件難以保證，特別是水泵、管道振動(dòng)，因而稱(chēng)重衡器容易發(fā)生零漂，準(zhǔn)確度很難得到保證；(4)不易節(jié)能(靜態(tài)容積法、靜態(tài)質(zhì)量法)，水泵一旦啟動(dòng)，即使檢定期間更換水表，裝置也不再停下，因此耗能?chē)?yán)重；( 裝置(靜態(tài)容積法、靜態(tài)質(zhì)量法)供用水系統(tǒng)大，水體難以?xún)艋?6)裝置(靜態(tài)容積法、靜態(tài)質(zhì)量法)占用空間大， 一旦建成則很難移動(dòng)。通過(guò)以上分析知道，傳統(tǒng)靜態(tài)容積法、靜態(tài)質(zhì)量法水表檢定裝置在使用中存在較多的局限性，因而展開(kāi)對(duì)新型水表檢定裝置的研制工作勢(shì)在必行。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種水表檢定裝置及利用該裝置進(jìn)行水表檢定的方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是所提供的水表檢定裝置包括伺服電機(jī)、聯(lián)軸器、絲杠、絲杠螺母、液壓缸、保護(hù)套筒、用于產(chǎn)生與所述各被檢水表的指針運(yùn)動(dòng)相對(duì)應(yīng)的激光光束的光電采樣器、計(jì)時(shí)計(jì)頻裝置和水箱；各所述計(jì)時(shí)計(jì)頻裝置相應(yīng)地與對(duì)應(yīng)的光電采樣器和伺服電機(jī)的脈沖控制線(xiàn)路連接；所述保護(hù)套筒與所述液壓缸的缸體固定連接，伺服電機(jī)固定在保護(hù)套筒上，伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸通過(guò)聯(lián)軸器與絲杠的一端固定連接， 絲杠的另一端與絲杠螺母連接，絲杠螺母與所述液壓缸的活塞的一端連接；所述缸體設(shè)有缸體進(jìn)水口和缸體出水口，所述水箱設(shè)有水箱進(jìn)水口和水箱出水口，所述缸體進(jìn)水口通過(guò)第一進(jìn)水管與所述水箱出水口連通，所述缸體出水口處安裝有出水管，所述水箱進(jìn)水口處安裝有第二進(jìn)水管，所述第一進(jìn)水管、第二進(jìn)水管和出水管上均安裝有開(kāi)關(guān)閥。優(yōu)選地，本發(fā)明還包括導(dǎo)向桿，所述導(dǎo)向桿分別與所述保護(hù)套筒和液壓缸的缸體
4固定連接，且所述導(dǎo)向桿與活塞(6)滑動(dòng)配合。本發(fā)明水表檢定裝置的工作原理為由于水在壓力較小時(shí)是不可壓縮的，作為水表檢定裝置容積標(biāo)準(zhǔn)的活塞單位時(shí)間內(nèi)水平移動(dòng)進(jìn)入缸體的體積即是活塞排出水的體積， 該過(guò)程即完成活塞、水的體積置換。在活塞水平移動(dòng)過(guò)程中，與伺服電機(jī)的控制線(xiàn)路連接的計(jì)時(shí)計(jì)頻裝置的計(jì)時(shí)開(kāi)始與結(jié)束時(shí)間段內(nèi)的活塞運(yùn)行距離是根據(jù)伺服電機(jī)的控制脈沖數(shù)量及絲杠螺距計(jì)算得到的，并根據(jù)體積置換模型計(jì)算出該時(shí)間段內(nèi)水表檢定裝置的平均流量。各光電采樣器在活塞勻速水平移動(dòng)的過(guò)程中與各被檢水表配合產(chǎn)生相應(yīng)的光電脈沖信號(hào)，送入各被檢水表對(duì)應(yīng)的計(jì)時(shí)計(jì)頻裝置獨(dú)立地進(jìn)行計(jì)時(shí)計(jì)頻(該過(guò)程中，各被檢水表的計(jì)時(shí)開(kāi)始與結(jié)束不一定同步，且跟與伺服電機(jī)的控制線(xiàn)路連接的計(jì)時(shí)計(jì)頻裝置的計(jì)時(shí)也不一定同步，即與伺服電機(jī)的控制線(xiàn)路連接的計(jì)時(shí)計(jì)頻裝置及每臺(tái)被檢水表均采用獨(dú)立時(shí)基進(jìn)行計(jì)時(shí)，這一計(jì)時(shí)方法稱(chēng)為“獨(dú)立時(shí)基復(fù)合時(shí)間計(jì)時(shí)方法”)，根據(jù)各被檢水表對(duì)應(yīng)的計(jì)時(shí)計(jì)頻裝置的計(jì)時(shí)計(jì)頻結(jié)果計(jì)算出各被檢水表的平均流量，同時(shí)根據(jù)與伺服電機(jī)的控制線(xiàn)路連接的計(jì)時(shí)計(jì)頻裝置的計(jì)時(shí)計(jì)頻結(jié)果計(jì)算出水表檢定裝置的平均流量；各被檢水表的平均流量與水表檢定裝置的平均流量進(jìn)行比對(duì)，得到各被檢水表的示值誤差。