專利名稱：流量計(jì)及其校準(zhǔn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用來測量連續(xù)流過流道的粒料的流率的流量計(jì)，還涉及用來校準(zhǔn)這種流量計(jì)的方法。
“粒料”在此是指基本上可連續(xù)流動(dòng)的顆?；蚍哿＃睦硬粌H有麥粒與米粒以及例如麥粉或面粉的粉粒，還有其特性(比如比重)依外部條件例如環(huán)境條件與生產(chǎn)條件而變化的顆粒，以及平均粒度不同的顆粒，而且這種顆?；蚍哿５某叽绮皇芟拗啤?br>
在加工稻米與小麥之類谷物的設(shè)備中，有關(guān)粒料的加工數(shù)量是以流率來測度的。這里，“粒料的流率”是指單位時(shí)間內(nèi)流過的這類粒料的重量。為了連續(xù)地測量連續(xù)流動(dòng)的這類粒料的流率，采用了沖擊荷載探測型或沖擊型流量計(jì)，其中用沖擊接收探測板(沖擊接收板狀件)來接收粒料，測量此種粒料在此板上的沖擊荷載，然后將此沖擊荷載換算為流率。
但在這種沖擊型流量計(jì)中，粒料作用于沖擊接收探測板上的向下流動(dòng)沖擊隨粒料的性質(zhì)或特征，例如隨粒料的毛體積比重、水分與溫度而變化。當(dāng)有關(guān)流率只是對(duì)相同條件下同一種原料粒進(jìn)行測量時(shí)，上述變化不會(huì)引起實(shí)質(zhì)上的問題。但事實(shí)上，原料的環(huán)境很少是整齊有序的，并且在絕大多數(shù)情況下必須測量各種各樣粒料的流率。此外，即使是同一種粒粒，取決于粒料受到過的各種條件的影響，它們的水份常常會(huì)變化。于是，在用來加工各粒料的加工設(shè)備或加工機(jī)構(gòu)中，常需用很多的時(shí)間來校準(zhǔn)流量計(jì)或校正流量計(jì)中流率的示度，在流量計(jì)中，“校正流率”與“流率校正”是指“校正流率的示度”與“流率示度的校正”，也即是“校準(zhǔn)流量計(jì)”與“流量計(jì)的校準(zhǔn)”。
在校正沖擊型流量計(jì)流率(的示度)時(shí)，通常是在一段預(yù)定時(shí)間內(nèi)從(待測量的)粒料流中提取或抽樣一定量的粒料，根據(jù)這段預(yù)定時(shí)間內(nèi)提取的粒料重量來計(jì)算實(shí)際的流率，然后依此實(shí)際的流率值來校正流率或進(jìn)行校準(zhǔn)。絕大多數(shù)這類校正或校準(zhǔn)作業(yè)是由手工進(jìn)行。要是試圖對(duì)安裝在一加工設(shè)備中許多流量計(jì)的每一個(gè)都來精確地校正流率或進(jìn)行校準(zhǔn)，這樣的校正或校準(zhǔn)作業(yè)常需用很長時(shí)間(例如一至二日)。如果想把此種校正或校準(zhǔn)作業(yè)所需的勞動(dòng)減至最少，當(dāng)加工中的原料粒與前一批的類似時(shí)，就省略對(duì)流率的校正或即省略校準(zhǔn)，結(jié)果降低了流量計(jì)所測流率值的精度。
已知存在有這樣類型的流量計(jì)，包括以傾斜方式設(shè)于粒料流道中的荷載接收板狀件(在這部分涉及對(duì)有關(guān)技術(shù)描述中用到的“粒料”一詞，不限于指其性質(zhì)或特性易隨環(huán)境條件而變化或是其比重等易隨環(huán)境條件而改變的物料，而是泛指任何中等粒度或小粒度的粒料物質(zhì)和粉料)，用來接收對(duì)應(yīng)于粒料流過流道的粒料流率的動(dòng)荷載；用來探測上述荷載接收板狀件接收的荷載大小的荷載探測器；以及運(yùn)算/控制單元，該單元具有動(dòng)荷載型流率計(jì)算裝置，用來根據(jù)粒料流過流道時(shí)從荷載探測器獲得的測量值計(jì)算“動(dòng)荷載型流率”(定義見后)。這類流量計(jì)例如公開于日本專利(公開)公報(bào)No.1-105120(A)(要求1987年5月13日提出的美國專利申請(qǐng)No.07/049666的普通優(yōu)先權(quán))；日本專利(公開)公報(bào)No.63-195524(A)；美國專利No.5065632；日本專利(公開)公報(bào)No.8-14962(A)與57-189013(A)，以及WO-A-93-22633。
在上述這些現(xiàn)有技術(shù)的參考文獻(xiàn)中，日本專利(公開)公報(bào)No.1-105120(A)、美國專利No.5065632與日本專利(公開)公報(bào)No.8-14962(A)公開了一種有代表性的沖擊探測型流量計(jì)，其中的荷載接收板狀件接收經(jīng)一段顯著距離下落的粒料的向下流動(dòng)沖擊。
另一方面，在所述參考文獻(xiàn)中，日本專利(公開)公報(bào)No.63-195524(A)和相應(yīng)于WO-A-93-22633的日本專利(公開)說明書No.6-511558(A)公開了這樣一種結(jié)構(gòu)，其中的荷載接收板狀件接收從上游側(cè)斜面上經(jīng)較小一段距離下落的粒料的較小的向下流動(dòng)沖擊，而且此荷載接收板狀件支承著粒料使其能在此板狀件上表面上往下流動(dòng)，而板狀件接收的總荷載(以后稱為“動(dòng)荷載”)為上述兩種荷載的和(亦即向下流動(dòng)沖擊的荷載和在此板狀件上表面上向下流動(dòng)的粒料的荷載)。
在本說明書中，“動(dòng)荷載”指包括流動(dòng)的粒料作用于荷載探測器的荷載的總荷載，同時(shí)它可以把流動(dòng)的粒料的重量產(chǎn)生的靜荷載包括進(jìn)去作為它的一部分，但其前提是沉積或聚集于板狀件上不流動(dòng)的粒料的靜荷載不包括在此動(dòng)荷載之中。
相應(yīng)于美國專利申請(qǐng)No.07/049666的日本專利(公開)公報(bào)No.1-105120公開了一種沖擊型流量計(jì)，其中將向下流動(dòng)沖擊作為動(dòng)荷載探測，同時(shí)調(diào)整或校正其輸出量程(output span)。
具體地說，此日本專利(公開)公報(bào)No.1-105120公開的是
圖15所示的沖擊型流量計(jì)120。沖擊型流量計(jì)120包括筒形套123，它有一個(gè)在其下端的下游端口121以及一個(gè)插入粒料流入管122的側(cè)口；沖擊接收板124，用來接收流經(jīng)注入管122的粒料的向下流動(dòng)沖擊；以及應(yīng)變儀裝置(用作荷載探測器)125，它的上端以吊掛形式安裝于套123的內(nèi)周面上，它的下端則以吊掛方式支承沖擊接收板124。應(yīng)變儀裝置125探測作為沖擊荷載被荷載接收板124所接收的向下流動(dòng)沖擊的水平分力。沖擊型流量計(jì)120必要時(shí)還包括有校準(zhǔn)砣127，它經(jīng)纜繩126與沖擊型接收板的外表面連接。此校準(zhǔn)砣127用來調(diào)節(jié)構(gòu)成上述荷載探測器的放大器的量程問題。
但在以上情形下，為了確定通過變換沖擊接收板124探測出的荷載所求得的實(shí)際流率值是否正確，就必須“使流動(dòng)的粒料以已知的流率通過流量計(jì)來檢驗(yàn)所進(jìn)行的校準(zhǔn)”。
考慮到上述種種問題，本發(fā)明的目的之一在于提供這樣的流量計(jì)，其中的流率(示度)易于校正或校準(zhǔn)；并提供這樣的方法，用來校準(zhǔn)流量計(jì)或校正流量計(jì)測得的流率(的示度)。
本發(fā)明的另一目的在于提供這樣的流量計(jì)，其中只需較少的時(shí)間與勞力來校準(zhǔn)流量計(jì)或校正相應(yīng)的流率；并提供這樣的方法，用來校準(zhǔn)流量計(jì)或校正流量計(jì)測得的流率(的示度)。
本發(fā)明的又一目的在于提供這樣的流量計(jì)，它能根據(jù)原料粒的變化來精確地測量流率；并提供這樣的方法，用來校準(zhǔn)流量計(jì)或校正此流量計(jì)測得的流率(的示度)。
本發(fā)明的再一目的在于提供這樣的流量計(jì)，其中在每次開始測量具有不同性質(zhì)或特性的粒料流率之前，對(duì)此流量計(jì)或由其測得的流率(的示度)作實(shí)質(zhì)性的或自動(dòng)的校準(zhǔn)或校正；并提供這樣的方法，用來校準(zhǔn)流量計(jì)或校正流量計(jì)測得的流率(的示度)。
