CN207866395U - 用于热量表检定的流量控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于热量表检定的流量控制系统，所述流量控制系统包括稳压输送单元、多段测试管路、称重单元和控制单元；控制单元通过对输送阀门的自动控制来选择不同流量的变频泵和不同称重量的称重器，从而实现对不同流量热量表的检定；控制单元通过对称重阀门的自动控制来实现质量法和标准表法的自动转换，实现了质量检定法和标准表检定法的一体化运行，提高了检定效率；控制系统还包括远程传输端口，能够通过互联网或GPRS向服务器上传实时运行数据及历史数据，实现通过PC端或手机端的远程监控无人值守功能。本实用新型提供的全自动检定控制系统实现检定过程的自动化，减少了检定时间，提高检定效率，适合大规模生产与检定。

Description

用于热量表检定的流量控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种流量控制系统，具体地说，涉及一种用于热量表检定的流量控制系统。

背景技术

热量表对流量的计量、对温度的计量以及对热能的计算方式都会对热能计量的准确性产生较大影响；为了确保热量表热能计量的准确性，通常需要使热量表具有符合一定要求的流量计量准确度、温度计量准确度以及热能计算准确度等；因此，热量表在出厂前或者维修等阶段通常会接受流量检定、温度检定以及计算方式检定。

流量检定具有比较法(标准表法)、称重法(质量法)两种检定方式，质量法通常采用静态称重法来计算检定水的质量，而标准表法是采用校准后的标准表来比较待检定热量表的流量计，两种方法通常需要采用两套装置，占用场地空间，而且部分过程需要人工手动操作，致使检测效率低下。

实用新型内容

为了解决上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种用于热量表检定的流量控制系统，以克服现有技术中的缺陷。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种用于热量表检定的流量控制系统，所述流量控制系统包括：稳压输送单元、多段测试管路、称重单元和控制单元；其中，稳压输送单元包括恒温水箱和两路并联的稳压输送管路，恒温水箱的出水口与两路并联的稳压输送管路连通，所述两路并联的稳压输送管路将恒温水稳定地输送至多段测试管路；其中，一路稳压输送管路依次由第一控制阀、第一变频泵、第一稳压罐和第一压力变送器串联连通组成，另一路稳压输送管路依次由第二控制阀、第二变频泵、第二稳压罐和第二压力变送器串联连通组成；第一控制阀、第二控制阀、第一变频泵、第二变频泵、第一压力变送器和第二压力变送器分别与控制单元电连接；多段测试管路由多个单段测试管路并联组成，每段测试管路上依次设有待检测流量表和标准电磁流量计；多段测试管路的进口和出口管路上还分别设有第一温度传感器和第二温度传感器，分别用于测量测试管路进口和出口的水温；待检测流量表、标准电磁流量计、第一温度传感器和第二温度传感器均与控制单元电连接；称重单元包括并联的第一称重器和第二称重器，恒温水由多段测试管路的出水口经转向阀分别进入第一称重器和第二称重器，第一称重器和第二称重器的出水口分别设有第三控制阀和第四控制阀，恒温水经称重单元称重后回到恒温水箱；转向阀、第三控制阀和第四控制阀均与控制单元电连接。

作为对本实用新型所述的流量控制系统的进一步说明，优选地，恒温水箱的出水管上依次设有水量调节控制阀和输水电磁流量计，水量调节控制阀和输水电磁流量计与控制单元电连接。

作为对本实用新型所述的流量控制系统的进一步说明，优选地，控制单元包括输入面板、PID调节器、PLC控制器、控制信号输出器和计算机；PLC控制器分别与输入面板、PID调节器、控制信号输出器和计算机电连接。

作为对本实用新型所述的流量控制系统的进一步说明，优选地，计算机包括数据存储设备、数据显示器和远程传输端口。

作为对本实用新型所述的流量控制系统的进一步说明，优选地，通过输入面板输入待检测的流量信号后，输入流量信号传输至PLC控制器，PLC控制器将输入流量信号分别与第一变频泵和第二变频泵的额定流量信号比较，判断启动单台或两台变频泵，并将相应的变频泵启动信号和控制阀开启信号传输至控制信号输出器，控制信号输出器控制相应控制阀和泵开启，同时控制水量调节控制阀打开至相应开度。

