一种磁吸式大量程固体颗粒混合液流量测量装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种磁吸式大量程固体颗粒混合液流量测量装置，包括进水切换分配机构和左、右盛水槽，各盛水槽的底部均设有出水口并连接同一三通排水管；进水切换分配机构包括一进水分配管和两开关球，进水分配管的两分水管分别伸入两盛水槽内且前端部均设有电磁铁，开关球位于分水管与出水口之间，以在电磁铁通、断电时切换封住分水管管口和出水口；各盛水槽内均设有水位开关，水位开关、电磁铁的供电单元与控制装置电性连接，以在盛水槽内水位触发水位开关时，控制电磁铁通电吸住开关球，封住分水管管口，同时使另一盛水槽内电磁铁断电放开开关球，封住出水口。该流量测量装置结构简单，运行稳定可靠，可测量流量变化大且含有固体颗粒的流体流量。
【专利说明】一种磁吸式大量程固体颗粒混合液流量测量装置

【技术领域】
[0001]本发明涉及流体流量测量【技术领域】，特别涉及一种磁吸式大量程固体颗粒混合液流量测量装置，可用于测量流量变化大且含有泥沙或其他固体颗粒的流体的流量。

【背景技术】
[0002]流体中含有泥沙或者其他固体颗粒的自动测量是目前测量问题的难点。在很多情况下需要测量介质是固体颗粒且流量变化大的流体的流量，例如江河湖海或者渠道中泥浆污水的流量。这些流体流量变化很大，水压低，水头低且含有杂质。由于一般的接触式流量计要求所测流体不能含有大量固体颗粒或者其他一些杂质否则会造成测量管道堵塞，因而该种类流量计不能用于上述情况。而一些非接触式流量计，比如超声波流量计、电磁流量计等，可通过固体颗粒混合液的流体。但是由非接触式流量计计量原理可知，所测流体在充满管道时测量才有效，因此不适用于流量变化大的水文观测。


【发明内容】

[0003]本发明的目的在于提供一种磁吸式大量程固体颗粒混合液流量测量装置，该流量测量装置结构简单，运行稳定可靠，可测量流量变化大且含有固体颗粒的流体流量。
[0004]为实现上述目的，本发明采用的技术方案是:一种磁吸式大量程固体颗粒混合液流量测量装置，包括进水切换分配机构和左、右盛水槽，所述左、右盛水槽的底部分别开设有出水口，两出水口与一三通排水管的两进水端连接；所述进水切换分配机构包括一倒Y形进水分配管和可被磁力吸引的两开关球，所述倒Y形进水分配管由进水管和与之相连通的两分水管构成，两分水管分别伸入所述左、右盛水槽内并位于所述出水口正上方，所述分水管前端部均设有电磁铁，所述开关球位于所述分水管与所述出水口之间且其尺寸与所述分水管管口和所述出水口相适应，以在所述电磁铁通、断电时，切换封住所述分水管管口和所述出水口 ；所述左、右盛水槽内均设有水位开关，所述水位开关与控制装置电性连接，所述控制装置的输出端与所述电磁铁的供电单元电性连接，以在所述左盛水槽或右盛水槽内水位达到设定高度并触发所述水位开关时，发出控制命令使所述左盛水槽或右盛水槽内的电磁铁通电并吸住所述开关球，以封住所述分水管管口，同时使所述右盛水槽或左盛水槽内的电磁铁断电并放开所述开关球，以封住所述出水口。
[0005]进一步的，所述三通排水管的排水管上安装有光电传感器，所述光电传感器与所述控制装置电性连接，以测量通过流体所含固体介质量。
[0006]进一步的，所述左、右盛水槽上设有上盖，所述倒Y形进水分配管的进水管穿出所述上盖外部。
[0007]进一步的，所述倒Y形进水分配管经支撑架连接于所述左、右盛水槽上。
[0008]进一步的，所述分水管管口和所述出水口上均安装有密封圈，以使所述开关球可靠封住所述分水管管口和所述出水口。
[0009]进一步的，所述开关球均是密度大于水的不锈钢空心球，且可被通电的所述电磁铁磁力吸附。
[0010]进一步的，所述进水管的流通面积不大于所述出水口和三通排水管的流通面积。
[0011]进一步的，所述控制装置上电性连接有输入输出接口、存储记忆卡、无线通讯模块、电源模块、显示模块以及人机交互模块。
[0012]与现有技术相比，本发明的有益效果是:结构简单紧凑，运行稳定可靠，可进行各种流体流量的测量，在野外工作时可增加计量精确度，测量不受流体温度、颗粒度、密度、压力、粘度、电导率等变化的影响，特别适用于流量变化大且含有固体颗粒较多的流体的流量测量。