為了實(shí)現(xiàn)至少是部分上述目的，根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，提供了一種流量計(jì)，此流量計(jì)包括形成粒料流道的管件；開/關(guān)閥件，它與上述管件連接，以能開/關(guān)管件的下游端口，此開/管閥件當(dāng)處于其打開位置以敞開管件的下游端口時(shí)，適用于接收相應(yīng)于流過流道的粒料流率的動(dòng)荷載；以及用來探測作用于此開/關(guān)閥件荷載的荷載探測器；其中，上述流量計(jì)還包括有運(yùn)算/控制單元，而此運(yùn)算/控制單元包括動(dòng)荷載型流率計(jì)算裝置，用來在上述開/關(guān)閥件允許粒料流動(dòng)而使粒料流過流道時(shí)，根據(jù)荷載探測器的測量值來求出或計(jì)算出粒料的動(dòng)荷載型流率；實(shí)際流率計(jì)算裝置，用來根據(jù)荷載探測器的測量值和預(yù)定時(shí)間間隔值來計(jì)算粒料的實(shí)際流率，該測量值為開/關(guān)閥件中斷或截止后上述預(yù)定時(shí)間間隔內(nèi)沉積或聚集于所述管件內(nèi)的粒料的靜荷載；以及用來求得或得出或計(jì)算出一校正系數(shù)，用于將動(dòng)荷載型流率值校正成實(shí)際流率值的裝置。
為了實(shí)現(xiàn)至少是部分上述目的，根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提出了一種流量計(jì)，此流量計(jì)包括以傾置方式設(shè)于粒料流道內(nèi)的荷載接收板狀件，它適用于接收相應(yīng)于流過上述流道的粒料流率的動(dòng)荷載；用來探測作用于上述荷載接收板狀件上荷載大小的荷載探測器；以及可在截阻位置與敞開位置之間運(yùn)動(dòng)的阻擋或止動(dòng)或截阻件，此截阻件在截阻位置時(shí)，于荷載接收板狀件的下游位置處阻止粒料的流動(dòng)，而在上述敞開位置處則允許粒料流動(dòng)；其中上述流量計(jì)還包括有運(yùn)算/控制單元，而此運(yùn)算/控制單元?jiǎng)t具有動(dòng)荷載型流率計(jì)算裝置，用來在上述截阻件允許粒料流動(dòng)而使粒料流過流道時(shí)，根據(jù)荷載探測器的測量值來求出或計(jì)算出粒料的動(dòng)荷載型流率；實(shí)際流率計(jì)算裝置，用來根據(jù)荷載探測器的測量值和一預(yù)定時(shí)間間隔值來計(jì)算粒料的實(shí)際流率，該測量值為在所述/截阻件調(diào)節(jié)至前述截阻位置后的上述預(yù)定時(shí)間間隔內(nèi)沉積或聚集于荷載接收板狀件上的粒料的靜荷載；以及用來求出或計(jì)算出一校正系數(shù)，用于將動(dòng)荷載型流率值校正成實(shí)際流率的的裝置。
在上述兩種流量計(jì)的任一種之中，所述荷載探測器最好有一個(gè)用來探測粒料動(dòng)載荷的量程和一個(gè)用來探測粒料靜荷載或重量的量程。
有宜的是，在包括有一批上述兩種流量計(jì)或其中之一的流量計(jì)系統(tǒng)中，這批流量計(jì)中每一個(gè)的運(yùn)算/控制單元具有用來求出或獲得動(dòng)荷載型流率的正常工作方式和用來求出或獲得校正系數(shù)的校正或校準(zhǔn)方式，這些運(yùn)算/控制單元連接到以集中方式控制它們的集中控制裝置中，而當(dāng)流過這批流量計(jì)中至少一個(gè)的流道中的粒料的原料改變成不同的一種(例如整個(gè)這批粒料都改變)時(shí)，此集中控制裝置則給前述至少一個(gè)流量計(jì)饋送或提供控制信號(hào)，使得相關(guān)的運(yùn)算/控制單元從正常工作方式變換為校正方式。
為了實(shí)現(xiàn)至少部分上述目的，根據(jù)本發(fā)明的第三個(gè)方面，提供了一種校準(zhǔn)流量計(jì)的方法，此方法包括下述步驟由荷載探測器根據(jù)流過流道的粒料的向下流動(dòng)沖擊來測量動(dòng)荷載的大小，并在此粒料的流動(dòng)截阻后的一段預(yù)定時(shí)間內(nèi)測量粒料在截阻位置處沉積或聚集的粒料總量所對(duì)應(yīng)的靜荷載的大??；
根據(jù)第一計(jì)算公式由測得的動(dòng)荷載測量值求出或計(jì)算出對(duì)應(yīng)于此動(dòng)荷載測量值的粒料的動(dòng)荷載型流率值，并根據(jù)第二計(jì)算公式由前述預(yù)定時(shí)間內(nèi)的靜荷載測量值求出或計(jì)算出粒料的實(shí)際流率值；依據(jù)粒料的差別，求出或得出用來使動(dòng)態(tài)荷載型流率值與實(shí)際流率值相一致的校正系數(shù)；以及由上述校正系數(shù)校正第一計(jì)算公式，并根據(jù)此校正的第一計(jì)算公式由測量出的動(dòng)荷載值求出或計(jì)算出校正的動(dòng)荷載型流率值。
上述流量計(jì)的校準(zhǔn)方法最好包括下述步驟在管件內(nèi)形成流道；將用來開/關(guān)此管件下游端口的開/關(guān)閥件與此管件連接；由荷載探測器探測在開/關(guān)閥件處于打開狀態(tài)下由流經(jīng)流道的粒料施加于此開/關(guān)閥件的向下流動(dòng)沖擊所表示的動(dòng)荷載，此荷載探測器同連到上述開/關(guān)件上的管件相接；以及由荷載探測器在開/關(guān)閥件調(diào)節(jié)到其關(guān)閉或截止位置時(shí)探測在所述預(yù)定時(shí)間內(nèi)由沉積于此管件內(nèi)粒料總量所對(duì)應(yīng)的荷載表示的靜荷載。
可選擇地，上述流量計(jì)校正方法包括下述步驟在所述流道內(nèi)以傾置或斜向方式設(shè)置荷載接收板狀件；在此荷載接收板狀件的下游部設(shè)置截阻或阻擋件，此截阻件可在截阻位置與敞開位置之間運(yùn)動(dòng)，在截阻位置此截阻件于荷載接收板狀件的下游位置處阻止粒料的流動(dòng)，在敞開位置此截阻件則允許粒料流動(dòng)；由所述荷載探測器測量表示在前述截阻件調(diào)節(jié)到截阻位置后的所述預(yù)定時(shí)間內(nèi)沉積于荷載接收板狀件上粒料重量的靜荷載；以及將所述截阻件調(diào)節(jié)至敞開位置，并由荷載探測器測量在粒料流過流道的時(shí)間內(nèi)的動(dòng)荷載。
由于在本發(fā)明的流量計(jì)的校準(zhǔn)方法中，用荷載探測器根據(jù)流過流道粒料的向下流動(dòng)沖擊測量了動(dòng)荷載的大小，同時(shí)測量了在一預(yù)定時(shí)間內(nèi)已流過一預(yù)定位置的粒料總量所對(duì)應(yīng)的靜荷載的大小，還由于對(duì)應(yīng)于動(dòng)荷載測量值的粒料動(dòng)荷載型流率值是用第一計(jì)算公式根據(jù)此動(dòng)荷載的測量值計(jì)算出的，同時(shí)也還由于粒料的實(shí)際流率值是由第二計(jì)算公式根據(jù)所述預(yù)定時(shí)間內(nèi)靜荷載的測量值計(jì)算出的，從而，對(duì)于實(shí)際流動(dòng)的粒料來說，既能根據(jù)向下流動(dòng)沖擊的動(dòng)載荷的測量值取得動(dòng)荷載型流率值，又能取得實(shí)際的流率值，這樣，通過使動(dòng)荷載型流率值與此實(shí)際的流率值相比較，就易判別此動(dòng)荷載型流率值是否精確。