作为对本实用新型所述的流量控制系统的进一步说明，优选地，通过输入面板输入待检测表的流量信号后，输入流量信号传输至PLC控制器，PLC控制器将输入流量信号分别与第一称重器和第二称重器的最大称量重量信号比较，判断选择第一称重器或第二称重器，并将选择称重器信号传输至控制信号输出器，控制信号输出器控制转向阀调节至相应称重器管路。

作为对本实用新型所述的流量控制系统的进一步说明，优选地，通过输入面板选择质量检定方法或者标准表检定方法，并将方法信号传输至PLC控制器，PLC控制器接收输入的方法信号，将方法信号转化为控制阀开闭信号，并将所述开闭信号传输至控制信号输出器，控制信号输出器控制第三控制阀和第四控制阀开闭。

作为对本实用新型所述的流量控制系统的进一步说明，优选地，第一压力变送器和第二压力变送器接收压力信号后传输给PID调节器，PID调节器接收压力信号并与设定压力信号值比较求其偏差，并将偏差电信号传输至PLC控制器，PLC控制器接收偏差电信号并处理后输出频率信号至控制信号输出器，控制信号输出器接收频率信号后调节第一变频泵或第二变频泵的转速，从而实现恒压供水。

作为对本实用新型所述的流量控制系统的进一步说明，优选地，第一温度传感器和第二温度传感器接收温度信号后传输至PLC控制器，PLC控制器接收温度信号并传输至计算机。

本实用新型提供的用于热量表检定的流量控制系统不仅能够实现不同口径的热量表同时检定，同时也能够实现质量检定法和标准表检定法的一体化运行和自动切换，提高了检定效率，而且所述控制系统能够通过互联网或GPRS向服务器上传实时运行数据及历史数据，实现通过PC端或手机端的远程监控无人值守功能。

附图说明

图1为本实用新型用于热量表检定的流量控制系统的结构示意图；

图2为本实用新型用于热量表检定的流量控制系统的控制原理图。

附图标记说明如下：

稳压输送单元1、恒温水箱11、水量调节控制阀111、输水电磁流量计112、第一控制阀12、第二控制阀13、第一变频泵14、第二变频泵15、第一稳压罐16、第二稳压罐17、第一压力变送器18、第二压力变送器19、多段测试管路2、待检测流量表21、标准电磁流量计22、第一温度传感器23、第二温度传感器24、称重单元3、第一称重器31、第二称重器32、转向阀33、第三控制阀34、第四控制阀35、控制单元4、输入面板41、PID调节器42、PLC控制器43、控制信号输出器44、计算机45、数据存储设备451、数据显示器452和远程传输端口453。

具体实施方式

为了能够进一步了解本实用新型的结构、特征及其他目的，现结合所附较佳实施例附以附图详细说明如下，本附图所说明的实施例仅用于说明本实用新型的技术方案，并非限定本实用新型。

如图1所示，图1为本实用新型用于热量表检定的流量控制系统的结构示意图；所述流量控制系统包括：稳压输送单元1、多段测试管路2、称重单元3和控制单元4；其中，稳压输送单元1包括恒温水箱11和两路并联的稳压输送管路，恒温水箱11的出水管上依次设有水量调节控制阀111和输水电磁流量计112，输水电磁流量计112用于测量瞬时流量的示值，覆盖整个流量范围(0.015～12)m³/h，并具有远传信号输出功能。水量调节控制阀111和输水电磁流量计112与控制单元4电连接，恒温水箱11的出水口与两路并联的稳压输送管路连通，所述两路并联的稳压输送管路将恒温水稳定地输送至多段测试管路2；其中，一路稳压输送管路依次由第一控制阀12、第一变频泵14、第一稳压罐16和第一压力变送器18串联连通组成，另一路稳压输送管路依次由第二控制阀13、第二变频泵15、第二稳压罐17和第二压力变送器19串联连通组成；第一控制阀12、第二控制阀13、第一变频泵14、第二变频泵15、第一压力变送器18和第二压力变送器19分别与控制单元4电连接。其中第一变频泵14、第二变频泵15的额定流量相同或一大一小。