【专利附图】

【附图说明】
[0013]图1为本发明实施例的结构主视图。
[0014]图2为本发明实施例的外部结构图。
[0015]图3为图2去除上盖后的结构示意图。
[0016]图中:1-上盖，11-人机界面，12-进水管，13-控制箱，21-左盛水槽，22-右盛水槽，3-倒Y形进水分配管，31-左分水管管口，32-右分水管管口，41-左开关球，42-右开关球，51-左出水口，52-右出水口，61-左水位开关，62-右水位开关，71-左电磁铁，72-右电磁铁，8-支撑架，9-Y形三通排水管，10-光电传感器。

【具体实施方式】
[0017]下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
[0018]本发明的磁吸式大量程固体颗粒混合液流量测量装置，如图1、2、3所示，包括进水切换分配机构和左盛水槽21、右盛水槽22，左盛水槽21、右盛水槽22的底部分别开设有左出水口 51、右出水口 52，左出水口 51、右出水口 52同时与Y型三通排水管9的两进水端连接；进水切换分配机构包括倒Y形进水分配管3和可被磁力吸引的左开关球41、右开关球42，倒Y形进水分配管3由进水管12和与之相连通的左、右分水管构成，左、右分水管分别伸入左盛水槽21、右盛水槽22内并位于左出水口 51、右出水口 52正上方，左、右分水管前端部分别设有左电磁铁71、右电磁铁72，左开关球41、右开关球42分别位于左分水管管口31、右分水管管口 32与左出水口 51、右出水口 52之间且其尺寸与分水管管口和出水口相适应，以在电磁铁通、断电时，切换封住左分水管管口 31、右分水管管口 32和左出水口 51、右出水口 52 ;左盛水槽21、右盛水槽22内分别设有左水位开关61、右水位开关62，左水位开关61、右水位开关62与控制装置电性连接，控制装置的输出端与左电磁铁71、右电磁铁72的供电单元电性连接，以在左盛水槽21内水位达到设定高度并触发左水位开关61时，发出控制命令使左盛水槽21内的左电磁铁71通电并吸住左开关球41，以封住左分水管管口31，同时使右盛水槽22内的右电磁铁72断电并放开右开关球42，以封住右出水口 52，或者在右盛水槽22内水位达到设定高度并触发右水位开关62时，发出控制命令使右盛水槽22内的右电磁铁72通电并吸住右开关球42，以封住右分水管管口 32，同时使左盛水槽21内的左电磁铁71断电并放开左开关球41，以封住左出水口 51。Y型三通排水管9的排水管上安装有光电传感器10，光电传感器与控制装置电性连接，以测量通过流体所含固体介质量。
[0019]在本实施例中，左盛水槽21、右盛水槽22上设有上盖1，倒Y形进水分配管3的进水管12穿出上盖1外部。倒Y形进水分配管3经支撑架8连接于左盛水槽21、右盛水槽22上。
[0020]为了防止漏水，左分水管管口 31、右分水管管口 32和左出水口 51、右出水口 52上均安装有密封圈，以使左开关球41、右开关球42可靠封住左分水管管口 31、右分水管管口32和左出水口 51、右出水口 52。在本发明较佳实施例中，左开关球41、右开关球42均是密度大于水的不锈钢空心球，且可被通电的左电磁铁71、右电磁铁72磁力吸附。
[0021]为了保证排水速度不小于进水速度，进水管12的流通面积不大于左出水口 51、右出水口 52和Y型三通排水管9的流通面积。
[0022]在本实施例中，左电磁铁71、右电磁铁72配有由控制装置控制通断的供电单元，供电为电池或外接电源，使用广泛，工作稳定，例如蓄电池，蓄电池可在户外结合太阳能板使用。控制装置可以是单片机，也可以是PLC等控制器，控制装置上电性连接有输入输出接口、存储记忆卡、无线通讯模块、电源模块、显示模块以及人机交互模块，例如WiFi无线发射器、启停开关、外接电源插头、显示屏与人机界面11 (即控制面板)、程序输入端口，可以实现外接电源、内置电池电量显示、记录模式显示和存储空间的访问与更改。控制装置设于上盖1上的控制箱13内，控制箱13内部可装有24V车载电池，并配有USB接口，用于接入其它可用的移动电源。人机界面11也设于上盖1上。通过控制箱13就能实现对整套设备的实时记录，同时也可以根据需要决定是否要利用WiFi技术实现无线传输，或利用存储记忆卡来记录数据。