在本發(fā)明的流量計(jì)校準(zhǔn)方法中，由于計(jì)算出了用來根據(jù)粒料的差使動(dòng)荷載型流率值與實(shí)際流率值相一致的校正系數(shù)，并用此校正系數(shù)校正了第一計(jì)算公式，同時(shí)是根據(jù)此校正了的第一公式由測量出的動(dòng)荷載值計(jì)算出校正了的動(dòng)荷載型流率值，于是就能取得后述的種種有益結(jié)果當(dāng)此動(dòng)荷載型流率值偏離實(shí)際的流率值時(shí)，便可校正第一計(jì)算公式，給出與實(shí)際流率相一致的動(dòng)荷載型流率示度值，這樣，就易于進(jìn)行流量計(jì)的校準(zhǔn)。于是，例如當(dāng)流率待測的這批粒料改變，使得當(dāng)具有不同性質(zhì)的新粒料開始流過流道時(shí)，能在短時(shí)間內(nèi)自動(dòng)地校正流量計(jì)的流率或校準(zhǔn)流量計(jì)。結(jié)果，基本上可以不需進(jìn)行校正作業(yè)，而在此之前，這種校正作業(yè)通常是由操作人員對(duì)每一流量計(jì)用手工進(jìn)行的。
自然，不需經(jīng)常地測量或探測實(shí)際的流率，而這只當(dāng)校正流率或校準(zhǔn)流量計(jì)成為必需時(shí)才作這種測量或探測。例如，這需要在一天進(jìn)行兩次，或是當(dāng)粒料的原料改變，即流動(dòng)著不同來源的粒料時(shí)需要作這種測量。于是，即使在測量實(shí)際流率時(shí)因用于校正目的的批過程致使粒料流過流道的進(jìn)程中斷，這一中斷的時(shí)間也是很短的并僅僅屬暫時(shí)性的，因而將不會(huì)顯著影響整個(gè)過程。
由于本發(fā)明的第一種流量計(jì)包括了構(gòu)成粒料流道的管件；與管件相連以開/關(guān)管件下游端口的開/關(guān)閥件，此開/關(guān)閥件可以在其處在打開管件下游端口的敞開位置時(shí)接收對(duì)應(yīng)于粒料流率的動(dòng)荷載；以及用來探測作用于此管件上總荷載的荷載探測器，可只用一個(gè)荷載探測器于具有設(shè)在管件中的開/關(guān)閥件的同一流量計(jì)結(jié)構(gòu)中，探測動(dòng)荷載以及(由開/關(guān)閥件中斷粒料流動(dòng)后一段預(yù)定時(shí)間內(nèi)沉積于管件內(nèi)的粒料的)靜荷載或重量。于是，這種流量計(jì)雖然具有能校正流率值的校準(zhǔn)功能，但結(jié)構(gòu)或構(gòu)造則很簡單。
在本發(fā)明的流量計(jì)中，以開/關(guān)閥件允許粒料流動(dòng)而使之流過流道時(shí)測得的荷載探測器的值為基礎(chǔ)再由動(dòng)荷載型流率計(jì)算裝置計(jì)算出動(dòng)荷載型流率值，使此動(dòng)荷載型流率值與實(shí)際流率值相一致，而此實(shí)際流率值則是通過實(shí)際流率計(jì)算裝置根據(jù)荷載探測器的表示出靜荷載或重量的測重值以及一預(yù)定時(shí)間值求得的。也就是說，要是在這兩種流率值之間有任何差別，就可由上述校準(zhǔn)裝置求得校正系數(shù)，用來校準(zhǔn)動(dòng)荷載型流率值，使之能消除這種差別，并把這樣求得的校正系數(shù)用于校正動(dòng)荷載型流率的計(jì)算。
在此，要是能事先確定出動(dòng)荷載型流率計(jì)算裝置的計(jì)算公式中待校準(zhǔn)的項(xiàng)或系數(shù)，就易于實(shí)現(xiàn)這種校準(zhǔn)。這樣，當(dāng)測量出實(shí)際流率或?qū)?yīng)于此實(shí)際流率的靜荷載或重量時(shí)，可以很快進(jìn)行此校正過程。這項(xiàng)校正作業(yè)可以不用任何實(shí)質(zhì)上的手工勞動(dòng)或手動(dòng)操作而由運(yùn)算/控制單元進(jìn)行，因而可以在很短時(shí)間內(nèi)完成。
可以容易認(rèn)識(shí)到，在本發(fā)明的第二型流量計(jì)中，有關(guān)流量計(jì)的校準(zhǔn)或流率的校正可以類似于上面相對(duì)于第一型流量計(jì)所述的方式來進(jìn)行。
在本發(fā)明的流量計(jì)中，所述荷載探測器最好具有用來探測粒料動(dòng)荷載的量程和用來探測粒料靜荷載的量程。于是，依據(jù)荷載的大小，就總能在全量程范圍內(nèi)完成測量，因而也就可以實(shí)現(xiàn)精確的測量。
例如，在第一型流量計(jì)中，已由實(shí)驗(yàn)證實(shí)動(dòng)荷載(主要包括沖擊荷載)與間歇式荷載(batch 1oad)之比約為1∶100，因而考慮到用作荷載探測器的荷載傳感器等的分辨率，將荷載探測器的示度值的全量值設(shè)定為約1∶100時(shí)便足以滿足要求。例如當(dāng)流率為5噸/小時(shí)(1噸＝1000kg)，動(dòng)荷載約為150g，而于10秒鐘內(nèi)所沉積或聚集的作為粒料的米粒的靜荷載或重量(以后稱作“10秒間歇式荷載”)約為14kg。因此，通過變換量程，就可以相同的精度(就有效數(shù)字而言)按1∶100的比例探測不同的荷載。顯然可知，通過采用具有全量程的例如荷載傳感器之類的荷載探測器，就可以實(shí)現(xiàn)精確的測量。事實(shí)上，本例中的動(dòng)荷載是以全量程為200g的荷載量程測量的，而間歇式荷載是以全量程為20kg的荷載量程測量的。
在本發(fā)明的第二型流量計(jì)中，沖擊荷載的數(shù)值較小。但此時(shí)當(dāng)需要考慮另外的靜荷載時(shí)，則量程的比率例如可約為1∶100。
若流量計(jì)系統(tǒng)包括有一批本發(fā)明的流量計(jì)時(shí)，則這批流量計(jì)中每一個(gè)的運(yùn)算/控制單元最好具有用來求得或求出動(dòng)荷載型流率的正常工作方式和用來求得或求出校正系數(shù)的校正方式，同時(shí)這些運(yùn)算/控制單元連接到以集中方式控制它們的集中控制裝置，而當(dāng)流過這批流量計(jì)至少一個(gè)中的流道的粒料改變?yōu)椴煌囊环N時(shí)，此中央集中控制裝置則給此至少一個(gè)流量計(jì)供給控制信號(hào)，以使相關(guān)的運(yùn)算/控制單元從正常工作方式變換為校正方式。這樣就不需在每次將所流動(dòng)的粒料變換為不同的一種時(shí)，由手工操作相應(yīng)的流量計(jì)來進(jìn)行校正作業(yè)。此外，由于易在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行校正，就可在至少是每次將所流動(dòng)的粒料變換為不同的一種時(shí)來進(jìn)行這種校正，因而總能由此系統(tǒng)中的所有流量計(jì)進(jìn)行正確的測量。即使是在所流動(dòng)的粒料并未變換到不同的一種時(shí)，考慮到環(huán)境狀態(tài)或其它條件的變化，也可定期地進(jìn)行流量計(jì)的流率(示度)校正或流量計(jì)校準(zhǔn)。
本發(fā)明上述的和其它的目的、特點(diǎn)與優(yōu)點(diǎn)，可從下面參照附圖對(duì)本發(fā)明最佳實(shí)施例所作的說明中獲得更清楚的理解。
圖1是依照本發(fā)明一最佳實(shí)施例的流量計(jì)在測量荷載型流率時(shí)的局部剖開的前視圖；圖2是圖1所示流量計(jì)在測量實(shí)際流率狀態(tài)下，一部分局部剖開的前視圖；圖3是圖1所示流量計(jì)的流率測量與校正控制系統(tǒng)的框圖；圖4是具有一批圖1所示流量計(jì)的流率測量系統(tǒng)的框圖；圖5是表明了圖1所示流量計(jì)中動(dòng)荷載型流率值與實(shí)際流率值之間關(guān)系的線圖6是表明圖1所示流量計(jì)中動(dòng)荷載與靜荷載隨時(shí)間的變化的時(shí)間圖；圖7是表明通過圖1所示流量計(jì)測量動(dòng)荷載來測出流率時(shí)的處理程序以及校正此流率的處理程序的流程圖；圖8是依據(jù)本發(fā)明第二最佳實(shí)施例的流量計(jì)的側(cè)視圖；圖9是圖8所示流量計(jì)沿圖8方向IX觀察時(shí)的前視圖；圖10示明圖8中流量計(jì)的一種變化形式，表明了粒料流過流量計(jì)中的狀態(tài)；圖11概示了粒料在圖10所示流量計(jì)中中斷流動(dòng)時(shí)的狀態(tài)；圖12是表明圖10所示流量計(jì)的粒料供給部的細(xì)詳結(jié)構(gòu)的局部剖開的平面圖；圖13是表明圖10所示流量計(jì)的粒料供給部的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的垂直剖面圖；圖14是控制圖10所示流量計(jì)中流率的控制系統(tǒng)的框圖；和圖15是常規(guī)流量計(jì)例子的說明圖。