使用本發(fā)明的水表檢定裝置對(duì)水表進(jìn)行檢定的方法包括如下步驟1)將各被檢水表串聯(lián)安裝在所述第二進(jìn)水管和出水管之間；2)控制伺服電機(jī)正向旋轉(zhuǎn)以帶動(dòng)絲杠作同向轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過(guò)絲杠與絲杠螺母的配合將絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為活塞的正向水平移動(dòng)，直至活塞到達(dá)缸體的底部；3)關(guān)閉所述第二進(jìn)水管和出水管上的開(kāi)關(guān)閥，打開(kāi)所述第一進(jìn)水管上的開(kāi)關(guān)閥；4)控制伺服電機(jī)反向旋轉(zhuǎn)以帶動(dòng)絲杠作同向轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)絲杠與絲杠螺母的配合將絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為活塞的反向水平移動(dòng)，直至活塞到達(dá)缸體的頭部；在活塞作反向水平移動(dòng)過(guò)程中，水箱中的水通過(guò)第一進(jìn)水管進(jìn)入缸體；5)關(guān)閉所述第一進(jìn)水管上的開(kāi)關(guān)閥，打開(kāi)所述第二進(jìn)水管和出水管上的開(kāi)關(guān)閥和開(kāi)關(guān)閥；6)控制伺服電機(jī)正向旋轉(zhuǎn)以帶動(dòng)絲杠作同向轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過(guò)絲杠與絲杠螺母的配合將絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為活塞的正向水平移動(dòng)，直至活塞到達(dá)缸體的底部；7)反復(fù)執(zhí)行步驟幻至步驟6)，直至將缸體、出水管及第二進(jìn)水管內(nèi)的空氣完全排除；8)執(zhí)行步驟2)至步驟5)；9)控制伺服電機(jī)正向加速旋轉(zhuǎn)至與所需的檢定流量相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速后保持勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)通過(guò)伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)絲杠作同向轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過(guò)絲杠與絲杠螺母的配合將絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為活塞的水平移動(dòng)以按所需檢定流量排出缸體內(nèi)的水；并且在活塞相應(yīng)地由加速水平移動(dòng)轉(zhuǎn)為勻速水平移動(dòng)后，與伺服電機(jī)的控制線(xiàn)路連接的計(jì)時(shí)計(jì)頻裝置開(kāi)始對(duì)活塞的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行獨(dú)立計(jì)時(shí)計(jì)頻；在伺服電機(jī)轉(zhuǎn)為勻速轉(zhuǎn)動(dòng)后，各光電采樣器的激光光束與對(duì)應(yīng)的被檢水表的指針配合相應(yīng)產(chǎn)生各被檢水表的計(jì)時(shí)計(jì)頻同步脈沖，各被檢水表對(duì)應(yīng)的計(jì)時(shí)計(jì)頻裝置分別根據(jù)對(duì)應(yīng)的光電采樣器所產(chǎn)生的計(jì)時(shí)計(jì)頻脈沖相應(yīng)地對(duì)各臺(tái)被檢水表分別進(jìn)行獨(dú)立計(jì)時(shí)計(jì)頻；10)在各被檢水表對(duì)應(yīng)的計(jì)時(shí)計(jì)頻裝置的計(jì)時(shí)時(shí)間到達(dá)設(shè)定的自身最短計(jì)時(shí)時(shí)間后，對(duì)應(yīng)的光電采樣器的激光光束與對(duì)應(yīng)的被檢水表的指針配合產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的被檢水表的計(jì)時(shí)計(jì)頻同步脈沖，各被檢水表對(duì)應(yīng)的計(jì)時(shí)計(jì)頻裝置根據(jù)各自對(duì)應(yīng)的光電采樣器所發(fā)出的計(jì)時(shí)計(jì)頻同步脈沖停止對(duì)對(duì)應(yīng)的被檢水表的計(jì)時(shí)計(jì)頻，根據(jù)各被檢水表對(duì)應(yīng)的計(jì)時(shí)計(jì)頻裝置累計(jì)的時(shí)間和脈沖數(shù)，按式(1)計(jì)算各對(duì)應(yīng)的被檢水表的平均流量Qi = (PiXNi)Ai(1)式(1)中，&為第i臺(tái)被檢水表在與其對(duì)應(yīng)的計(jì)時(shí)計(jì)頻裝置的計(jì)時(shí)開(kāi)始與結(jié)束的時(shí)間段內(nèi)的平均流量，Pi為第i臺(tái)被檢水表的脈沖當(dāng)量，Ni為第i臺(tái)被檢水表在第i只計(jì)時(shí)計(jì)頻裝置的計(jì)時(shí)開(kāi)始與結(jié)束的時(shí)間段內(nèi)的累計(jì)脈沖數(shù)，、為第i只計(jì)時(shí)計(jì)頻裝置的計(jì)時(shí)結(jié)束與計(jì)時(shí)開(kāi)始的時(shí)間差；11)在各被檢水表對(duì)應(yīng)的最后一只計(jì)時(shí)計(jì)頻裝置停止計(jì)時(shí)計(jì)頻后，與伺服電機(jī)的控制線(xiàn)路連接的計(jì)時(shí)計(jì)頻裝置停止對(duì)活塞運(yùn)動(dòng)的計(jì)時(shí)計(jì)頻，按式( 計(jì)算出與伺服電機(jī)的控制線(xiàn)路連接的計(jì)時(shí)計(jì)頻裝置在計(jì)時(shí)結(jié)束與開(kāi)始的時(shí)間段內(nèi)，水表檢定裝置的平均流量q = (3. 14XD2/4XL)/t,(2)式O)中，q為與伺服電機(jī)的控制線(xiàn)路連接的計(jì)時(shí)計(jì)頻裝置在計(jì)時(shí)結(jié)束與開(kāi)始的時(shí)間段內(nèi)，水表檢定裝置的平均流量；D為缸體的內(nèi)徑；L為與伺服電機(jī)的控制線(xiàn)路連接的計(jì)時(shí)計(jì)頻裝置在計(jì)時(shí)結(jié)束與開(kāi)始的時(shí)間段內(nèi)，活塞的水平移動(dòng)距離；t為與伺服電機(jī)的控制線(xiàn)路連接的計(jì)時(shí)計(jì)頻裝置計(jì)時(shí)結(jié)束與開(kāi)始的時(shí)間差；12)利用式( 得到各被檢水表在檢定流量點(diǎn)下的示值誤差Ei = (Qi-q)/qX100%(3)式C3)中，Ei為第i臺(tái)被檢水表在檢定流量點(diǎn)下的示值誤差；仏為第i臺(tái)被檢水表在與其對(duì)應(yīng)的計(jì)時(shí)計(jì)頻裝置的計(jì)時(shí)開(kāi)始與結(jié)束的時(shí)間段內(nèi)的平均流量；q為與伺服電機(jī)的控制線(xiàn)路連接的計(jì)時(shí)計(jì)頻裝置在計(jì)時(shí)結(jié)束與開(kāi)始的時(shí)間段內(nèi)，水表檢定裝置的平均流量；13)根據(jù)被檢水表的下一個(gè)檢定流量點(diǎn)及活塞已經(jīng)水平運(yùn)行的距離，判斷伺服電機(jī)是否能夠繼續(xù)作同向轉(zhuǎn)動(dòng)如果能夠繼續(xù)作同向轉(zhuǎn)動(dòng)，則重復(fù)步驟9)至步驟12)完成該流量點(diǎn)的檢定；如果不能再繼續(xù)同向轉(zhuǎn)動(dòng)，則執(zhí)行步驟步驟8)至步驟1 完成該流量點(diǎn)的檢定；14)重復(fù)執(zhí)行步驟13)完成對(duì)串聯(lián)的各被檢水表的檢定。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明不僅提供了一種用于水表檢定的新型的活塞式水表檢定裝置，而且采用“獨(dú)立時(shí)基復(fù)合時(shí)間計(jì)時(shí)方法”結(jié)合活塞標(biāo)準(zhǔn)器的方式，實(shí)現(xiàn)了多臺(tái)被檢水表串聯(lián)檢定；更重要的是通過(guò)采用“獨(dú)立時(shí)基復(fù)合時(shí)間計(jì)時(shí)方法”實(shí)現(xiàn)了活塞標(biāo)準(zhǔn)器和各臺(tái)被檢水表的獨(dú)立計(jì)時(shí)計(jì)頻及瞬時(shí)體積流量的獲取，縮短了對(duì)被檢水表的檢定時(shí)間，顛覆了采用傳統(tǒng)啟停法對(duì)被檢水表進(jìn)行累積體積流量比對(duì)的檢定方式，減小了啟停及被檢水表讀數(shù)引起的不確定度，大大提高了水表檢定裝置的測(cè)量準(zhǔn)確度及工作效率。
圖1是本發(fā)明水表檢定裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明根據(jù)對(duì)傳統(tǒng)的基于靜態(tài)容積法和靜態(tài)質(zhì)量法的水表檢定裝置的使用情況，分析了傳統(tǒng)水表檢定裝置凸顯出的諸多局限性，在此基礎(chǔ)上結(jié)合水表檢定新技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)，提出了一種針對(duì)需要獨(dú)立計(jì)時(shí)計(jì)頻對(duì)象的“獨(dú)立時(shí)基復(fù)合時(shí)間計(jì)時(shí)方法”，并將該方法與本發(fā)明的活塞式水表檢定裝置相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)多臺(tái)被檢水表的串聯(lián)檢定。如圖1所示，本發(fā)明水表檢定裝置包括伺服電機(jī)1、聯(lián)軸器2、絲杠3、絲杠螺母4、 液壓缸、保護(hù)套筒7、光電采樣器15、計(jì)時(shí)計(jì)頻裝置(圖中未示出)和水箱17。