多段测试管路2由多个单段测试管路并联组成，各段测试管路的管径可以是相同的或不同的或部分相同，以满足不同口径的热量表同时检定的要求，可检定热量表的口径为DN15～DN32，可同时检定热量表的数量为8～16个；每段测试管路上依次设有待检测流量表21和标准电磁流量计22，每段测试管路的入口处还设有测试管路控制阀，控制阀可以是手动调节的截止阀或与控制单元4连接的电磁阀，测试管路控制阀可以控制待检定热量表分批次检定；多段测试管路2的进口和出口管路上还分别设有第一温度传感器23和第二温度传感器24，分别用于测量测试管路进口和出口的水温，温差计量范围为2K～130K；待检测流量表21、标准电磁流量计22、第一温度传感器23和第二温度传感器24均与控制单元4电连接。

称重单元3包括并联的第一称重器31和第二称重器32，第一称重器31的最大称重量为1000kg，第二称重器32的最大称重量为3000kg，恒温水由多段测试管路2的出水口经转向阀33分别进入第一称重器31和第二称重器32，第一称重器31和第二称重器32的出水口分别设有第三控制阀34和第四控制阀35，恒温水经称重单元3称重后回到恒温水箱11；转向阀33、第三控制阀34和第四控制阀35均与控制单元4电连接。当第三控制阀34和第四控制阀35关闭时，恒温水进入第一称重器31或第二称重器32称重，通过质量法对标准表进行校正；当第三控制阀34或第四控制阀35打开时，恒温水流经第一称重器31或第二称重器32回到恒温水箱，通过标准表进行流量检定。本装置可满足2、3级热量表检定。

热量表检定装置配备光学读数头，对满足标准协议要求的被测表可通过光学接口自动读取瞬时流量、累积流量、功率、累积热量、进回水温度、运行时间等数据。

如图2所示，图2为本实用新型用于热量表检定的流量控制系统的控制原理图；控制单元4包括输入面板41、PID调节器42、PLC控制器43、控制信号输出器44和计算机45；PLC控制器43分别与输入面板41、PID调节器42、控制信号输出器44和计算机45电连接；计算机45包括数据存储设备451、数据显示器452和远程传输端口453。

检定信号可经输入面板41输入或经传感器自动采集，输入的检定参数信号经A/D转换器转换后，得到的数字信号传输至PLC控制器43，经PLC控制器43处理后将信号传输至控制信号输出器44，控制信号输出器44控制终端执行控制信号，经PLC控制器43处理后将信号还传输至计算机45，通过数据显示器452显示检定的数据，同时通过数据存储设备451如硬盘等进行数据储存，需要采集的数据有装置运行时间、流量、温度、压力等；默认数据采集存储间隔周期为10秒～30秒或者可根据用户的需求设置。为了保证数据存储的可靠性，系统对每天运行的数据进行备份，系统控制器记录的历史数据具有导出功能，历史数据可以按日期导出，格式为Excel或SQLite。试验过程中可通过计算机采集显示试验管路的瞬时流量、管路的温度、管路压力，并通过软件显示，图形显示泵阀等部件，相应参数显示于实际测试点，一目了然。远程传输端口453可以通过互联网或GPRS向服务器上传实时运行数据及历史数据，实现通过PC端或手机端的远程监控无人值守功能。

通过输入面板41输入待检测的流量信号后，输入流量信号传输至PLC控制器43，PLC控制器43将输入流量信号分别与第一变频泵14和第二变频泵15的额定流量信号比较，判断启动单台或两台变频泵，并将相应的变频泵启动信号和控制阀开启信号传输至控制信号输出器44，控制信号输出器44控制相应控制阀和泵开启，同时控制水量调节控制阀111打开至相应开度。通过控制器对启动泵数量的选择来实现不同流量范围的自动供水，增加了热量表的流量检定范围，也避免大流量泵输送的水流量过小对泵造成的损坏，或输送泵频繁调节输送水量造成的供水系统的不稳定。