現(xiàn)在參考圖1至7說明依據(jù)本發(fā)明第一最佳實(shí)施例的流量計(jì)。
在圖1所示流量計(jì)30的主要部分中，具有所需長度的垂直延伸的管件3由流量計(jì)30的固定框架21通過用作荷載探測器的荷載傳感器4與5支承在構(gòu)成粒料G用流道1的固定導(dǎo)管2的下端或下游端之下。在管件3的上端或上游端形成有漏斗狀接收部3a。
取用作開/關(guān)的截流閥形式的可動(dòng)閥裝置10設(shè)在管件3的下游端或排放側(cè)端6處，用來開/關(guān)管件3下游端處的下游端口7?？蓜?dòng)閥裝置10包括能在關(guān)閉位置B(見圖2)與敞開位置A(見圖1)之間沿方向D與E繞樞軸11旋轉(zhuǎn)的開/關(guān)閥件9，該開/關(guān)閥件9在關(guān)閉位置B關(guān)閉下游端口7而截?cái)嗔鞯?，在敞開位置A則打開下游端口7使流道1暢通。在開/關(guān)閥件9保持于關(guān)閉位置B時(shí)，粒料G便連續(xù)地沉積或聚集于管件3內(nèi)的開/關(guān)閥件9上。另一方面，當(dāng)開/關(guān)閥件9保持于敞開位置A時(shí)則取傾斜形式，也即如圖1所示大致沿斜向插過流道1，因此當(dāng)開/關(guān)閥件9處于敞開位置A時(shí)，粒料G的向下流動(dòng)沖擊荷載便連續(xù)或不斷作用到開/關(guān)閥件9上。就開/關(guān)閥件9能夠定位于敞開位置A與關(guān)閉位置B而論，此閥件9在這兩個(gè)位置A與B之間的運(yùn)動(dòng)方式以及支承閥件9的方式是可以不同的。此外，只要處在其敞開位置A處的開/關(guān)閥件9所接收的向下流動(dòng)沖擊荷載能夠由用作荷載探測器的荷載傳感器4與5探測到，管件3也可取斜置形式而不是沿垂向延伸，而且也可使其下端部彎曲而不取平直形式。在荷載探測器(荷載傳器4與5)能夠探測出沿垂向作用于管件3上的總荷載的前提下，它們可以根據(jù)任何合適的探測原理和取任何合適的結(jié)構(gòu)。只要能對(duì)用來探測其上荷載的有關(guān)部件作出合適的布置，就能用單個(gè)荷載傳感器來取代多個(gè)荷載傳感器。
開/關(guān)閥件9可以由例如氣壓缸之類驅(qū)動(dòng)裝置12驅(qū)動(dòng)，在敞開位置A與關(guān)閉位置B之間沿方向D與E運(yùn)動(dòng)或移動(dòng)。用止動(dòng)件或隔件13將閥件9支承于其敞開位置A，當(dāng)閥件9通過所需的角度F打開至敞開位置A時(shí)，此止動(dòng)件或隔件13便支承閥件9使其能保持于敞開位置A，反抗粒料G的向下流動(dòng)沖擊荷載。此止動(dòng)件或隔件13可配備上緩沖或吸振材料。
電磁閥14控制由壓縮或加壓空氣驅(qū)動(dòng)的氣壓缸12。電磁閥14構(gòu)成了可動(dòng)閥裝置10的一部分，它與驅(qū)動(dòng)控制裝置16連接，此控制裝置16響應(yīng)微處理機(jī)之類運(yùn)算/控制單元15的輸出信號(hào)，輸送出控制驅(qū)動(dòng)氣壓缸12的信號(hào)，如圖3所示。用作荷載探測器的荷載傳感器4和5與運(yùn)算/控制單元15連接。當(dāng)荷載探測器是用來輸出模擬信號(hào)的這類荷載傳感器時(shí)，作為荷載探測器的荷載傳感器4與5便通過A/D變換器17連接微處理機(jī)之類的運(yùn)算/控制單元15。各個(gè)荷載傳感器的輸出量程可以通過所謂的“量程調(diào)節(jié)”作出適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)。運(yùn)算/控制單元15上連接著存儲(chǔ)器或存儲(chǔ)裝置18。該存儲(chǔ)裝置18中存儲(chǔ)著程序，包括將荷載探測器(荷載傳感器4與5)的輸出信號(hào)所表示的荷載大小變換為流率數(shù)值所需的計(jì)算公式，以及這些計(jì)算公式所需的常量，還有校正公式與校正值等。荷載探測器4與5所探測出的數(shù)據(jù)以及運(yùn)算/控制單元15的計(jì)算結(jié)果也以時(shí)間序列方式存儲(chǔ)于存儲(chǔ)裝置18中。存儲(chǔ)裝置18包括RAM與ROM。標(biāo)號(hào)19指顯示裝置，能夠顯示由計(jì)算度(calculationdegree)表示的計(jì)算結(jié)果。
依據(jù)本發(fā)明第一最佳實(shí)施例的流量計(jì)30的基本結(jié)構(gòu)即如上述。
在實(shí)際工作現(xiàn)場(加工設(shè)備)，當(dāng)對(duì)于例如米粒與麥粒之類粒料進(jìn)行連續(xù)測量時(shí)，在一個(gè)系統(tǒng)中設(shè)置一批流量計(jì)。構(gòu)成此第一實(shí)施例一種變化形式的這種系統(tǒng)的例子示于圖4。在圖4的系統(tǒng)31中，例如有四個(gè)運(yùn)算/控制單元15a至15d連接到微型或小型計(jì)算機(jī)一類的集中或中央控制裝置20。流量計(jì)30a至30d的數(shù)據(jù)已給與中央控制裝置20，設(shè)在各流量計(jì)30a至30d上游處的開/關(guān)閥件(未于圖4中示明，但其功能基本上與以后在圖10至14的實(shí)施例中所述的流率控制門機(jī)構(gòu)中的相同)的敞開程度由中央控制裝置20調(diào)節(jié)，由此來控制系統(tǒng)20中的所有流率。
到達(dá)加工設(shè)備時(shí)的各種原料粒(即待處理或加工的粒料G)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于中央控制裝置20中，同時(shí)，流過相應(yīng)的一個(gè)流量計(jì)中的是哪一種原料粒料G的信息也由中央控制裝置20存儲(chǔ)，而這種信息則用在加工各種原料粒G的過程中。
當(dāng)中央控制裝置20給流量計(jì)30a至30d的任何一個(gè)的運(yùn)算/控制單元15a至15d輸送表明原料粒G已變換為新的一種的信號(hào)時(shí)，相應(yīng)的流量計(jì)30的運(yùn)算/控制單元15便能證實(shí)新的粒料G已流入其中，這時(shí)便對(duì)本發(fā)明的流量計(jì)校正其流率或?qū)ζ溥M(jìn)行校準(zhǔn)?；蛘?，中央控制裝置20可將流率校正或校準(zhǔn)作業(yè)開始的指令信號(hào)輸送給有關(guān)的運(yùn)算/控制單元15，使其能依照本發(fā)明來校正流率或進(jìn)行校準(zhǔn)。在后述這種情形中，不論流過流道1的粒料G的種類是否改變，都是依預(yù)定時(shí)刻(例如按預(yù)定時(shí)間間隔)來校正流量計(jì)中的流率或校準(zhǔn)流量計(jì)本身。
下面說明為對(duì)圖1至3中所示流量計(jì)30的流率進(jìn)行校正或校準(zhǔn)流量計(jì)本身所必需的荷載換算作業(yè)，以及動(dòng)荷載型流率與實(shí)際流率的計(jì)算原理。
當(dāng)可動(dòng)閥裝置10的開/關(guān)閥件9處于它如圖1所示的敞開位置A時(shí)，下落(或向下流動(dòng))的粒料G的向下流動(dòng)沖擊荷載便作用于開/關(guān)閥件9上。這一向下流動(dòng)沖擊荷載以作用于荷載傳感器4與5上的荷載和的形式為荷載傳感器4與5探測出，然后根據(jù)預(yù)定的計(jì)算公式將此向下流動(dòng)沖擊荷亦即動(dòng)荷載換算為流率。
圖1所示的方式或條件或狀態(tài)是正常工作的方式或條件或狀態(tài)(亦即是使用的正常方式或條件或狀態(tài))，其中在粒料G流過或通過流量計(jì)30時(shí)來測量粒料G的流率，而這一條件則是粒料流動(dòng)/流率測量的方式。依據(jù)與粒料G的流率相對(duì)應(yīng)的向下流動(dòng)沖擊荷載而從荷載傳感器4與5輸出的模擬信號(hào)為A/D變換器17(圖3)變換，作為用作動(dòng)荷載信號(hào)的沖擊荷載信號(hào)EA提供給運(yùn)算/控制單元15(圖3)，并在其中借助下面的計(jì)算公式1，根據(jù)沖擊荷載(動(dòng)荷載)變換為流率值QAQA＝EA*a……計(jì)算公式1上式中的a表示用來將沖擊荷載(動(dòng)荷載)變換為流率的變換系數(shù)。