其中，光電采樣器15用于產(chǎn)生與各被檢水表的指針運(yùn)動(dòng)相對(duì)應(yīng)的激光光束。各光電采樣器15和伺服電機(jī)1的脈沖控制線(xiàn)路均獨(dú)立地連接有相應(yīng)的計(jì)時(shí)計(jì)頻裝置。保護(hù)套筒7的開(kāi)口端與液壓缸的缸體9固定連接；活塞6從保護(hù)套筒7的開(kāi)口處伸入，并可在保護(hù)套筒7內(nèi)來(lái)回移動(dòng)。 在保護(hù)套筒7內(nèi)，絲杠螺母4與液壓缸中的活塞6的一端連接，絲杠3的一端與絲杠螺母4 連接。伺服電機(jī)1固定在保護(hù)套筒7的頂端上，且伺服電機(jī)1的轉(zhuǎn)動(dòng)軸通過(guò)聯(lián)軸器2與絲杠3的另一端固定連接。缸體9設(shè)有缸體進(jìn)水口和缸體出水口，水箱17設(shè)有水箱進(jìn)水口和水箱出水口。缸體進(jìn)水口通過(guò)第一進(jìn)水管10與水箱出水口連通，缸體出水口處安裝有出水管。水箱進(jìn)水口處安裝有第二進(jìn)水管16，第一進(jìn)水管10、第二進(jìn)水管16和出水管上分別安裝有開(kāi)關(guān)閥11、開(kāi)關(guān)閥14和開(kāi)關(guān)閥12。伺服電機(jī)1固定在保護(hù)套筒7的頂端，其傳動(dòng)軸通過(guò)聯(lián)軸器2與絲杠3的一端固定連接；絲杠螺母4固定在液壓缸的活塞6的頭端，并與絲杠 3連接。密封圈8為0型同心雙密封圈，嵌入液壓缸的缸體9的0型槽內(nèi)，并與活塞6配合， 實(shí)現(xiàn)活塞6運(yùn)行時(shí)的密封作用。伺服電機(jī)1轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)絲杠3旋轉(zhuǎn)，與絲杠螺母4配合將轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為活塞6的水平移動(dòng)。作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，可在保護(hù)套筒7內(nèi)安裝一根導(dǎo)向桿5。導(dǎo)向桿5分別與保護(hù)套筒7和液壓缸的缸體9固定連接，且導(dǎo)向桿5與活塞6滑動(dòng)配合。導(dǎo)向桿5可確?；钊?的平穩(wěn)移動(dòng)。利用本發(fā)明的水表檢定裝置對(duì)水表進(jìn)行檢定時(shí)，其工作過(guò)程可分為兩部分i)空氣排除過(guò)程；ii)水表檢定過(guò)程。以下進(jìn)行具體說(shuō)明。i)空氣排除過(guò)程1)如圖1所示，將各被檢水表13串聯(lián)安裝在第二進(jìn)水管16和出水管之間。2)控制伺服電機(jī)1正向旋轉(zhuǎn)以帶動(dòng)絲杠3作同向轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過(guò)絲杠3與絲杠螺母 4的配合將絲杠3的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為活塞6的正向水平移動(dòng)(向右移動(dòng))，直至活塞6到達(dá)缸體 9的底部(在圖1中為缸體9的最右端)。3)關(guān)閉第二進(jìn)水管16和出水管上的開(kāi)關(guān)閥14、開(kāi)關(guān)閥12，打開(kāi)第一進(jìn)水管上的開(kāi)關(guān)閥11。4)控制伺服電機(jī)1反向旋轉(zhuǎn)以帶動(dòng)絲杠3作同向轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過(guò)絲杠3與絲杠螺母 4的配合將絲杠3的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為活塞6的反向水平移動(dòng)(向左移動(dòng))，直至活塞6到達(dá)缸體 9的頭部；在活塞6作反向水平移動(dòng)過(guò)程中，水箱17中的水通過(guò)第一進(jìn)水管10進(jìn)入缸體9。5)關(guān)閉第一進(jìn)水管10上的開(kāi)關(guān)閥11，打開(kāi)第二進(jìn)水管16和出水管上的開(kāi)關(guān)閥14 和開(kāi)關(guān)閥12。6)控制伺服電機(jī)1正向旋轉(zhuǎn)以帶動(dòng)絲杠3作同向轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過(guò)絲杠3與絲杠螺母 4的配合將絲杠3的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為活塞6的正向水平移動(dòng)，直至活塞6到達(dá)缸體9的底部。7)反復(fù)執(zhí)行步驟幻至步驟6)，直至將缸體9、出水管及第二進(jìn)水管16內(nèi)的空氣完全排除。