通过输入面板41输入待检测表的流量信号后，输入流量信号传输至PLC控制器43，PLC控制器43将输入流量信号分别与第一称重器31和第二称重器32的最大称量重量信号比较，判断选择第一称重器31或第二称重器32，并将选择称重器信号传输至控制信号输出器44，控制信号输出器44控制转向阀33调节至相应称重器管路。通过控制器对不同称重量称重器的选择，配合不同流量输送泵的选择实现不同流量热量表的检定。本控制系统采用快速闭式换向器，动作速度快，噪音小，密封性好。

通过输入面板41选择质量检定方法或者标准表检定方法，并将方法信号传输至PLC控制器43，PLC控制器43接收输入的方法信号，将方法信号转化为控制阀开闭信号，并将所述开闭信号传输至控制信号输出器44，控制信号输出器44控制第三控制阀34和第四控制阀35开闭。通过对第三控制阀34和第四控制阀35的控制实现质量法和标准表法的自动转换，实现两种方法一体化检定。

第一压力变送器18和第二压力变送器19接收压力信号后传输给PID调节器42，PID调节器42接收压力信号并与设定压力信号值比较求其偏差，并将偏差电信号传输至PLC控制器43，PLC控制器43接收偏差电信号并处理后输出频率信号至控制信号输出器44，控制信号输出器44接收频率信号后通过变频器调节第一变频泵14或第二变频泵15的转速，从而实现恒压供水。装置采用特有的控制器控制变频器双闭环控制方式，以保证工作状态时流速的稳定，采用恒压变频控制技术，使供水压力更稳定，保证管路供水这一环路水流量平稳度在要求的范围内。

系统采用先进的进口流量调节阀，配合高精度设计的流量控制算法，实现瞬时流量的全自动控制，在检定过程中，只需设定当前流量点，启动系统检定，与恒压系统配合系统会自动完成流量控制，保证了检定效率和工作状态的稳定。

第一温度传感器23和第二温度传感器24接收温度信号后传输至PLC控制器43，PLC控制器43接收温度信号并传输至计算机45，计算机通过显示器显示温度测量值；同理测量的压力和流量信号通过系统接收也在显示器上予以显示。

本控制系统还具备安全防护功能：当系统发生故障时具备状态记录自动存贮功能和报警功能，当发生意外情况或者紧急情况时，系统能自动进行硬件安全自锁和防护；系统电源控制柜可以完成手动控制操作，用于控制所有的动力设备启停，为整个装置提供配电，并有过载、过流、过压及漏电保护措施。

本实用新型提供的全自动检测与控制系统可根据检定规程或检验规则的要求预先设置好检测点和检测状态，实现流量检测、温度检测、流量控制、阀门选择、电子秤(或标准表)读取、被检表的读取都采用计算机统一控制，实现检定过程的自动化，减少了检定时间，提高检定效率，适合大规模生产与检定。

需要声明的是，上述实用新型内容及具体实施方式意在证明本实用新型所提供技术方案的实际应用，不应解释为对本实用新型保护范围的限定。本领域技术人员在本实用新型的精神和原理内，当可作各种修改、等同替换或改进。本实用新型的保护范围以所附权利要求书为准。

Claims (9)

1.一种用于热量表检定的流量控制系统，其特征在于，所述流量控制系统包括：稳压输送单元(1)、多段测试管路(2)、称重单元(3)和控制单元(4)；其中，

稳压输送单元(1)包括恒温水箱(11)和两路并联的稳压输送管路，恒温水箱(11)的出水口与两路并联的稳压输送管路连通，所述两路并联的稳压输送管路将恒温水稳定地输送至多段测试管路(2)；

其中，一路稳压输送管路依次由第一控制阀(12)、第一变频泵(14)、第一稳压罐(16)和第一压力变送器(18)串联连通组成，另一路稳压输送管路依次由第二控制阀(13)、第二变频泵(15)、第二稳压罐(17)和第二压力变送器(19)串联连通组成；第一控制阀(12)、第二控制阀(13)、第一变频泵(14)、第二变频泵(15)、第一压力变送器(18)和第二压力变送器(19)分别与控制单元(4)电连接；

