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流體換向裝置及該裝置導出導入時間差異補償方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種流體換向裝置及該裝置導出導入時間差異補償方法，該方法包括：換向裝置處于非工作模式的待切換狀態(tài)ClArBl，進入工作模式，Ar、Bl不變，Cl變?yōu)镃r，即狀態(tài)CrArBl；換向裝置處于工作模式，從狀態(tài)CrArBl轉(zhuǎn)換到狀態(tài)CrAlBl，狀態(tài)CrAlBl轉(zhuǎn)換到狀態(tài)ClAlBl、狀態(tài)ClAlBl轉(zhuǎn)換到狀態(tài)ClAlBr，ClAlBr是工作模式的待切換狀態(tài)；換向裝置處于工作模式的待切換狀態(tài)ClAlBr，進入非工作模式Al、Br不變，Cl變?yōu)镃r，即狀態(tài)CrAlBr；水泵停止工作，換向裝置處于非工作模式，從狀態(tài)CrAlBr轉(zhuǎn)到狀態(tài)CrArBr、狀態(tài)CrArBr轉(zhuǎn)到狀態(tài)ClArBr、狀態(tài)ClArBr轉(zhuǎn)到狀態(tài)ClArBl，ClArBl是非工作模式的待切換狀態(tài)。本發(fā)明提供方法實現(xiàn)換向器換出和換入具有相同行程，消除了由行程不同引起的換向器換出和換入的時間差，提高了流量計檢定的精度。
【專利說明】流體換向裝置及該裝置導出導入時間差異補償方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及流量計檢測校準領域，尤其涉及一種流體換向裝置導出導入時間差異 補償方法。

【背景技術】
[0002] 計量是工業(yè)生產(chǎn)的眼睛。流量計量作為計量科學技術重要組成部分，與國民經(jīng)濟、 國防建設、科學研究有密切的關系。做好這一工作，對保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、促進科 學技術的發(fā)展都具有重要的作用，特別是在能源危機、工業(yè)生產(chǎn)自動化程度愈來愈高的當 今時代，流量計在國民經(jīng)濟中的地位與作用更加明顯。
[0003] 換向器作為靜態(tài)質(zhì)量法、靜態(tài)容積法流量裝置的重要組成部件，被廣泛應用在水 流量、油流量及熱能表流量裝置的計量上。其工作原理是利用機械部件改變液體流動方向， 它的作用是保證液體連續(xù)流過被測流量計，準確計量流量計的測量時間。
[0004] 圖1，為基于普通換向器的換向裝置圖，當換向裝置從非工作狀態(tài)進入工作狀態(tài) 時，閥門104關閉，推動裝置101推動換向器102從右（right)向左（left)，水經(jīng)由換向裝 置進入容器103;當其切向非工作狀態(tài)時，換向器將從左（left)向右（right)，水經(jīng)由換向 裝置進入回水管104 ;當工作結(jié)束時，打開閥門105。
[0005] 記換向器從右向左越過分界線時間為，從左擺向右越過分界線的時間為 t^，質(zhì)量流量9">較恒定，那么換向裝置從非工作模式切換到工作模式的流量誤差AQ1為：
[0006] Δ Q1 = -qm · tr ^! (I)
[0007] 換向裝置從工作模式切換到非工作模式的流量誤差AQ2為：
[0008] Δ Q2 = qm · r ⑵
[0009] 故由于換向裝置換向時間帶來的流量誤差AQ為：
[0010] AQ = AQ^AQ2 = qm · t卜r_qm · tr -i = qjt! -r_tr -i) = qm · At (3)
[0011] 上式中At = 為換向裝置正反行程時間不一致的換向時間差。
[0012] 上式表明，對于qm = Const,在I Δ 11 - 0情況下，Δ Q - 〇,即換向裝置td、t卜r 越接近，流量誤差Δ Q就越小。
[0013] 有關研究表明，由于換向器換向擺動具有較大機械行程，兩次換向時間差At量 級達到幾百ms，故要提高流量測量精度，必須克服時間差Λ t引起的誤差影響?；谄胀〒Q 向器的換向裝置換向時由于正反行程時間不一致帶來的誤差較大，是整個流量測量裝置的 主要誤差源，故有必要通過改進換向裝置結(jié)構，最大限度地減少換向時帶來的影響。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0014] 為解決上述技術問題，本發(fā)明的目的是提供一種流體換向裝置及該裝置導出導入 時間差異補償方法，所述裝置和方法實現(xiàn)更換工作模式下單向工作方式，巧妙地克服換向 時由于換向器機械往返時間不一致帶來的影響，將其轉(zhuǎn)換成換向裝置單行程重復性問題， 提高流量測量精度。
[0015] 本發(fā)明的目的通過以下的技術方案來實現(xiàn)：
