專利名稱:測量液體流量之流量表的制作方法
本發明涉及測量液體流量用的流量表。假如堰上流區的液面與實際液面液體流過堰之流量之間的關系已知，液體流量率即可藉量測堰上流區的液面而得知。本發明特別涉及裝備有此種堰之流量表的構造。雖然在壓力改變時，凝結水會再蒸發，但因在堰前之空間及出堰后之空間為等壓力，凝結水流經堰時不會蒸發。因此，本發明之流量表對于使用在蒸汽管路中測量凝結水特別有用。
本發明之申請人曾進行一種應用所謂比例堰的流量表的研究。所謂比例堰即是液體之流量與堰上流區之液面成比例。此種流量表于外殼的內部空間以一垂直壁分隔成一上流空間，且在此殼的上部份形成一入口，和欲測量的系統連接及一下流空間，且在外殼之下部份形成一出口，上流及下流空間藉一在分隔壁上部的空間彼此相通，一可自動泄放液體之浮控閥裝設在出口處，而在上流空間內之液面以一浮筒或其類似物予以量測。由于流經孔口的液體流量與液面至孔口間之距離平方根成正比，故此比例堰是一寬度由下往上逐漸減小的垂直長開縫。
上述比例堰流量測量之精度隨流量之減少而減小。這是因為在測量上流空間內的液面時，液面之擾動及/或將浮筒之位移轉換成對應的電信號的機構內之滑動構件，其與接觸面間的阻力將產生測量誤差，而這些影響誤差之因素又不因液面而改變，故這些影響誤差之因素影響測量精度的程度將在流量減少時更為顯著。
因此，本發明之一技術主題為提供一所謂恒精度堰，其中流量的變化和液面變化之比于流量減少時可減少，故不管液面如何，流量可以一定測量精度予以測量，即言，所測量液面之誤差不管液面如何保持一定。
用以解決上述技術問題的本發明技術，包括一新穎之堰外形設計，使由液面固定變化所引起流量變化和實際液面的總流量之比與液面無關，可保持定值。
堰之寬度由下列之數字計算決定。第一，流量率測量精度值及在對應于堰底的液面時之流量皆為已定。第二，設計一孔口，可在對應于堰底之液面時提供此特定之流量，及提供流量測量精度值不大于此設計特定值。第三，設定此堰由一系列長方形孔口構成，且每一孔口以一固定微小高度彼此累疊在一起，及各長方形孔口之寬度的設計，使得藉置換一長方形孔口所得之流量增量和總流量之比與所定流量測量精度值一致。
上述技術手段之操作如下液體經由入口流入由分隔壁所限定之上流空間內，然后，經由孔口及堰進入下流空間內，再由出口流出。因為在上流空間處之液面與在堰處之流量之間關系已知，故在堰處之流量可依據測量之液面獲得。
只要在上流空間內液面變化范圍是在堰高度內， 此固定液面變化之流量增減和總流量之比值即為恒定而可與設定精度值一致。同時，不管液面如何，液面測量誤差如同傳統的液面測量，實際上是恒定的。對應地，流量測量精度值為定值，與液面無關。
本發明特別功效如下因為不管液面如何，本發明流量表之流量精度值保持恒定，故本發明之流量表不管流量大小或流量之變化如何皆可精確地測量流量。
在一利用本發明之恒精確堰內，流量依一液面之指數函數而變，因此，此恒精確堰的流量，測量范圍較傳統有同樣高度之比例堰更廣。
對本發明上述技術的較佳實施例，配合圖1和圖2，敘述如下。
一流量表之檢測單元10具有一外殼。此外殼包括一本體12及一以螺栓固定到本體12上的蓋部14。一杯形之分隔件16設在此外殼內。此分割件16之內部及在此分割件16上部延伸之空間形成了上流空間18，而此分割件16之外部及由此分割件16向下延伸之空間形成了一下流空間20。一用以連接到待測量系統之入口22，經由一圓筒形篩24，一由構件13所構成之水坑15及引入槽17與上流空間18的上端相通。一液體泄放口26則在下流空間20的下端形成。此液體泄放口26經由一直立通道與出口28相通。
上流空間18及下流空間20藉在分別件16上端形成的通孔30而相通。在使用時，一自動排放閥，如浮筒閥(未示)設在出口28，以保持下流空間20的壓力與上流空間18內的壓力相同。分割件16進一步又在圍繞之壁上設有一孔口32及一堰24。