圖6中，橫軸表示時(shí)間t，縱軸表示作用于荷載傳感器4與5上的動(dòng)荷載W，由“RA”標(biāo)明的區(qū)域是動(dòng)荷載基本由沖擊荷載組成的區(qū)域，而“ RB”所表示的區(qū)域是動(dòng)荷載由靜荷載或重量組成的區(qū)域。當(dāng)粒料G的流率基本上恒定時(shí)，來自荷載傳感器4與5的動(dòng)荷載信號(hào)W幾乎不隨時(shí)間變化。因此，例如當(dāng)流量計(jì)的輸出調(diào)節(jié)成使事先將預(yù)定的偏壓加到荷載傳感器4與5的輸出W上，使荷載傳感器4與5的輸出W(＝EA)在開/關(guān)閥件9處于敞開位置A并且在沒有粒料G流動(dòng)(即在這樣的條件下，其中只有管件3恒定作用的靜荷載或重量，開/關(guān)閥件9以及氣壓缸12等作用在荷載傳感器4與5之上)時(shí)變?yōu)榱?，則輸出W與沖擊荷載EA一致，而只需用變換系數(shù)a去乘沖擊荷載信號(hào)EA(對(duì)應(yīng)于表示沖擊荷載(動(dòng)荷載)的輸出W)，就可獲得流率值QA。
當(dāng)可動(dòng)閥裝置10的開/關(guān)閥件9調(diào)節(jié)到圖2所示的關(guān)閉位置B時(shí)，下落(或向下流動(dòng))的粒料G便沉積或聚集于管件3的開/關(guān)閥件9上。對(duì)這樣沉積的粒料G的總重依所需的時(shí)間間隔取樣并進(jìn)行探測，求出或計(jì)算出每單位時(shí)間的重量變化以求出實(shí)際流率。也就是說，圖2所示的條件或狀態(tài)指的是這樣一種條件或狀態(tài)，其中的粒料G的流動(dòng)臨時(shí)性地在流量計(jì)30內(nèi)截止或中斷而得以校正流率或校準(zhǔn)流量計(jì)，同時(shí)保持粒料G的流率在流量計(jì)30的上游側(cè)不變。這樣，上述方式或條件或狀態(tài)乃是一種流率校正的方式或條件或狀態(tài)或是流量計(jì)的校正方式。如同在正常工作方式的情形，來自荷載傳感器4與5的模擬信號(hào)為A/D變換器17(圖3)變換為表示沉積的粒料G總重的靜荷載或重量信號(hào)EB，此信號(hào)輸送給運(yùn)算/控制單元15(圖3)，在該單元中根據(jù)下述計(jì)算公式2將信號(hào)EB變換為重量YY＝EB*b……計(jì)算公式2式中b表示將荷載傳感器4與5在靜荷載或重量測量范圍內(nèi)的輸出變換為實(shí)際重量的換算系數(shù)。
利用下述計(jì)算公式3，可據(jù)在相繼取樣時(shí)間X1與X2分別測得的重量值Y1與Y2，求得實(shí)際的流率QBQB＝(Y2-Y1)/(X2-X1) ……計(jì)算公式3在圖6中區(qū)域RB所表明的這段時(shí)間內(nèi)，重量W(標(biāo)度由Y表示)隨著下落的粒料G的沉積量的增加而增加。于是，根據(jù)重量Y1在時(shí)間X1的信息以及重量Y2在時(shí)間X2的信息，就可由計(jì)算公式3求得實(shí)際的流率。
在詳述校正流量計(jì)30的流率或校準(zhǔn)流量計(jì)之前，先來簡要說明這種校正或校準(zhǔn)操作的原理。
由于測量的是同一種粒料G通過同一流道1的流率，因而沖擊荷載流率值(動(dòng)荷載型流率值)QA應(yīng)基本上或原本上與根據(jù)靜荷載或重量獲得的實(shí)際流率值QB一致。此實(shí)際流率值Q是根據(jù)重量流率或質(zhì)量流率的定義測定的，因而可以認(rèn)為只要是各有關(guān)的儀表本身已進(jìn)行了合適的校準(zhǔn)，此實(shí)際的流率值QB則是與待測材料無關(guān)的精確值。另一方面，動(dòng)荷載型流率值QA會(huì)隨待測材料的種種因素例如毛體積比重與彈性等 變化，但是只要是限于同一種待測材料，動(dòng)荷載型流率值QA總是隨實(shí)際流率的增加而增加。也就是說，此動(dòng)荷載型流率值QA是和實(shí)際流率QB正相關(guān)，而在實(shí)際上還是正比于實(shí)際流率QB的，如圖5所示。因此可以確立由下述方程或計(jì)算公式4所表明的關(guān)系QA＝K*QB……計(jì)算公式4式中K為校正系數(shù)可以從根據(jù)計(jì)算公式1與4導(dǎo)出的下面的計(jì)算公式5，求出校正或校準(zhǔn)后的動(dòng)荷載型或沖擊荷載型流率值QAcQAc＝QA*cQAc＝EA*a*K ……計(jì)算公式5式中K表示流率校正系數(shù)，a表示變換系數(shù)，而EA表示沖擊荷載信號(hào)，這些都如以前所述。
于是，當(dāng)有需要根據(jù)計(jì)算和程序提供可連續(xù)地執(zhí)行的校正處理循環(huán)時(shí)，可用“a*K”置換a。
現(xiàn)在參考圖6與7詳述流量計(jì)30的流率校正或流量計(jì)校準(zhǔn)作業(yè)。
通常，流量計(jì)30是以連續(xù)探測作為動(dòng)荷載的沖擊荷載的方式工作的。因此，如步驟S1所示，不斷地輸入沖擊荷載信號(hào)EA，然后如步驟S2所示，由計(jì)算公式1不斷地計(jì)算或求出動(dòng)荷載型流率QA。
在步驟S3，由流量計(jì)30的計(jì)算/控制單元1 5檢查原粒料G是否改變以及是否有應(yīng)進(jìn)行校正計(jì)算的指令，而只要上述事件或情況沒有發(fā)生，此程序或這項(xiàng)處理便返回步驟1，也即重復(fù)步驟1與步驟2。當(dāng)如前面對(duì)照?qǐng)D4所述有一批流量計(jì)30a、30b、…連接到中央控制裝置20上時(shí)，表明上述事件或情況存在的信息便可由中央控制裝置20給與流量計(jì)30a至30d中的一個(gè)或幾個(gè)。要是發(fā)出表示原料粒G變化的信號(hào)或流率校正計(jì)算開始的指令信號(hào)，此程序則進(jìn)至下一個(gè)步驟S4的流率校正或流量計(jì)校準(zhǔn)的處理子程序。
當(dāng)此程序過程進(jìn)到校正處理子程序時(shí)，則不進(jìn)行動(dòng)荷載或沖擊荷載的探測，于是在此程序離開校正處理子程序之前的一段時(shí)間(對(duì)應(yīng)于圖6中的T3)，即正在進(jìn)行校正處理之時(shí)，應(yīng)用在此程序剛剛進(jìn)入校正處理子程序之前獲得的沖擊荷載信號(hào)EA，這樣，即使當(dāng)這批流量計(jì)受到中央控制裝置20的監(jiān)控，此中央控制裝置20還能繼續(xù)控制此系統(tǒng)中的所有流率。
當(dāng)流量計(jì)30構(gòu)造成使得沖擊荷載對(duì)間歇式荷載的比如上所述基本上是1∶100時(shí)，例如在沖擊荷載約150g，即150g力時(shí)，當(dāng)流率為5噸/小時(shí)，則10秒的間歇式荷載為14kg。要是想用一個(gè)放大器來處理如此大范圍的信號(hào)時(shí)，就有可能降低沖擊荷載的測量精度。于是在步驟S5，就把量程從沖擊荷載的g單位變換為間歇式荷載的kg單位。也就是測量范圍從區(qū)域RA的量程(圖6)變換為區(qū)域RB的量程。
在步驟S6，可動(dòng)閥門裝置10的開/關(guān)閥件9從敞開位置A變換到關(guān)閉位置B，在進(jìn)行這一變換的同時(shí)，將時(shí)間T設(shè)為零，再測量將開/關(guān)閥件9調(diào)節(jié)到關(guān)閉位置B后的這段時(shí)間T。
當(dāng)開/關(guān)閥件9調(diào)節(jié)到關(guān)閉位置B時(shí)，下落的粒料G的總荷載作用于開/關(guān)閥件9，開始時(shí)由于波動(dòng)等影響，荷載探測器4與5的輸出是不穩(wěn)定的。在步驟S7的例子中，估算為消除振動(dòng)之類干擾所需的穩(wěn)定時(shí)間T1為3秒。