[0016] 該方法基于量器、換向器和至少兩個換流器實現(xiàn)，設換向器處于左邊和右邊的狀 態(tài)分別記為Cp (；，一換流器處于處于左邊和右邊的狀態(tài)分別另一環(huán)流器處于左邊和 右邊的狀態(tài)分別記為;其方法包括：
[0017] A換向裝置處于非工作模式的待切換狀態(tài)C1AA,進入工作模式，A,、B1不變，C1變 為C r，即狀態(tài)CrArB1 ;
[0018] B換向裝置處于工作模式，從狀態(tài)C1AA轉(zhuǎn)換到狀態(tài)QA1B1，狀態(tài)QA 1B1轉(zhuǎn)換到狀態(tài) C1A1B1、狀態(tài)C1A1B 1轉(zhuǎn)換到狀態(tài)C1A1Br, C1A1Br是工作模式的待切換狀態(tài)；
[0019] C換向裝置處于工作模式的待切換狀態(tài)C1A1B,,進入非工作模式A1A不變，C 1變?yōu)?(；，即狀態(tài)C1A1B^
[0020] D水泵停止工作，換向裝置處于非工作模式，從狀態(tài)C1AA轉(zhuǎn)到狀態(tài)(；AA、狀態(tài) CrArBr轉(zhuǎn)到狀態(tài)C1ArB r'狀態(tài)C1ArBr轉(zhuǎn)到狀態(tài)C1A rB1, C1ArB1是非工作模式的待切換狀態(tài)。
[0021] 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的一個或多個實施例可以具有如下優(yōu)點：
[0022] 實現(xiàn)換向器換出和換入具有相同行程，消除了由行程不同引起的換向器換出和換 入的時間差，提1? 了流量計檢定的精度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023] 圖1是現(xiàn)有技術基于普通流體換向器的換向裝置結(jié)構示意圖；
[0024] 圖2是本發(fā)明提供的流體換向裝置結(jié)構示意圖；
[0025] 圖3是保證流體換向裝置具有相同正反換向時間的方法流程圖。

【具體實施方式】
[0026] 為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合實施例及附圖對本發(fā) 明作進一步詳細的描述。
[0027] 如圖2所示，為相同正反換向時間的流體換向裝置原理圖。針對提出存在問題，對 裝置結(jié)構進行改進，添加了換流器A201、換流器B202,可克服At影響，設換向器、左右換流 器分別為C、A、B，換向器C處于左邊（left)、處于右邊（right)的狀態(tài)分別記為C 1Xp換流 器A處于左邊（left)、右邊（right)的狀態(tài)分別記為Ap 換流器B處于左邊（left)、右 邊（right)的狀態(tài)分別記為VB,。
[0028] 參見圖3,為保證流體換向裝置具有相同正反換向時間的方法流程，由流程圖分析 可知：
[0029] ①由于換流器A(或B)改變狀態(tài)時，換向器C總是接向換流器B (或A)，且其狀態(tài) 都保持不變，故此時工作模式不發(fā)生轉(zhuǎn)變，使得換流器A (或B)正反行程不一致性對整個換 向裝置帶來流量誤差；
[0030] ②由于換向器C狀態(tài)從(；到C1時，換流器A、B都是處于同一狀態(tài)，故此時其工作 模式不變，處于連續(xù)工作狀態(tài)；
[0031] ③換向裝置更換工作模式時，換向器C狀態(tài)都是從C1到(；即從左到右，實現(xiàn)換向 器單向更換工作模式。
[0032] 設裝置處于待切換狀態(tài)，那么：
[0033] ①進入模式時ApB1不變，C1變?yōu)?；，即狀態(tài)C rAJ1，設換向器C進入工作模式（即 第一次從狀態(tài)C1越過分界線到達狀態(tài)(；）的時間為tp/，質(zhì)量流量，較恒定，則換向裝 置從非工作模式切換到工作模式的流量誤差Λ Q1'為：
[0034] AQ1' = -qm * (4)
[0035] 從狀態(tài)C1ArB1到狀態(tài)C 1A1B1、狀態(tài)C1A1B 1到狀態(tài)C1A1B1、狀態(tài)C1A 1B1到狀態(tài)C1A1Br，換 向裝置均沒有帶來由于換向帶來流量誤差，C 1A1B^又是待切換狀態(tài)。
[0036] ②由待切換狀態(tài)C1A1Bp進入非工作模式，Ap 不變，C1變?yōu)?；，即狀態(tài)QA1Bp設 換向器C進入非工作模式（即第二次從狀態(tài)C 1越過分界線到達狀態(tài)(；）的時間為tp/， 質(zhì)量流量qm較恒定，則換向裝置從工作模式切換到非工作模式的流量誤差Λ Q' 2為：
[0037] Δ Q'2 = qm · t卜 r" (5)