[0023]在本实施例中，该流量测量装置的工作原理如下:装置上电保持左电磁铁71断电，右电磁铁72通电状态(即左开关球41处于左出水口 51处，右开关球42处于右分水管管口 32处，此时流体流向左盛水槽21);当所测流体从进水管12进入左盛水槽21内直至液位到达左水位开关61处时，左水位开关61高电位且左电磁铁71通电产生磁力吸引左开关球41至左分水管管口 31处，阻断进水，同时右电磁铁72断电失磁，右开关球42掉落至右出水口 52处，右盛水槽22开始进水，此时状态为左盛水槽21排水右盛水槽22进水；当右盛水槽22内液位到达右水位开关62处时，右水位开关62高电位且右电磁铁72通电产生磁力吸引右开关球42至右分水管管口 32处，阻断进水，同时左电磁铁71断电失磁，左开关球41掉落至左出水口 51处，左盛水槽21开始进水，此时状态为左盛水槽21进水右盛水槽22排水。至此为一个计数周期，整个设备工作状态按此周期循环。左水位开关61、右水位开关62每次由低电平到高电平变化一次，控制装置计数增加1 (即表示为通过1个体积V)，则最后流量计算公式为:Q=计数*盛水槽体积V。即假设每个盛水槽的容积为1L，则水位开关每开关一次，该流量测量装置流过的流体体积就为1L。本发明利用了数学公式“总量=体积*次数”来统计总流量的，即q=vXn，这种方法简单、实用且方便。可通过控制装置对水位开关通断次数的计数来最终计算流量测量装置所通过流体的总流量，并且可将其定时保存至存储卡或者通过无线装置发送出去。
[0024]以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种磁吸式大量程固体颗粒混合液流量测量装置，其特征在于，包括进水切换分配机构和左、右盛水槽，所述左、右盛水槽的底部分别开设有出水口，两出水口与一三通排水管的两进水端连接；所述进水切换分配机构包括一倒Y形进水分配管和可被磁力吸引的两开关球，所述倒Y形进水分配管由进水管和与之相连通的两分水管构成，两分水管分别伸入所述左、右盛水槽内并位于所述出水口正上方，所述分水管前端部均设有电磁铁，所述开关球位于所述分水管与所述出水口之间且其尺寸与所述分水管管口和所述出水口相适应，以在所述电磁铁通、断电时，切换封住所述分水管管口和所述出水口 ；所述左、右盛水槽内均设有水位开关，所述水位开关与控制装置电性连接，所述控制装置的输出端与所述电磁铁的供电单元电性连接，以在所述左盛水槽或右盛水槽内水位达到设定高度并触发所述水位开关时，发出控制命令使所述左盛水槽或右盛水槽内的电磁铁通电并吸住所述开关球，以封住所述分水管管口，同时使所述右盛水槽或左盛水槽内的电磁铁断电并放开所述开关球，以封住所述出水口。
2.根据权利要求1所述的一种磁吸式大量程固体颗粒混合液流量测量装置，其特征在于，所述三通排水管的排水管上安装有光电传感器，所述光电传感器与所述控制装置电性连接，以测量通过流体所含固体介质量。
3.根据权利要求1所述的一种磁吸式大量程固体颗粒混合液流量测量装置，其特征在于，所述左、右盛水槽上设有上盖，所述倒Y形进水分配管的进水管穿出所述上盖外部。
4.根据权利要求1所述的一种磁吸式大量程固体颗粒混合液流量测量装置，其特征在于，所述倒Y形进水分配管经支撑架连接于所述左、右盛水槽上。
5.根据权利要求1所述的一种磁吸式大量程固体颗粒混合液流量测量装置，其特征在于，所述分水管管口和所述出水口上均安装有密封圈，以使所述开关球可靠封住所述分水管管口和所述出水口。
6.根据权利要求1所述的一种磁吸式大量程固体颗粒混合液流量测量装置，其特征在于，所述开关球均是密度大于水的不锈钢空心球，且可被通电的所述电磁铁磁力吸附。
7.根据权利要求1所述的一种磁吸式大量程固体颗粒混合液流量测量装置，其特征在于，所述进水管的流通面积不大于所述出水口和三通排水管的流通面积。
8.根据权利要求1所述的一种磁吸式大量程固体颗粒混合液流量测量装置，其特征在于，所述控制装置上电性连接有输入输出接口、存储记忆卡、无线通讯模块、电源模块、显示模块以及人机交互模块。
【文档编号】G01F5/00GK104501891SQ201410824676
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月27日 优先权日:2014年12月27日
【发明者】徐新生, 冯荣华, 黄诗锦, 林康, 叶大鹏 申请人:福建农林大学