在步驟S8，以時(shí)間X1的始點(diǎn)為基準(zhǔn)進(jìn)行重量測量，再經(jīng)過時(shí)間T1而在時(shí)刻X1荷載傳感器4與5輸出EB后，求得了這樣一個(gè)時(shí)刻X1以及在此時(shí)刻X1的重值Y1。
隨著時(shí)間T的消逝，沉積或聚集于管件3內(nèi)開/關(guān)閥件9上的(流過流道1的)粒料G量也增多，也就加大了作用于荷載傳感器4與5上的荷載。如果流率恒定，就可通過測量沉積或聚集的粒料珠重量來求得此流率。在步驟S9，鑒別消逝的時(shí)間是否為8秒。
在步驟S10，求出在時(shí)間T經(jīng)過8秒后的時(shí)刻X2(若在步驟S8中將X1設(shè)定為0，X2＝8)，以及由荷載傳感器4與5在此時(shí)刻X2的輸出EB2導(dǎo)出的重量值Y2。
在步驟S11，從計(jì)算公式3導(dǎo)出或計(jì)算出實(shí)際流率QB。當(dāng)有需要時(shí)，可以不去調(diào)整導(dǎo)出實(shí)際流率QB時(shí)用于荷載傳感器4與5的輸出EB1、EB2的零點(diǎn)或基準(zhǔn)點(diǎn)，這是因?yàn)閺挠?jì)算公式3可以看出，僅僅是其間的差值才起作用。
在步驟S12，從計(jì)算公式5的一種形式中導(dǎo)出或計(jì)算出流率校正系數(shù)K，并在校正或校準(zhǔn)后再用這一流率校正系數(shù)K從計(jì)算公式5的另一種形式中導(dǎo)出或算出動(dòng)荷載型流率QAc。
若直到進(jìn)行下一個(gè)流率校正作業(yè)之前進(jìn)行同一流率校正，則在步驟S13所示的程序過程作業(yè)中用a*K置換變換系數(shù)a。
當(dāng)完成流率校正計(jì)算后，可動(dòng)閥裝置10的開/關(guān)閥件9便返回到步驟S14所示的敞開位置A。結(jié)果，已沉積或聚集于管件3內(nèi)開/關(guān)閥件9上的粒料G便落下，便得流量計(jì)30返回到開/關(guān)閥件9接收正常沖擊荷載的狀態(tài)。這時(shí)，由于荷載的突變，荷載傳感器4與5的輸出在最初時(shí)變得不穩(wěn)定，于是，盡管在圖7的流程中并未示明，但最好保持圖6所示的一段穩(wěn)定化時(shí)間T2。
在荷載傳感器4與5的輸出已穩(wěn)定后，荷載的探測范圍便從對(duì)應(yīng)于kg單位量程的測量區(qū)RB返回到對(duì)應(yīng)于g單位量程的測量區(qū)RA，同時(shí)操作控制則返回到探測沖擊荷載(動(dòng)荷載)的正常方式或例行程序(即返回到步驟S1)。
在上述的運(yùn)算/控制15(例如微處理機(jī))中，此程序的處理步驟S2相當(dāng)于流量計(jì)30的動(dòng)荷載流率計(jì)算裝置的功能，而此程序的處理步驟S5至S11合在一起便相當(dāng)于流量計(jì)30的實(shí)際流率計(jì)算裝置的功能，同時(shí)此程序的處理步驟S12則相當(dāng)于計(jì)算流量計(jì)30的校正計(jì)算的裝置的功能。這是對(duì)物理量所作的定量計(jì)算，因而只要可以導(dǎo)出在數(shù)字或是在代數(shù)意義上的等價(jià)量，它們的具體計(jì)算程序則可按需要改變。
在具有上述結(jié)構(gòu)的流量計(jì)30與包括一批這樣的流量計(jì)30的系統(tǒng)31中，在對(duì)沖擊荷載探測型流量計(jì)，即對(duì)正常方式中的流量計(jì)30中的動(dòng)荷載型流率值QA進(jìn)行校正，使它等于根據(jù)測量出的重量確定的實(shí)際流率QB時(shí)，可以不需任何手工勞動(dòng)或操作而能自動(dòng)地進(jìn)行。此外，當(dāng)由于原料粒G改變而需要校正流率的示度或校正流量計(jì)時(shí)，可以顯著地改進(jìn)這種校正或校準(zhǔn)。因此，與常規(guī)的沖擊荷載探測型流量計(jì)相比，可以時(shí)刻作出更精確地流量測量。此外，在流量計(jì)30中，具有開/關(guān)閥件9的可動(dòng)閥裝置10、由荷載傳感器4和5組成的荷載探測器、以及運(yùn)算/控制單元15，它們結(jié)合到一起時(shí)類似于將沖擊荷載探測型流量計(jì)與實(shí)際流量計(jì)一起形成在同一管件3中， 因而這種流量計(jì)的結(jié)構(gòu)較為簡單。
此外，對(duì)于作為荷載探測器的荷載傳感器4與5的量程提供了兩個(gè)量程，即用于探測靜荷載或重量的較大量程和用于探測沖擊荷載的較小量程，因而常能在荷載傳感器4與5的基本上是它們的全量程上進(jìn)行荷載的測定，從而可求得精確的荷載輸出。
再有，安裝于加工或處理設(shè)備中的一批流量計(jì)30a、30b…的各個(gè)運(yùn)算/控制單元15a、15b…是與中央控制裝置20連接，同時(shí)各個(gè)流量計(jì)的流率是響應(yīng)中央控制裝置20的信號(hào)而自動(dòng)校正的。因此，可以依隨原粒料G或預(yù)定條件(例如預(yù)定的時(shí)間間隔)的變化，將校正作業(yè)開始的指令信號(hào)等輸送給流量計(jì)30a、30b、…中相應(yīng)的一個(gè)，而不需由手工勞動(dòng)或操作來逐個(gè)地控制流量計(jì)30a、30b、…，從而能隨時(shí)地更精確地通過探測動(dòng)荷載來連續(xù)地探測流率。
下面參看圖8與9說明依據(jù)本發(fā)明第二最佳實(shí)施例的流量計(jì)。
在圖8與9中，流量計(jì)60包括粒料供給部41、粒料流率探測部42、粒料流率計(jì)算與校正控制部43以及粒料排出部44。粒料G的流道45形成于流量計(jì)60中，從供給部41通過探測部42下處至排出部44。
在粒料供給部41中設(shè)有用來導(dǎo)引從粒斗等(未示出)所供給的粒料G的第一傾斜流道部46以及形成于供給部41中的第二傾斜流道部48。第二傾斜流道48沿著基本上垂直于第一傾斜流道部46的方向延伸，通過一個(gè)漸曲的流道部47與第一傾斜流道部46相連。在流量計(jì)框架59上以固定方式安裝傾斜導(dǎo)板或下流板49，以形成第二傾斜流道部48。
流率探測部42包括荷載接收板狀件50，它以傾斜方式設(shè)于粒料G的流道45中來接收相應(yīng)于通過流道45的粒料G的流率的動(dòng)荷載；荷載傳感器51，用作探測荷載接收板狀件50所接收或被施加的荷載大小的荷載探測器；以及可在截阻位置H與敞開位置J間運(yùn)動(dòng)的截阻件52，此截阻件在截阻位置處于荷載接收板狀件的下游區(qū)阻止粒料G的流動(dòng)，而在敞開位置處允許粒料G流動(dòng)或通過。
荷載接收板狀件50為荷載傳感器51支承，使得此板狀件50從與其成大致平行關(guān)系的供給部41的傾斜導(dǎo)板49沿垂向朝下分開一預(yù)定距離或高度L。于是，沿流道45的第二傾斜流道部48的傾斜導(dǎo)板49上流過的粒料G從導(dǎo)板49的下游端49a下落到板狀件50上一段不小于L的距離，使得板狀件50經(jīng)受到相應(yīng)于粒料G的流率的下落沖擊。
當(dāng)截阻件52設(shè)在圖8中虛線所示敞開位置J處時(shí)，已落下到荷載接收板狀件50上的粒料G即沿此板狀件50所確定的流道53在板狀件50上向下流動(dòng)，然后通過在流量計(jì)60的框架59底部處由排料管與用來防止粒料G散開的軟管58構(gòu)成的排料部44排出。在此，與前述第一實(shí)施例的流量計(jì)30的荷載傳感器4與5相類似，用作荷載探測器的荷載傳感器51不僅接收正比于下落到板狀件50的粒料G流率的沖擊荷載EAf1，還接收下流到板狀件50而存在于其上的粒料G所對(duì)應(yīng)的基本上處于靜態(tài)的靜荷載EAf2。于是，當(dāng)粒料G連續(xù)流動(dòng)時(shí)，荷載傳感器51便接收大小等于EAf1+EAf2的總荷載EAf。動(dòng)態(tài)沖擊荷載EAf1的大小取決于各種因素，例如粒料的重量流率(質(zhì)量流率)、板狀件50的高度與傾角M。另一方面，靜荷載EAf2的大小不僅取決于板狀件50的傾角T還決定于流過板狀件50而存在于其上的粒料G的重量。粒料G的重量卻又取決于板狀件50的長度以及粒料G在板狀件50上的疊層厚度(換言之，即粒料G在流道部48上疊置的高度)等。這兩種荷載EAf1與EAf2大小間的比例要適當(dāng)?shù)卮_定，并且在有需要時(shí)，可以參考作為現(xiàn)有技術(shù)在前面述及的并綜合于此作為參考的專利(公開)公報(bào)No.63-195524所公開的方法來確定。要是對(duì)動(dòng)荷載EAf作適當(dāng)?shù)牧泓c(diǎn)調(diào)節(jié)，則可按照第一實(shí)施例的流量計(jì)30中動(dòng)態(tài)荷載EA類似的方式來處理這里的動(dòng)荷載EAf。在圖8所示例子中，板狀件50的傾角T約45°，而且此傾角T可以自由選定，只要能讓粒料G可沿此板件50下流即可，具體地說，角度T可大于或小于45°，也可大于下流板件49的傾角。