多段测试管路(2)由多个单段测试管路并联组成，每段测试管路上依次设有待检测流量表(21)和标准电磁流量计(22)；多段测试管路(2)的进口和出口管路上还分别设有第一温度传感器(23)和第二温度传感器(24)，分别用于测量测试管路进口和出口的水温；待检测流量表(21)、标准电磁流量计(22)、第一温度传感器(23)和第二温度传感器(24)均与控制单元(4)电连接；

称重单元(3)包括并联的第一称重器(31)和第二称重器(32)，恒温水由多段测试管路(2)的出水口经转向阀(33)分别进入第一称重器(31)和第二称重器(32)，第一称重器(31)和第二称重器(32)的出水口分别设有第三控制阀(34)和第四控制阀(35)，恒温水经称重单元(3)称重后回到恒温水箱(11)；转向阀(33)、第三控制阀(34)和第四控制阀(35)均与控制单元(4)电连接。

2.如权利要求1所述的流量控制系统，其特征在于，恒温水箱(11)的出水管上依次设有水量调节控制阀(111)和输水电磁流量计(112)，水量调节控制阀(111)和输水电磁流量计(112)与控制单元(4)电连接。

3.如权利要求2所述的流量控制系统，其特征在于，控制单元(4)包括输入面板(41)、PID调节器(42)、PLC控制器(43)、控制信号输出器(44)和计算机(45)；PLC控制器(43)分别与输入面板(41)、PID调节器(42)、控制信号输出器(44)和计算机(45)电连接。

4.如权利要求3所述的流量控制系统，其特征在于，计算机(45)包括数据存储设备(451)、数据显示器(452)和远程传输端口(453)。

5.如权利要求3所述的流量控制系统，其特征在于，通过输入面板(41)输入待检测的流量信号后，输入流量信号传输至PLC控制器(43)，PLC控制器(43)将输入流量信号分别与第一变频泵(14)和第二变频泵(15)的额定流量信号比较，判断启动单台或两台变频泵，并将相应的变频泵启动信号和控制阀开启信号传输至控制信号输出器(44)，控制信号输出器(44)控制相应控制阀和泵开启，同时控制水量调节控制阀(111)打开至相应开度。

6.如权利要求5所述的流量控制系统，其特征在于，通过输入面板(41)输入待检测表的流量信号后，输入流量信号传输至PLC控制器(43)，PLC控制器(43)将输入流量信号分别与第一称重器(31)和第二称重器(32)的最大称量重量信号比较，判断选择第一称重器(31)或第二称重器(32)，并将选择称重器信号传输至控制信号输出器(44)，控制信号输出器(44)控制转向阀(33)调节至相应称重器管路。

7.如权利要求3所述的流量控制系统，其特征在于，通过输入面板(41)选择质量检定方法或者标准表检定方法，并将方法信号传输至PLC控制器(43)，PLC控制器(43)接收输入的方法信号，将方法信号转化为控制阀开闭信号，并将所述开闭信号传输至控制信号输出器(44)，控制信号输出器(44)控制第三控制阀(34)和第四控制阀(35)开闭。

8.如权利要求3所述的流量控制系统，其特征在于，第一压力变送器(18)和第二压力变送器(19)接收压力信号后传输给PID调节器(42)，PID调节器(42)接收压力信号并与设定压力信号值比较求其偏差，并将偏差电信号传输至PLC控制器(43)，PLC控制器(43)接收偏差电信号并处理后输出频率信号至控制信号输出器(44)，控制信号输出器(44)接收频率信号后调节第一变频泵(14)或第二变频泵(15)的转速，从而实现恒压供水。

9.如权利要求3所述的流量控制系统，其特征在于，第一温度传感器(23)和第二温度传感器(24)接收温度信号后传输至PLC控制器(43)，PLC控制器(43)接收温度信号并传输至计算机(45)。