ii)水表檢定過(guò)程8)執(zhí)行以上空氣排除過(guò)程i)中的步驟2)至步驟5)。9)控制伺服電機(jī)1正向加速旋轉(zhuǎn)至與所需檢定流量對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速后保持勻速轉(zhuǎn)動(dòng)， 同時(shí)通過(guò)伺服電機(jī)1的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)絲杠3作同向轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過(guò)絲杠3與絲杠螺母4的配合將絲杠3的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為活塞6的水平移動(dòng)以按所需檢定流量排出缸體9內(nèi)的水。并且在活塞 6相應(yīng)地由加速移動(dòng)轉(zhuǎn)為勻速水平移動(dòng)后，與伺服電機(jī)1的控制線(xiàn)路連接的計(jì)時(shí)計(jì)頻裝置開(kāi)始對(duì)活塞運(yùn)行進(jìn)行獨(dú)立計(jì)時(shí)計(jì)頻。在伺服電機(jī)1轉(zhuǎn)為勻速轉(zhuǎn)動(dòng)后，各光電采樣器15的激光光束與對(duì)應(yīng)的被檢水表13 的指針配合相應(yīng)產(chǎn)生各被檢水表13的計(jì)時(shí)計(jì)頻同步脈沖；各被檢水表13對(duì)應(yīng)的計(jì)時(shí)計(jì)頻裝置根據(jù)對(duì)應(yīng)的光電采樣器15所發(fā)出的計(jì)時(shí)計(jì)頻脈沖相應(yīng)地對(duì)各被檢水表13分別進(jìn)行獨(dú)立的計(jì)時(shí)計(jì)頻。10)在各被檢水表對(duì)應(yīng)的計(jì)時(shí)計(jì)頻裝置的計(jì)時(shí)時(shí)間到達(dá)設(shè)定的自身最短計(jì)時(shí)時(shí)間后，對(duì)應(yīng)的光電采樣器15的激光光束與對(duì)應(yīng)的被檢水表13的指針配合產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的被檢水表13的計(jì)時(shí)計(jì)頻同步脈沖，各被檢水表對(duì)應(yīng)的計(jì)時(shí)計(jì)頻裝置根據(jù)各自對(duì)應(yīng)的光電采樣器 15所發(fā)出的計(jì)時(shí)計(jì)頻同步脈沖停止對(duì)對(duì)應(yīng)的被檢水表13的計(jì)時(shí)計(jì)頻，根據(jù)各被檢水表對(duì)應(yīng)的計(jì)時(shí)計(jì)頻裝置累計(jì)的時(shí)間和脈沖數(shù)，按式(1)計(jì)算各對(duì)應(yīng)的被檢水表13的平均流量Qi = (PiXNi)Ai(1)式(1)中，&為第i臺(tái)被檢水表在與其對(duì)應(yīng)的計(jì)時(shí)計(jì)頻裝置的計(jì)時(shí)開(kāi)始與結(jié)束的時(shí)間段內(nèi)的平均流量，Pi為第i臺(tái)被檢水表的脈沖當(dāng)量，Ni第i臺(tái)被檢水表在第i只計(jì)時(shí)計(jì)頻裝置的計(jì)時(shí)開(kāi)始與結(jié)束的時(shí)間段內(nèi)的累計(jì)脈沖數(shù)，、為第i只計(jì)時(shí)計(jì)頻裝置的計(jì)時(shí)結(jié)束與計(jì)時(shí)開(kāi)始的時(shí)間差；11)在各被檢水表13對(duì)應(yīng)的最后一只計(jì)時(shí)計(jì)頻裝置停止計(jì)時(shí)計(jì)頻后，與伺服電機(jī) 1的控制線(xiàn)路連接的計(jì)時(shí)計(jì)頻裝置停止對(duì)活塞6運(yùn)動(dòng)的計(jì)時(shí)計(jì)頻，按式( 計(jì)算出與伺服電機(jī)1的控制線(xiàn)路連接的計(jì)時(shí)計(jì)頻裝置在計(jì)時(shí)結(jié)束與開(kāi)始的時(shí)間段內(nèi)，水表檢定裝置的平均
流量q = (3. 14XD2/4XL)/t,(2)式O)中，q為與伺服電機(jī)1的控制線(xiàn)路連接的計(jì)時(shí)計(jì)頻裝置在計(jì)時(shí)結(jié)束與開(kāi)始的時(shí)間段內(nèi)，水表檢定裝置的平均流量；D為缸體9的內(nèi)徑；L為與伺服電機(jī)1的控制線(xiàn)路連接的計(jì)時(shí)計(jì)頻裝置在計(jì)時(shí)結(jié)束與開(kāi)始的時(shí)間段內(nèi)，活塞6的水平移動(dòng)距離；t為與伺服電機(jī) 1的控制線(xiàn)路連接的計(jì)時(shí)計(jì)頻裝置計(jì)時(shí)結(jié)束與開(kāi)始的時(shí)間差；12)利用式( 得到各被檢水表13在檢定流量點(diǎn)下的示值誤差Ei = (Qi-q)/qX100%(3)式(3)中，Ei為第i臺(tái)被檢水表13在檢定流量點(diǎn)下的示值誤差舟為第i臺(tái)被檢水表13在與其對(duì)應(yīng)的計(jì)時(shí)計(jì)頻裝置的計(jì)時(shí)開(kāi)始與結(jié)束的時(shí)間段內(nèi)的平均流量；q為與伺服電機(jī)1的控制線(xiàn)路連接的計(jì)時(shí)計(jì)頻裝置在計(jì)時(shí)結(jié)束與開(kāi)始的時(shí)間段內(nèi)，水表檢定裝置的平