另一方面，當(dāng)截阻件52設(shè)在圖8中由實(shí)線所示的關(guān)閉位置H時(shí)，已落到板狀件50上的粒料G便為截阻件50截阻而沉積或聚集于板狀件50。因這種沉積或聚集而作用于荷載傳感器51上的荷載EBf的變化，基本上類似于第一實(shí)施例在流量計(jì)30的開/關(guān)閥件9關(guān)閉位置時(shí)作用于荷載傳感器4與5上的荷載EB的變化。
標(biāo)號(hào)54指例如輥之類的導(dǎo)向件，用來導(dǎo)引截阻件52在敞開位置J與關(guān)閉位置H間作垂直(上下)運(yùn)動(dòng)或移動(dòng)。與第一實(shí)施例中流量計(jì)30的開/關(guān)閥件9中的情形類似，截阻件52連接著被運(yùn)算/控制單元43控制驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置55(包括電磁閥與氣壓缸)；當(dāng)驅(qū)動(dòng)裝置55的氣壓缸活塞桿回撤或伸張時(shí)，截阻件52便朝上或向下運(yùn)動(dòng)。在第二實(shí)施例的流量計(jì)60中，就流道的開關(guān)而論，截阻件52取代了第一實(shí)施例的流量計(jì)30的開/關(guān)閥件9。氣壓缸驅(qū)動(dòng)裝置55可以由其它任何適當(dāng)?shù)哪茯?qū)動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)至少一個(gè)導(dǎo)輥54的驅(qū)動(dòng)裝置(例如馬達(dá))來置換。
用作運(yùn)算/控制單元的微處理機(jī)等構(gòu)成的運(yùn)算/控制部43，在設(shè)計(jì)上基本類似于第一實(shí)施例的流量計(jì)30的運(yùn)算/控制單元15，動(dòng)荷載流率QA、實(shí)際流率QB以及流率校正系數(shù)K是根據(jù)動(dòng)荷載EAf(相當(dāng)EA)與靜荷載或重量EBf(相當(dāng)EB)，依照類似于圖7所示的程序而算出或求得的。因此，流量計(jì)60也可以取圖3所示的構(gòu)型，并能支持包括一批流量計(jì)的如圖4所示的系統(tǒng)。在圖8與9中，標(biāo)號(hào)56指對(duì)應(yīng)于流量計(jì)30中顯示裝置19的顯示部。
流量計(jì)60可配備供給控制部，用來調(diào)節(jié)或控制供給或輸送給流率探測部42的粒料G。
下面對(duì)照?qǐng)D10至13來描述一種流量計(jì)90，其中在圖8與9所示流量計(jì)的粒料供給部41內(nèi)還設(shè)有粒料流率調(diào)節(jié)門。
圖10與11中示意地表明的流量計(jì)90，在其對(duì)應(yīng)于流量計(jì)60的粒料供給部41的粒料供給部61內(nèi)包括一流率調(diào)節(jié)門機(jī)構(gòu)63，門機(jī)構(gòu)63控制著粒料G流入或供給對(duì)應(yīng)于前述流道部48的流道部62。流量計(jì)90在構(gòu)造或結(jié)構(gòu)上與流量計(jì)60基本一致，例外的只是用設(shè)有流率調(diào)節(jié)門機(jī)構(gòu)63的粒料供給部61置換了粒料供給部41，而運(yùn)算/控制單元43則具有通過流率調(diào)節(jié)門結(jié)構(gòu)63控制粒料G供給的控制處理功能。
如圖10與11中所概示，流率調(diào)節(jié)門機(jī)構(gòu)63包括馬達(dá)64和可轉(zhuǎn)動(dòng)的門件67，門件67可為馬達(dá)64帶動(dòng)沿方向M與N轉(zhuǎn)動(dòng)或移動(dòng)，以改變流道部66的開口度S(或流通面積)，從而調(diào)節(jié)粒料G從粒料貯存部65至流道部62的流率。
更具體地說，流率調(diào)節(jié)門機(jī)構(gòu)具有圖12與13所示的構(gòu)造或結(jié)構(gòu)。
在圖12與13中，流率調(diào)節(jié)門機(jī)構(gòu)63的框架68固定地安裝于流量計(jì)90的框架59上，并具有與流道部62通過的下端70。粒料供給管件部71，具有方形剖面且此剖面面積沿著朝向此管件部下端的方向漸減，固定于框架68上。此方形管件部71下端形成有出口73，此出口有一弧形的下邊緣72構(gòu)成了圍繞中點(diǎn)P的圓周的一部分(圖13)。門件67從其側(cè)面看去大致為扇形和具有U形的橋式構(gòu)型，安裝于方形管件部71的下邊緣或端部72的外側(cè)和外側(cè)邊緣部75上，使此門件67能沿方向M與N圍繞以軸線通過中心點(diǎn)(或中心線P)的軸74轉(zhuǎn)動(dòng)。門件67在具備如圖14所示弧形的大體上為部分圓柱形部76上有一門板部77。在門件67的上邊緣與下邊緣敞開有徑向延伸部78與79。設(shè)有連接件80與81，可用來使門件67響應(yīng)馬達(dá)64的輸出軸的向前和向后運(yùn)動(dòng)而繞軸74沿方向M與N轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)門件67沿方向N完全位移至圖13實(shí)線所示的位置Q處，出口73便為門件67的門板部77完全關(guān)閉，使粒料G不能從供給部61流出。另一方面，當(dāng)門件67沿方向M完全移至圖13由虛線所示的位置R處時(shí)，出口73便完全打開，使得粒料G通過孔口73的流率變至最大。未由門件67關(guān)閉的出口73的大小S可以依據(jù)門件67的位置在響應(yīng)馬達(dá)64的前向(正向)后向(反向)轉(zhuǎn)動(dòng)而確定的位置Q與P之間改變，由此來改變或調(diào)節(jié)出口73的未關(guān)閉或截阻部分的粒料G的流率。
流率調(diào)節(jié)門機(jī)構(gòu)63可以取不同于圖10至13所示的任何形狀，只要能調(diào)節(jié)或控制來自供給部的粒料G的流率即可。
顯然，帶有流率調(diào)節(jié)門機(jī)構(gòu)的流量計(jì)90當(dāng)為此門機(jī)構(gòu)的門件67所確定的出口73的開口度S調(diào)節(jié)到固定的水平或大小時(shí)，能夠按照類似于圖8與9所示的流量計(jì)60的方式工作。
在流量計(jì)90中，可以采用下述控制方式。如圖14所示，被用作荷載探測器的荷載傳感器51探測出的與動(dòng)荷載相對(duì)應(yīng)的流率即動(dòng)荷載型流率QA，可以依照?qǐng)D7所示的程序校正，然后在此流率調(diào)節(jié)門機(jī)構(gòu)63敞開的條件下控制流率調(diào)節(jié)門機(jī)構(gòu)63的出口73的開口度S，使得所校正的動(dòng)荷載型流率QAc能夠通過在運(yùn)算/控制單元43中設(shè)置的流率調(diào)節(jié)控制部85并結(jié)合已校正的流率計(jì)算部84與預(yù)定的目標(biāo)流率值Qf一致。
流率調(diào)節(jié)門機(jī)構(gòu)63還可以設(shè)在圖1與2所示的第一實(shí)施例的如前面參考圖4所說明的流量計(jì)30中，使得流率(開口度S)可以圖14所述的方式控制。
