CN109029575B - 一种配重式翻斗多参数测量装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种配重式翻斗多参数测量装置及方法，属于检测计量技术领域。本发明包括翻斗、固定螺栓、翻斗配重、带有刻度的游梁、翻斗限位、翻斗支座、底盘；底盘上设置翻斗限位、翻斗支座；翻斗限位位于翻斗下方，翻斗和带有刻度的游梁接为一体，翻斗通过其下部的翻斗刀刃与翻斗支座连接；在翻斗内部设置液位传感器，用于对翻斗内液位的高度进行测量；在带有刻度的游梁上穿上翻斗配重，翻斗配重上设有钻孔，翻斗配重能在带有刻度的游梁上滑动，翻斗配重能由固定螺栓固定在游梁上。翻斗限位能放置漏斗。本发明能安全的测量流体密度、浓度、物料干量、质量流量，且测量精度高，维护安装简便，成本低。
Description
技术领域
本发明涉及一种配重式翻斗多参数测量装置及方法，属于检测计量技术领域。
背景技术
在工业生产的过程中，对底流浓度的在线检测是一个很重要的过程。比如在选矿过程中对矿浆浓度的控制，钢铁冶炼中对转炉煤气的回收，环保上的污水处理等。
现阶段对底流浓度的在线检测常采用差压式密度计，核子密度计，振动式密度测量计等。差压式密度计通常适用于静止的流体，但现场的使用环境往往会使液位产生波动，对液位测量的准确性产生一定的影响，造成测量的误差。核子密度计采用同位素放射源，有辐射危害风险，生产和维护的成本较高；振动式密度测量，利用流体的质量流量对振动管震荡的调制作用为原理进行测量，在复杂工业环境中难以避免外界震动干扰对测量结果产生的影响。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种安全、高精度、维护安装简便的流体密度、浓度、物料干量或质量流量的测量装置和方法。
本发明技术方案是：一种配重式翻斗多参数测量装置，包括翻斗1、固定螺栓2、翻斗配重3、带有刻度的游梁4、翻斗限位9、翻斗支座11、底盘12；
所述底盘12上设置翻斗限位9、翻斗支座11；翻斗限位9位于翻斗1下方，翻斗1和带有刻度的游梁4接为一体，翻斗1通过其下部的翻斗刀刃7与翻斗支座11连接；在翻斗1内部设置液位传感器13，用于对翻斗1内液位的高度进行测量；在带有刻度的游梁4上穿上翻斗配重3，翻斗配重3上设有钻孔10，翻斗配重3能在带有刻度的游梁4上滑动，翻斗配重3能由固定螺栓2固定在游梁4上。翻斗限位9能放置漏斗1。
所述底盘12上设置调平螺栓6、水平泡8，测量使用时通过调平螺栓6调节底盘12使水平泡8居中，从而使底盘12水平，减少使用误差。
所述翻斗支座11上设有卡槽，翻斗1下部的翻斗刀刃7卡在翻斗支座11卡槽内。
所述翻斗配重3上设有的钻孔10用于对翻斗配重3的质量进行矫正，矫正时通过在其钻孔10内塞进和制造翻斗配重3同样的材质进行质量矫正。
所述带有刻度的游梁4的下方的底盘12上设置有配重限位5，穿在带有刻度的游梁4上的翻斗配重3在带有刻度的游梁4上滑动的过程中同时其下端也在配重限位5中滑动。
一种配重式翻斗多参数测量方法，所述配重式翻斗多参数测量方法测量的参数包括流体的密度、浓度、物料干量或质量流量；
A、所述流体的密度的测量公式为：
其中ρ为翻斗内流体的密度，m2为翻斗1内流体的重量，V为流体的体积；因为当漏斗1和翻斗配重3平衡时有m2gl2＝m1gl1，则/>
其中，m1为翻斗配重3的重量，l1为在翻斗配重3与翻斗1之间的带有刻度的游梁4的长度，l2为翻斗1重心到翻斗支座11的水平距离，其中当m2gl2大于m1gl1时，翻斗1即可翻转；
所述翻斗1内液位的高度为H，翻斗水平直角边与斜边之间的夹角为θ，水平直角a，竖直直角边b，斜边d所构成的直角三角形命名为直角三角形Ⅰ；水平直角边为c，竖直直角边H，斜边e所构成的直角三角形命名为直角三角形Ⅱ，由相似三角形的性质可知，在直角三角形Ⅱ中直角边c与斜边e之间的夹角也为θ，h为漏斗1的宽，由三角函数关系式可知即/>故直角三角形Ⅱ的面积/>则直角三角形Ⅱ所对应的体积为/>
因此若物体的体积V保持不变，则求出流体的重量即可得到流体的密度ρ。
B、所述流体的浓度的测量公式为：
其中，c为被测流体的浓度，ρ0为流体所含固体物质的自然容量，即干料密度，ρ为被测流体的浓度，ρc为基准密度即水的密度；
C、因为流体的浓度c与物料干量m0之间的关系式为则翻斗内流体的物料干量的测量公式为/>
其中c为被测流体的浓度，m0为物料干量，mc为水的质量；
D、流体的质量流量qm与被测流体的质量m2之间的关系式为所述流体的质量流量/>
其中，qm为被测流体的质量流量，m2为被测流体的重量，t为物体流过有效截面的时间。
本发明的工作过程为：
本发明在使用时的测量的参数包括流体的密度、浓度、物料干量或质量流量；测量的公式具体如上述所示；当测量流体的密度时，把流体放入漏斗1中，通过翻斗配重3在带有刻度的游梁4上滑动来调整使得装有流体的漏斗1和翻斗配重3处于平衡状态，此时，再进行相关各个参数的读取，其中，通过有刻度的游梁4读取l1，l2也能通过尺子测量和计算得到，翻斗配重3的重量是确定好的，那么根据上述中的公式就能计算出翻斗1内流体的重量，其中根据公式算出来的m2应该是漏斗加上其内的流体的重量，为了更加准确，也可以用算出来的m2的值再减去漏斗的重量来作为被测流体的重量；
其中，通过本发明公开的装置可以根据实际情况用公知常识中的工具测量出上述公开的公式中需要的其他参数，从而利用上述公开的公式进行上述参数的计算。
本发明的有益效果是：本发明能安全的测量流体密度、浓度、物料干量、质量流量，且测量精度高，维护安装简便，成本低。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的翻斗和翻斗配重的力平衡关系结构示意图；
图3为本发明的翻斗配重结构示意；
图4为本发明的翻斗的几何关系标注图；
图5为本发明的翻斗侧面的几何关系标注图。
图1-5中各标号：1-翻斗，2-固定螺栓，3-翻斗配重，4-带有刻度的游梁，5-配重限位，6-调平螺栓，7-翻斗刀刃，8-水平泡，9-翻斗限位，10-钻孔，11-翻斗支座，12-底盘，13-液位传感器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。
实施例1：如图1-5所示，一种配重式翻斗多参数测量装置，包括翻斗1、固定螺栓2、翻斗配重3、带有刻度的游梁4、翻斗限位9、翻斗支座11、底盘12；
所述底盘12上设置翻斗限位9、翻斗支座11；翻斗限位9位于翻斗1下方，翻斗1和带有刻度的游梁4接为一体，翻斗1通过其下部的翻斗刀刃7与翻斗支座11连接；在翻斗1内部设置液位传感器13，用于对翻斗1内液位的高度进行测量；在带有刻度的游梁4上穿上翻斗配重3，翻斗配重3上设有钻孔10，翻斗配重3能在带有刻度的游梁4上滑动，翻斗配重3能由固定螺栓2固定在游梁4上。翻斗限位9能放置漏斗1。
进一步的，所述底盘12上设置调平螺栓6、水平泡8，测量使用时通过调平螺栓6调节底盘12使水平泡8居中，从而使底盘12水平，减少使用误差。
进一步的，所述翻斗支座11上设有卡槽，翻斗1下部的翻斗刀刃7卡在翻斗支座11卡槽内。翻斗下部做成刀刃型，目的是减少翻转时的阻力，提高装置的灵敏度。
进一步的，所述翻斗配重3上设有的钻孔10用于对翻斗配重3的质量进行矫正，矫正时通过在其钻孔10内塞进和制造翻斗配重3同样的材质进行质量矫正。
进一步的，所述带有刻度的游梁4的下方的底盘12上设置有配重限位5，穿在带有刻度的游梁4上的翻斗配重3在带有刻度的游梁4上滑动的过程中同时其下端也在配重限位5中滑动。
一种配重式翻斗多参数测量方法，所述配重式翻斗多参数测量方法测量的参数包括流体的密度、浓度、物料干量或质量流量；
A、所述流体的密度的测量公式为：
其中ρ为翻斗内流体的密度，m2为翻斗1内流体的重量，V为流体的体积；因为当漏斗1和翻斗配重3平衡时有m2gl2＝m1g1，则/>
其中，m1为翻斗配重3的重量，l1为在翻斗配重3与翻斗1之间的带有刻度的游梁4的长度，l2为翻斗1重心到翻斗支座11的水平距离，其中当m2gl2大于m1gl1时，翻斗1即可翻转；
所述翻斗1内液位的高度为H，翻斗水平直角边与斜边之间的夹角为θ，水平直角a，竖直直角边b，斜边d所构成的直角三角形命名为直角三角形Ⅰ；水平直角边为c，竖直直角边H，斜边e所构成的直角三角形命名为直角三角形Ⅱ，由相似三角形的性质可知，在直角三角形Ⅱ中直角边c与斜边e之间的夹角也为θ，h为漏斗1的宽，由三角函数关系式可知即/>故直角三角形Ⅱ的面积/>则直角三角形Ⅱ所对应的体积为