均流量；13)根據(jù)被檢水表13的下一個(gè)檢定流量點(diǎn)及活塞6已經(jīng)水平運(yùn)行的距離，判斷伺服電機(jī)1是否能夠繼續(xù)作同向轉(zhuǎn)動(dòng)。假設(shè)在進(jìn)行被檢水表13的下一個(gè)流量點(diǎn)檢定時(shí)，活塞6需要運(yùn)行的距離(含活塞加速、減速及檢定流量點(diǎn)時(shí)的有效運(yùn)行距離)為L(zhǎng)1 ；活塞6的總有效運(yùn)行距離與活塞6已經(jīng)運(yùn)行的距離之差為L(zhǎng)t。那么，如果L1-Lt > 0，則表明伺服電機(jī)1可繼續(xù)作同向轉(zhuǎn)動(dòng)，反之則表明不能再繼續(xù)作同向轉(zhuǎn)動(dòng)。如果伺服電機(jī)1能夠繼續(xù)作同向轉(zhuǎn)動(dòng)，則重復(fù)步驟9)至步驟12)完成該流量點(diǎn)的檢定；如果不能再繼續(xù)作同向轉(zhuǎn)動(dòng)，則執(zhí)行步驟8)至步驟1 完成該流量點(diǎn)的檢定；14)重復(fù)執(zhí)行步驟13)完成對(duì)串聯(lián)的各被檢水表13的檢定。本發(fā)明采用“獨(dú)立時(shí)基復(fù)合時(shí)間計(jì)時(shí)方法”結(jié)合活塞標(biāo)準(zhǔn)器的方式，不僅實(shí)現(xiàn)了多臺(tái)水表串聯(lián)檢定，更重要的是通過(guò)采用“獨(dú)立時(shí)基復(fù)合時(shí)間計(jì)時(shí)方法”實(shí)現(xiàn)了活塞標(biāo)準(zhǔn)器和各臺(tái)串聯(lián)被檢水表的獨(dú)立計(jì)時(shí)計(jì)頻及瞬時(shí)體積流量的獲取，縮短了被檢水表的檢定時(shí)間， 顛覆了采用傳統(tǒng)啟停法對(duì)被檢水表進(jìn)行累積體積流量比對(duì)的檢定方式，減小了啟停及被檢水表讀數(shù)引起的不確定度，大大提高了水表檢定裝置的測(cè)量準(zhǔn)確度及工作效率。
權(quán)利要求
1.一種水表檢定裝置，其特征在于包括伺服電機(jī)1、聯(lián)軸器2、絲杠3、絲杠螺母0)、 液壓缸、保護(hù)套筒(7)、用于產(chǎn)生與所述各被檢水表(1 的指針運(yùn)動(dòng)相對(duì)應(yīng)的激光光束的光電采樣器(15)、計(jì)時(shí)計(jì)頻裝置和水箱(17)；各所述計(jì)時(shí)計(jì)頻裝置相應(yīng)地與對(duì)應(yīng)的光電采樣器(1 和伺服電機(jī)(1)的脈沖控制線(xiàn)路連接；所述保護(hù)套筒(7)與所述液壓缸的缸體 (9)固定連接，伺服電機(jī)(1)固定在保護(hù)套筒(7)上，伺服電機(jī)(1)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸通過(guò)聯(lián)軸器 (2)與絲杠(3)的一端固定連接，絲杠(3)的另一端與絲杠螺母(4)連接，絲杠螺母(4)與所述液壓缸的活塞(6)的一端連接；所述缸體(9)設(shè)有缸體進(jìn)水口和缸體出水口，所述水箱 (17)設(shè)有水箱進(jìn)水口和水箱出水口，所述缸體進(jìn)水口通過(guò)第一進(jìn)水管(10)與所述水箱出水口連通，所述缸體出水口處安裝有出水管，所述水箱進(jìn)水口處安裝有第二進(jìn)水管(16)，所述第一進(jìn)水管(10)、第二進(jìn)水管(16)和出水管上均安裝有開(kāi)關(guān)閥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種活塞式水表檢定裝置，其特征在于還包括導(dǎo)向桿(5)， 所述導(dǎo)向桿( 分別與所述保護(hù)套筒(7)和液壓缸的缸體(9)固定連接，且所述導(dǎo)向桿(5) 與活塞(6)滑動(dòng)配合。