[0038] 同理，從狀態(tài)C1A1Br到狀態(tài)CrArB r、狀態(tài)CrArBr到狀態(tài)C1AA、狀態(tài)C 1AA到狀態(tài) C1AA，換向裝置均沒有由于換向帶來的流量誤差，C1AA又是待切換狀態(tài)。
[0039] 因此，在一個完整工作周期內(nèi)，由換向裝置帶來的流量誤差AQ'為：
[0040] AQ，= AQ/+AQ，2 = -r" -/ = -r" -t! -/ ) = (6)
[0041] 上式中AC = tn" -tp/為換向裝置兩次相同單向行程的換向時間差。
[0042] 由于 At'〈〈At,則流量誤差 AQi〈〈AQ。若 h -/ = 1:卜/ , =>Δ0 = Ο，即 換向裝置換向時的流量誤差為零。
[0043] 若水流流場變化，或者推動裝置不穩(wěn)定，都會對換向器的重復性造成削弱，此時會 導致tp/與tp/不重復，但At'重復性（量級幾 ms)相較原來的At(量級幾百ms) 已經(jīng)有顯著減低，本裝置有效地消除換向器導出、導入時間對流量測量的影響，大大提高流 量測量精度。
[0044] 雖然本發(fā)明所揭露的實施方式如上，但所述的內(nèi)容只是為了便于理解本發(fā)明而采 用的實施方式，并非用以限定本發(fā)明。任何本發(fā)明所屬【技術領域】內(nèi)的技術人員，在不脫離本 發(fā)明所揭露的精神和范圍的前提下，可以在實施的形式上及細節(jié)上作任何的修改與變化， 但本發(fā)明的專利保護范圍，仍須以所附的權利要求書所界定的范圍為準。
【權利要求】
1. 流體換向裝置導出導入時間差異補償方法，其特征在于，該方法基于量器、換向器和 至少兩個換流器實現(xiàn)，設換向器處于左邊和右邊的狀態(tài)分別記為 C1、（;，一換流器處于處于 左邊和右邊的狀態(tài)分別另一環(huán)流器處于左邊和右邊的狀態(tài)分別記為氏3^其方法包 括： A換向裝置處于非工作模式的待切換狀態(tài)QAA，進入工作模式，不變，Q變?yōu)镃,， 即狀態(tài)(；ΑΛ ; Β換向裝置處于工作模式，從狀態(tài)C人Βι轉(zhuǎn)換到狀態(tài)，狀態(tài)(；ΑΑ轉(zhuǎn)換到狀態(tài) QAA、狀態(tài)QAA轉(zhuǎn)換到狀態(tài)CABr，CABr是工作模式的待切換狀態(tài)； C換向裝置處于工作模式的待切換狀態(tài)進入非工作模式心、不變，Q變?yōu)?；， 即狀態(tài)(；ΑΑ ; D水泵停止工作，換向裝置處于非工作模式，從狀態(tài)CAB,轉(zhuǎn)到狀態(tài)C,A,B,、狀態(tài) 轉(zhuǎn)到狀態(tài)狀態(tài)轉(zhuǎn)到狀態(tài)是非工作模式的待切換狀態(tài)。
2. 根據(jù)權利要求1所述的流體換向裝置導出導入時間差異補償方法，其特征在于，所 述步驟A中，設換向器進入工作模式即第一次從狀態(tài)Q越過分界線到達狀態(tài)(；的時間為 tp/，質(zhì)量流量9111較恒定，則換向裝置從非工作模式切換到工作模式的流量誤差AQi'為 AQi' = 1 · t卜r'。
3. 根據(jù)權利要求1所述的流體換向裝置導出導入時間差異補償方法，其特征在于，所 述步驟B中，所述換流器改變狀態(tài)時，換向器總是接向不同的換流器，且狀態(tài)保持不變，此 時水流入量器，使得換流器正反行程不一致性對整個換向裝置帶來流量誤差；換向器狀態(tài) 從(；到Q時，所述換流器處于同一狀態(tài)，此時水流入量器，處于連續(xù)工作狀態(tài)，使得換向器 狀態(tài)從(；到Q時，不會對整個換向裝置帶來流量誤差。
4. 根據(jù)權利要求1所述的流體換向裝置導出導入時間差異補償方法，其特征在于，所 述步驟C中，換向器C進入非工作模式，即第二次從狀態(tài)q越過分界線到達狀態(tài)(；的時間 為tp/，質(zhì)量流量(^恒定，則換向裝置從工作模式切換到非工作模式的流量誤差AQ' 2 為：aq'2 = qni · t卜r"。
5. 根據(jù)權利要求2或4所述的流體換向裝置導出導入時間差異補償方法，其特征在于， 所述流體換向裝置模式切換誤差，在一個完整工作周期內(nèi)，由于換向裝置換向時間帶來的 流量誤差Λ Q'為： AQ' =AQ' 汴八。' 1·、- / =9^ - / _t卜r'）=9^41。
6. 根據(jù)權利要求1所述的流體換向裝置，其特征在于， 所述換向器與所述換流器連接； 所述換流器分別連接有量器和回水管； 所述換向器連接設置有推動裝置。
【文檔編號】G01F25/00GK104236684SQ201410549017
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年10月16日 優(yōu)先權日:2014年10月16日
【發(fā)明者】潘云飛, 楊茹, 萬勇, 盧嘉敏, 陳漢松 申請人:廣州能源檢測研究院