權(quán)利要求
1.一種流量計(jì)，此流量計(jì)包括形成粒料流道的管件；開/關(guān)閥件，它與上述管件連接成能開/關(guān)管件的下游端口，此開/關(guān)閥件當(dāng)處于其打開位置來敞開管件的下游端口時(shí)，適用于接收相應(yīng)于流過流道的粒料流率的動(dòng)荷載；以及用來探測作用于此開/關(guān)閥件上荷載的荷載探測器；其中，上述流量計(jì)還包括有運(yùn)算/控制單元，此運(yùn)算/控制單元包括動(dòng)荷載型流率計(jì)算裝置，用來在上述開/關(guān)閥件允許粒料流動(dòng)而使粒料流過流道時(shí)，根據(jù)荷載探測器的測量值來求出或計(jì)算出粒料的動(dòng)荷載型流率；實(shí)際流率計(jì)算裝置，用來根據(jù)荷載探測器的測量值和一預(yù)定的時(shí)間間隔值來計(jì)算粒料的實(shí)際流率，該測量值為開/關(guān)閥件中斷或截止后在上述預(yù)定時(shí)間間隔內(nèi)沉積或聚集于所述管件內(nèi)的粒料的靜荷載；以及用來求得將動(dòng)荷載型流率值校正成實(shí)際流率值的校正系數(shù)的裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的流量計(jì)，特征在于所述荷載探測器具有用來探測粒料的動(dòng)荷載的量程以及用來探測粒料的靜荷載的量程。
3.一種流量計(jì)系統(tǒng)，此系統(tǒng)包括多個(gè)如權(quán)利要求1或2所規(guī)定的流量計(jì)，其中的流量計(jì)中每一個(gè)的運(yùn)算/控制單元都有用來求得動(dòng)荷載型流率的正常工作方式以及用來獲得校正系數(shù)的校正方式，這些運(yùn)算/控制單元連接到以集中控制方式控制這些運(yùn)算/控制單元的集中控制裝置，且當(dāng)流過這些流量計(jì)中至少一個(gè)的流道中的粒料改變?yōu)椴煌囊环N粒料時(shí)，此集中控制裝置則給此至少一個(gè)流量計(jì)提供控制信號(hào)，使得相關(guān)的運(yùn)算/控制單元從正常工作方式變換為校正方式。
4.一種流量計(jì)，此流量計(jì)包括以傾置或斜向方式設(shè)于粒料流道內(nèi)的荷載接收板狀件，它適用于接收相應(yīng)于流過上述流道的粒料流率的動(dòng)荷載；用來探測作用于上述荷載接收板狀件上荷載大小的荷載探測器；以及可在截阻位置與敞開位置之間運(yùn)動(dòng)的阻擋或止動(dòng)或截阻件，此截阻擋件在截阻位置于荷載接收板狀件的下游位置處阻止粒料的流動(dòng)，而在上述敞開位置處則允許粒料流動(dòng)；其中上述流量計(jì)還包括有運(yùn)算/控制單元，此運(yùn)算/控制單元包括動(dòng)荷載型流率計(jì)算裝置，用來在上述截阻件允許粒料流動(dòng)而使粒料流過流道時(shí)，根據(jù)荷載探測器的測量值來求出或計(jì)算出粒料的動(dòng)載荷型流率；實(shí)際流率計(jì)算裝置，用來根據(jù)荷載探測器的測量值和一預(yù)定時(shí)間間隔值計(jì)算粒料的實(shí)際流率，此測量值為所述/截阻件調(diào)節(jié)至前述截阻位置后在上述預(yù)定時(shí)間間隔內(nèi)沉積或聚集于荷載接收板狀件上的粒料的靜荷載；以及用來求出或計(jì)算出將動(dòng)荷載型流率值校正成實(shí)際流率的校正系數(shù)的裝置。
5.如權(quán)利要求4所述的流量計(jì)，特征在于所述荷載探測器具有用來探測粒料的動(dòng)荷載的量程以及用來探測粒料的靜荷載的量程。
6.一種流量計(jì)系統(tǒng)，此系統(tǒng)包括一批如權(quán)利要求4或5所述的流量計(jì)，其中這批流量計(jì)中每一個(gè)的運(yùn)算/控制單元具有用來求出或獲得動(dòng)荷載流率的正常工作方式和用來求出或獲得校正系數(shù)的校正或校準(zhǔn)方式，這些運(yùn)算/控制單元連接到以集中方式控制它們的集中控制裝置上，而當(dāng)流過這批流量計(jì)中至少一個(gè)的流道中的粒料的原料改變成不同的一種(例如整個(gè)這批粒料都改變)時(shí)，此集中控制裝置則給前述至少一個(gè)流量計(jì)饋送或提供控制信號(hào)，使得相關(guān)的運(yùn)算/控制單元從正常工作方式變換為校正方式。
7.一種校準(zhǔn)流量計(jì)的方法，此方法包括下述步驟由荷載探測器根據(jù)流過流道的粒料的向下流動(dòng)沖擊來測量動(dòng)荷載的大小，并在此粒料的流動(dòng)截阻后的一段預(yù)定時(shí)間內(nèi)測量粒料在截阻位置處沉積或聚集的粒料總量所對(duì)應(yīng)的靜荷載的大??；根據(jù)第一計(jì)算公式由求得的動(dòng)荷載測量值 計(jì)算出對(duì)應(yīng)于此動(dòng)荷載測量值的粒料動(dòng)荷載型流率值，并根據(jù)第二計(jì)算公式由前述預(yù)定時(shí)間內(nèi)的靜荷載測量值求出或計(jì)算出粒料的實(shí)際流率值；依據(jù)粒料的差別，求出或得出用來使動(dòng)態(tài)荷載型流率值與實(shí)際流率值相一致的校正系數(shù)；以及由上述校正系數(shù)校正第一計(jì)算公式，并根據(jù)此校正的第一計(jì)算公式由測量出的動(dòng)荷載值求出或計(jì)算出校正的動(dòng)荷載型流率值。
8.如權(quán)利要求7所述方法，它包括下述步驟在管件內(nèi)形成流道；使用來開/關(guān)此管件下游端口的開/關(guān)閥件與此管件連接；由荷載探測器探測出在開/關(guān)閥件處于打開狀態(tài)下由流經(jīng)流道的粒料施加于此開/關(guān)閥件的向下流動(dòng)沖擊所表示的動(dòng)荷載，此荷載探測器則同連到上述開/關(guān)閥件上的管件相接；以及由此荷載探測器在開/關(guān)閥件調(diào)節(jié)到其關(guān)閉或截阻位置時(shí)探測在所述預(yù)定時(shí)間內(nèi)由沉積于此管件內(nèi)粒料總量所對(duì)應(yīng)的荷載表示的靜荷載。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，此方法包括下述步驟在所述流道內(nèi)以傾置或斜向方式設(shè)置荷載接收板狀件；在此荷載接收板狀件的下游部設(shè)置截阻件，此截阻件可在截阻位置與敞開位置之間運(yùn)動(dòng)，在截阻位置此截阻件于荷載接收板狀件的下游位置處阻止粒料的流動(dòng)，在敞開位置該截阻件則允許粒料流動(dòng)；由所述荷載探測器測量在 截阻件調(diào)節(jié)到截阻位置后的所述預(yù)定時(shí)間內(nèi)表示已沉積于荷載接收板狀件上粒料重量的靜荷載；以及將所述截阻件調(diào)節(jié)至敞開位置，并由荷載探測器測量在粒料流通流道的時(shí)間內(nèi)的動(dòng)荷載。
全文摘要
由荷載探測器測量了流經(jīng)流道的粒料的動(dòng)荷載以及在預(yù)定時(shí)間內(nèi)流經(jīng)預(yù)定位置的粒料總體的靜荷載。根據(jù)第一公式算出對(duì)應(yīng)于粒料動(dòng)荷載測量值的動(dòng)態(tài)荷載型流率,根據(jù)第二公式算出據(jù)上述靜荷載的測量值算出的粒料實(shí)際流率。根據(jù)粒料的不同求出校正系數(shù),使動(dòng)荷載型流率值與實(shí)際流率值一致,據(jù)此校正系數(shù)校正第一公式,并由校正的第一公式根據(jù)已測的動(dòng)荷載來計(jì)算已校正的動(dòng)荷載型流率。由此能制得易校準(zhǔn)或易校正其流率的流量計(jì)。
文檔編號(hào)G01F1/30GK1172947SQ97102150
公開日1998年2月11日 申請(qǐng)日期1997年1月24日 優(yōu)先權(quán)日1996年1月26日
發(fā)明者佐竹覺, 友保義正 申請(qǐng)人:株式會(huì)社佐竹制作所