3.一種使用權(quán)利要求1的水表檢定裝置對(duì)被檢水表進(jìn)行檢定的方法，其特征在于包括如下步驟1)將各被檢水表(1 串聯(lián)安裝在所述第二進(jìn)水管(16)和出水管之間；2)控制伺服電機(jī)(1)正向旋轉(zhuǎn)以帶動(dòng)絲杠(3)作同向轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過(guò)絲杠(3)與絲杠螺母的配合將絲杠(3)的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為活塞(6)的正向水平移動(dòng)，直至活塞(6)到達(dá)缸體 (9)的底部；3)關(guān)閉所述第二進(jìn)水管(16)和出水管上的開(kāi)關(guān)閥(14)，打開(kāi)所述第一進(jìn)水管(10)上的開(kāi)關(guān)閥(11)；4)控制伺服電機(jī)(1)反向旋轉(zhuǎn)以帶動(dòng)絲杠(3)作同向轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)絲杠(3)與絲杠螺母 (4)的配合將絲杠(3)的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為活塞(6)的反向水平移動(dòng)，直至活塞(6)到達(dá)缸體(9) 的頭部；在活塞(6)作反向水平移動(dòng)過(guò)程中，水箱(17)中的水通過(guò)第一進(jìn)水管(10)進(jìn)入缸體⑶；5)關(guān)閉所述第一進(jìn)水管(10)上的開(kāi)關(guān)閥(11)，打開(kāi)所述第二進(jìn)水管(16)和出水管上的開(kāi)關(guān)閥(14)和開(kāi)關(guān)閥(12)；6)控制伺服電機(jī)(1)正向旋轉(zhuǎn)以帶動(dòng)絲杠(3)作同向轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過(guò)絲杠(3)與絲杠螺母⑷的配合將絲杠(3)的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為活塞(6)的正向水平移動(dòng)，直至活塞(6)到達(dá)缸體 (9)的底部；7)反復(fù)執(zhí)行步驟幻至步驟6)，直至將缸體(9)、出水管及第二進(jìn)水管(16)內(nèi)的空氣完全排除；8)執(zhí)行步驟2、至步驟5)；9)控制伺服電機(jī)(1)正向加速旋轉(zhuǎn)至與所需的檢定流量相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速后保持勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)通過(guò)伺服電機(jī)(1)的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)絲杠(3)作同向轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過(guò)絲杠(3)與絲杠螺母 (4)的配合將絲杠(3)的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為活塞(6)的水平移動(dòng)以按所需檢定流量排出缸體(9) 內(nèi)的水；并且在活塞(6)相應(yīng)地由加速水平移動(dòng)轉(zhuǎn)為勻速水平移動(dòng)后，與伺服電機(jī)(1)的控制線(xiàn)路連接的計(jì)時(shí)計(jì)頻裝置開(kāi)始對(duì)活塞(6)的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行獨(dú)立計(jì)時(shí)計(jì)頻；在伺服電機(jī)(1)轉(zhuǎn)為勻速轉(zhuǎn)動(dòng)后，各光電采樣器(1 的激光光束與對(duì)應(yīng)的被檢水表(1 的指針配合相應(yīng)產(chǎn)生各被檢水表(1 的計(jì)時(shí)計(jì)頻同步脈沖，各被檢水表(1 對(duì)應(yīng)的計(jì)時(shí)計(jì)頻裝置分別根據(jù)對(duì)應(yīng)的光電采樣器(1 所產(chǎn)生的計(jì)時(shí)計(jì)頻脈沖相應(yīng)地對(duì)各臺(tái)被檢水表(1 分別進(jìn)行獨(dú)立計(jì)時(shí)計(jì)頻；10)在各被檢水表(13)對(duì)應(yīng)的計(jì)時(shí)計(jì)頻裝置的計(jì)時(shí)時(shí)間到達(dá)設(shè)定的自身最短計(jì)時(shí)時(shí)間后，對(duì)應(yīng)的光電采樣器(1 的激光光束與對(duì)應(yīng)的被檢水表(1 的指針配合產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的被檢水表(1 的計(jì)時(shí)計(jì)頻同步脈沖，各被檢水表(1 對(duì)應(yīng)的計(jì)時(shí)計(jì)頻裝置根據(jù)各自對(duì)應(yīng)的光電采樣器(1 所發(fā)出的計(jì)時(shí)計(jì)頻同步脈沖停止對(duì)對(duì)應(yīng)的被檢水表(1 的計(jì)時(shí)計(jì)頻， 根據(jù)各被檢水表(1 對(duì)應(yīng)的計(jì)時(shí)計(jì)頻裝置累計(jì)的時(shí)間和脈沖數(shù)，按式(1)計(jì)算各對(duì)應(yīng)的被檢水表(1 的平均流量Qi = (PiXNi)Ai(1)式(1)中，A為第i臺(tái)被檢水表(13)在與其對(duì)應(yīng)的計(jì)時(shí)計(jì)頻裝置的計(jì)時(shí)開(kāi)始與結(jié)束的時(shí)間段內(nèi)的平均流量,Pi為第i臺(tái)被檢水表(13)的脈沖當(dāng)量，Ni為第i臺(tái)被檢水表(13)在第i只計(jì)時(shí)計(jì)頻裝置的計(jì)時(shí)開(kāi)始與結(jié)束的時(shí)間段內(nèi)的累計(jì)脈沖數(shù)，、為第i只計(jì)時(shí)計(jì)頻裝置的計(jì)時(shí)結(jié)束與計(jì)時(shí)開(kāi)始的時(shí)間差；11)在各被檢水表(1 對(duì)應(yīng)的最后一只計(jì)時(shí)計(jì)頻裝置停止計(jì)時(shí)計(jì)頻后，與伺服電機(jī) (1)的控制線(xiàn)路連接的計(jì)時(shí)計(jì)頻裝置停止對(duì)活塞(6)運(yùn)動(dòng)的計(jì)時(shí)計(jì)頻，按式( 計(jì)算出與伺服電機(jī)(1)的控制線(xiàn)路連接的計(jì)時(shí)計(jì)頻裝置在計(jì)時(shí)結(jié)束與開(kāi)始的時(shí)間段內(nèi)，水表檢定裝置的平均流量q = (3. 14XD2/4XL)/t,(2)式O)中，q為與伺服電機(jī)(1)的控制線(xiàn)路連接的計(jì)時(shí)計(jì)頻裝置在計(jì)時(shí)結(jié)束與開(kāi)始的時(shí)間段內(nèi)，水表檢定裝置的平均流量；D為缸體(9)的內(nèi)徑；L為與伺服電機(jī)⑴的控制線(xiàn)路連接的計(jì)時(shí)計(jì)頻裝置在計(jì)時(shí)結(jié)束與開(kāi)始的時(shí)間段內(nèi)，活塞(6)的水平移動(dòng)距離；t為與伺服電機(jī)(1)的控制線(xiàn)路連接的計(jì)時(shí)計(jì)頻裝置計(jì)時(shí)結(jié)束與開(kāi)始的時(shí)間差；12)利用式C3)得到各被檢水表(1 在檢定流量點(diǎn)下的示值誤差Ei = (0^)^X100%(3)式(3)中，Ei為第i臺(tái)被檢水表(13)在檢定流量點(diǎn)下的示值誤差舟為第i臺(tái)被檢水表(13)在與其對(duì)應(yīng)的計(jì)時(shí)計(jì)頻裝置的計(jì)時(shí)開(kāi)始與結(jié)束的時(shí)間段內(nèi)的平均流量；q為與伺服電機(jī)(1)的控制線(xiàn)路連接的計(jì)時(shí)計(jì)頻裝置在計(jì)時(shí)結(jié)束與開(kāi)始的時(shí)間段內(nèi)，水表檢定裝置的平均流量；13)根據(jù)被檢水表(13)的下一個(gè)檢定流量點(diǎn)及活塞(6)已經(jīng)水平運(yùn)行的距離，判斷伺服電機(jī)(1)是否能夠繼續(xù)作同向轉(zhuǎn)動(dòng)如果能夠繼續(xù)作同向轉(zhuǎn)動(dòng)，則重復(fù)步驟9)至步驟 12)完成該流量點(diǎn)的檢定；如果不能再繼續(xù)同向轉(zhuǎn)動(dòng)，則執(zhí)行步驟步驟8)至步驟12)完成該流量點(diǎn)的檢定；14)重復(fù)執(zhí)行步驟1 完成對(duì)串聯(lián)的各被檢水表(1 的檢定。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種水表檢定裝置及水表檢定的方法。水表檢定裝置中的各計(jì)時(shí)計(jì)頻裝置分別與對(duì)應(yīng)的光電采樣器和伺服電機(jī)的脈沖控制線(xiàn)路連接；保護(hù)套筒與液壓缸的缸體固定連接，伺服電機(jī)固定在保護(hù)套筒上，伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸通過(guò)聯(lián)軸器與絲杠的一端固定連接，絲杠的另一端與絲杠螺母連接，絲杠螺母與液壓缸的活塞的一端連接；液壓缸設(shè)有缸體進(jìn)水口和缸體出水口，水箱設(shè)有水箱進(jìn)水口和水箱出水口，缸體進(jìn)水口通過(guò)第一進(jìn)水管與水箱出水口連通，缸體出水口處安裝有出水管；水箱進(jìn)水口處安裝有第二進(jìn)水管，第一進(jìn)水管、第二進(jìn)水管和出水管上均安裝有開(kāi)關(guān)閥。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了活塞標(biāo)準(zhǔn)器及各臺(tái)串聯(lián)被檢水表的獨(dú)立計(jì)時(shí)計(jì)頻及瞬時(shí)體積流量的獲取。
文檔編號(hào)G01F25/00GK102393237SQ20111033991
公開(kāi)日2012年3月28日 申請(qǐng)日期2011年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月1日
發(fā)明者胡滌新, 趙建亮, 鄭建英, 馬龍博 申請(qǐng)人:浙江省計(jì)量科學(xué)研究院