因此若物体的体积V保持不变，则求出流体的重量即可得到流体的密度ρ。
B、所述流体的浓度的测量公式为：
其中，c为被测流体的浓度，ρ0为流体所含固体物质的自然容量，即干料密度，ρ为被测流体的浓度，ρc为基准密度即水的密度；
C、因为流体的浓度c与物料干量m0之间的关系式为则翻斗内流体的物料干量的测量公式为/>
其中c为被测流体的浓度，m0为物料干量，mc为水的质量；
D、流体的质量流量qm与被测流体的质量m2之间的关系式为所述流体的质量流量/>
其中，qm为被测流体的质量流量，m2为被测流体的重量，t为物体流过有效截面的时间。
上面结合附图对本发明的具体实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (5)
1.一种配重式翻斗多参数测量方法，其特征在于：所述配重式翻斗多参数测量方法测量的参数包括流体的密度、浓度、物料干量或质量流量；
A、所述流体的密度的测量公式为：
其中ρ为翻斗内流体的密度，m2为翻斗(1)内流体的重量，v为流体的体积；因为当翻斗(1)和翻斗配重(3)平衡时有m2gl2＝m1gl1，则/>
其中，m1为翻斗配重(3)的重量，l1为在翻斗配重(3)与翻斗(1)之间的带有刻度的游梁(4)的长度，l2为翻斗(1)重心到翻斗支座(11)的水平距离，其中当m2gl2大于m1gl1时，翻斗(1)即可翻转；
所述翻斗(1)内液位的高度为H，翻斗水平直角边与斜边之间的夹角为θ，水平直角边a，竖直直角边b，斜边d所构成的直角三角形命名为直角三角形Ⅰ；水平直角边为C，竖直直角边H，斜边e所构成的直角三角形命名为直角三角形II，由相似三角形的性质可知，在直角三角形II中直角边C与斜边e之间的夹角也为θ，h为翻斗(1)的宽，由三角函数关系式可知即/>故直角三角形II的面积/>则直角三角形II所对应的体积为/>
因此若物体的体积V保持不变，则求出流体的重量即可得到流体的密度ρ；
B、所述流体的浓度的测量公式为：
其中，c为被测流体的浓度，ρ0为流体所含固体物质的自然容量，即干料密度，ρ为被测流体的浓度，ρc为基准密度即水的密度；
C、因为流体的浓度c与物料干量m0之间的关系式为则翻斗内流体的物料干量的测量公式为/>
其中c为被测流体的浓度，m0为物料干量，mc为水的质量；
D、流体的质量流量qm与被测流体的质量m2之间的关系式为所述流体的质量流量/>
其中，qm为被测流体的质量流量，m2为被测流体的重量，t为物体流过有效截面的时间。
所述配重式翻斗多参数测量方法的装置包括翻斗(1)、固定螺栓(2)、翻斗配重(3)、带有刻度的游梁(4)、翻斗限位(9)、翻斗支座(11)、底盘(12)；
所述底盘(12)上设置翻斗限位(9)、翻斗支座(11)；翻斗限位(9)位于翻斗(1)下方，翻斗(1)和带有刻度的游梁(4)接为一体，翻斗(1)通过其下部的翻斗刀刃(7)与翻斗支座(11)连接；在翻斗(1)内部设置液位传感器(13)，用于对翻斗(1)内液位的高度进行测量；在带有刻度的游梁(4)上穿上翻斗配重(3)，翻斗配重(3)上设有钻孔(10)，翻斗配重(3)能在带有刻度的游梁(4)上滑动，翻斗配重(3)能由固定螺栓(2)固定在游梁(4)上。
2.根据权利要求1所述的配重式翻斗多参数测量方法，其特征在于：所述底盘(12)上设置调平螺栓(6)、水平泡(8)，测量使用时通过调平螺栓(6)调节底盘(12)使水平泡(8)居中，从而使底盘(12)水平。
3.根据权利要求1所述的配重式翻斗多参数测量方法，其特征在于：所述翻斗支座(11)上设有卡槽，翻斗(1)下部的翻斗刀刃(7)卡在翻斗支座(11)卡槽内。
4.根据权利要求1所述的配重式翻斗多参数测量方法，其特征在于：所述翻斗配重(3)上设有的钻孔(10)用于对翻斗配重(3)的质量进行矫正，矫正时通过在其钻孔(10)内塞进和制造翻斗配重(3)同样的材质进行质量矫正。
5.根据权利要求1所述的配重式翻斗多参数测量方法，其特征在于：所述带有刻度的游梁(4)的下方的底盘(12)上设置有配重限位(5)，穿在带有刻度的游梁(4)上的翻斗配重(3)在带有刻度的游梁(4)上滑动的过程中同时其下端也在配重限位(5)中滑动。
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