堰34的形狀依下述條件而決定。第一，設定流量測量精度值及當對應于堰底之液面時的流量第二，設計一孔口，當對應于堰底之液面時可提供此設定流量，及第三，假定此堰是由一系列長方形口構成，而每一孔口以固定微小高度互為堆疊在一起，決定各長方形孔口之寬度，使藉置換一長方形孔口所得之流量增加量和總流量之比與所定流量測量精度值一致。
設計堰34的標準程度將在下文詳述之。假設流量測量精度為2%，孔口32的直徑為5mm，而由孔口到堰34下端的距離為12.4mm。然后，當液面一致于堰34之底時，水流經孔口32之流量適為20.91kg/hr。堰34高度(mm)的計算值(由堰34底起算之液面高度)，堰寬度(mm)，及流量(kg/hr)列于表一。
表一高度(mm) 寬度(mm) 流量(kg/hr)1 0.23 21.752 0.34 22.633 0.42 23.554 0.49 24.505 0.55 25.4910 0.80 31.0720 1.30 46.1730 1.97 68.6040 2.95 101.9450 4.40 151.4760 6.55 225.0870 9.73 334.4580 14.47 496.9790 21.50 738.48100 31.95 1097.33
圖2表示孔口32及堰34依據表一數據所決定出之對應外形，及一由表一流量率(Q)與堰34高度(H)之關系所描出之曲線。參考數字43表示綱路之連接器。
一絕緣板36，支持構件38及40被裝設在蓋部14的頂端。一電位計42置于支持構件40的中部，且由一保護蓋44將其蓋住。電線和端子板(未示)設在保護蓋44內。
一薄壁管46由電位計處向下延伸，以密封方式穿過保護蓋14，直到分割件16底部的中間部位。穿過且固定于中空球形浮筒48的管50以可滑動方式連接于管46上。磁鐵52及56分別連接于浮筒48的管50及電位計42的引動桿54上。
浮筒48設有輪葉49。一倒置U形管51被安排在水坑15處并向下延伸。當浮筒48停留在底部時，U形管53的一端到達輪葉之水平面上，與其相切。
液面的測量以下述方法進行之。浮筒48依照上流空間18液面的變化而升降。然后′，引動桿54因磁鐵52及56相互作用隨著浮筒48的移動而被連動。引動桿54的此位移由電位計42轉換成對應的電氣信號。故在上流空間18內的液面藉此電氣信號表示出來。
假如流量小，自入口22流入之液體在水坑15處聚集，間歇地流流入倒U形管51，撞攻輪葉49，使浮筒48轉動。假如流量率大，液體亦流經引導槽17，以切線方向沿著浮筒48流入上流空間18，以旋轉液體。因為浮筒48對應地轉動，浮筒48即可依液面，圓滑地上下移動。
當然，此流量表需再設有將上述方法偵測出的液面計算出并顯示之構件，但此皆為習知，故說明已省略。

圖1是本發明流量表-較佳實施例之檢測單元的剖視圖。
圖2為本發明一標準堰之側視圖，及一表示堰之液面高度與流量之之間的關系的曲線圖。
16分割件 18上流空間20下流空間 22入口26泄放口 30通孔32孔口 34堰42電位計 46薄壁管48浮筒 52磁鐵54引動桿 56磁鐵
權利要求
一種測量流體流量率之流量表，其特征是可以檢測相對于堰之上流空間內的液面，并且可以依據液面和流經堰之液體流量之間的關系確定液體之流量率，其中堰的寬度的設計使得由液面的固定變化所引起之流量變化和實際液面的總流量之比可保持定值而與液面無關。
專利摘要
一種測量流體流量之流量表，可以檢測相對于堰之上流空間內的液面，并且可以依據液面和流經堰之液體流量之間的關系確定液體之流量。其中堰的寬度的設計使得由液面的固定變化所引起之流量變化和實際液面的總流量之比可保持定值而與液面無關。
文檔編號G01F1/00GK85105205SQ85105205
公開日1987年2月18日 申請日期1985年7月8日
發明者長谷川義彥 申請人:Tlv有限公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan