钟罩式气体流量标准装置控制单元的研制
《钟罩式气体流量标准装置》计量检定规程有关内容说明
ｙ。＝［＿＂１１（ｄ）２Ｈ一＋Ｖｓ—Ｖｒ］［１＋（“ｌ＋ 斗
２罩０ｒ２的一式线Ｏｔ４中膨－２：０胀ｔ５Ｏ）／系（２ｔ０数、—：００）［］卜厂分检别定为时标钟尺罩、内钟 气体温度；卜钟罩的平均直径；
析．希望能对钟罩装置的检定工作
有所帮助。
管理管
蓉》麓》ｏ＿鍪＃蠢～∞一童∑：＿｝畿
图１ 图１钟罩内的液面为Ａ，外面的 液面（环行平面）为Ｂ，把此时的钟 罩与Ａ液面重合的横截面定为下截 面。图２钟罩内的液面由Ａ升到Ａ７， 外面的液面由Ｂ升到Ｂ’．把此时的 钟罩与Ａ’液面重合的横截面定为 上截面。与上、下截面等距的截面
ｙ，为钟罩外侧液槽内液体从液 面Ｂ到液面Ｂ ７外水升高的体积：
ｙ。为标尺浸入水中的体积（浸入 的高度为Ｈ）；
ｙ。为在图ｌ位置时钟罩内（包括 导气管）的气体体积；
ｙ。为在图２位置时钟罩内的气 体体积：
ｙ。为从图１到图２位置时钟罩 内排出的气体净体积：
ｈ为液面Ｂ和Ｂ’的高度差： Ｈ为上下截面间的距离； ．ｓ为上下截面间的平均外横截面 面积。 因 Ｖ．＝Ｖｓ＋Ｖ。＋Ｖｐ一矿。
万方数据
种方法。此方法最初是由美国国家
标准局贝克博士首先提出的，主要
是通过测量钟罩的直径、高度及其
他有关参数来计算出容积值。这种
方法与容积法相比，使用的测量仪
器设备简单轻便、投资少、省时、省
力。在修订的规程中已给出详细的
测量方法和计算方法，在此不加赘
述。只是为了让大家更明确规程计
算公式的由来，给出公式的推导分
△式ｙ中Ｙ；：△ｙ△Ｙｓ·ｙ甜厂计量罐内含水油
品液位下静压力引起的容积增大值，
钟罩式气体流量标准装置检定规程
i ＝1
式中 ti——第 i 次测量的计时器示值；
t0i——第 i 次测量的标准计时器示值。
18 计时器的检定结果应符合 8.3 和 8.4 的要求。
(五) 标准容积检定
19 检定钟罩标准容积分为四种方法，即动态容积法、动态质量法、静态容积法和尺寸测 量法。
20 动态容积法检定 20.1 动态容积法检定系统如图 2 所示。 20.2 检定前向液槽内充液到一定高度，并在水池内储存足够量的清洁水。 20.3 按 20.2 款规定做完后要放置一段时间，使钟罩内的气温(包括室温)、水池内的水温和 液槽内的液体温度三者之差：对 0.1 和 0.2 级的装置不大于 0.5℃；对 0.5 和 1.0 级的装置不大于 1℃。 20.4 确定检定段(检定容积)，并将各段的上、下挡板装好。 20.5 选择适当量限的标准量器。标准量器的容积与钟罩的检定段容积比一般不小于 1：5。
Vi＝Vsi〔1＋(a1＋2a2－3a3)(20－θi)〕
(2)
式中 Vi——第 i 次检定的标准容积；
Vsi——第 i 次检定由标准量器读取的容积；
a1、a2、a3——分别为标尺、钟罩和标准量器的线膨胀系数；
θi——第 i 次检定测得的钟罩内气体温度。
若(20－θi)<5，可认为 Vi＝Vsi。
20.8.8 平均标准容积
134
20.8 检定程序和计算
20.8.1 按 20.1～20.7 的要求做好准备。
20.8.2 参见图 2，先打开阀门 8、9 和 11，把换向器换向到回流管，启动水泵，关闭阀门
11。密封容器内充满水后，关闭水泵和阀门 8、9。
20.8.3 开启阀门 13，将钟罩升到最高位置。关闭阀门 13，打开阀门 10，使钟罩与密封容
钟罩式气体流量计标准装置的结构和工作原理
钟罩式气体流量计标准装置的结构和工作原理图1是钟罩式气体流量标准装置为计量标准器的燃气表检定示意图。
它具有准确度高、重复性好、操作简单易学、量传检定简捷、价格低廉、维护费用少等许多优点。
配套计量设备为计时器、测压仪器、测温仪器，辅助设备为进气阀门和出气阀门、流量设定器及试验管道等部件。
图1 燃气表检定示意图钟罩式气体流量标准装置的结构有多种，但主要结构基本相同，只是某个部件或某个环节上有差异。
在这里为了叙述方便，首先介绍一种比较典型的钟罩式气体流量标准装置的结构和工作原理，然后按照其部件和环节的不同再介绍一些其他种类的钟罩装置。
图2 钟罩式（三罩式）气体流量标准装置结构图如图2所示，钟罩是一个倒置着放在液槽内的容器，上部封闭，下部开口。
液槽内放有水或不易挥发的、低黏度的油作为密封液体，此时可动的钟罩和固定的液槽形成一个容积可变的密封空腔，使得钟罩对大气密闭。
装置上有一根导气管，一端通到钟罩的内部，中间穿过液槽底部和密封液体，一端与试验管道相连接。
试验管道上装有阀门和被检的流量计。
为了使钟罩垂直地上升和下降而不晃动，钟罩两边装有导向滑轮，两边的立柱上装有导轨，滑轮沿导轨上下滚动；钟罩内也有等角分布的三个滑轮，沿导气管或立柱上下滚动。
为了调节钟罩内的压力，在钟罩上部系一条柔绳，柔绳经过定滑轮，与配重物相连，配重物的重量是可调的。
钟罩在上升和下降过程中，由于浸没于液体中的深度在变化，使液体对钟罩的浮力产生变化，为了使钟罩在上升和下降过程中始终保持内压力不变，用压力补偿机构来补偿浮力的变化。
温度计和压力计分别测量钟罩内和被检流量计处的温度和压力。
钟罩上装有标尺，标尺上有上挡板和下挡板，钟罩两挡板之间的容积是已知的。
在液槽上装有光电发信器，光电发信器与计时器和被检流量计的脉冲计数器相连，控制计时和计数。
鼓风机作为气源，用来向钟罩内充气使钟罩上升。
液位计用来指示液槽内的液位。
三、钟罩式气体流量标准装置的工作原理钟罩式气体流量标准装置是以空气为介质，对气体流量计进行检定的标准设备。
0.1级钟罩式气体流量标准装置的研究
0.1级钟罩式气体流量标准装置的研究刘辰魁;屈宏强;陈世砚;牛立娜;邢静芳【摘要】简要介绍钟罩式气体流量标准装置的组成及工作原理,通过构建数学模型对影响钟罩装置计量准确性因素进行分析、归类,旨在对高精度钟罩装置整体设计进行理论研究,试图提供系统、全面的设计方案.该方案从环境技术设计、机械结构设计和测量控制设计3个方面着手,通过理论探索、受力分析、模型搭建、机械加工、软件优化、组装测试等环节的研究,旨在研制一套高精度钟罩式气体流量标准装置.该钟罩装置有效容积达2000 L,流量测量扩展不确定度为Ur=0.08％,k=2.该装置的研制方案具有条理清晰、系统可靠、可复现性等特点,为高精度钟罩式气体流量标准装置的建立提供范例.【期刊名称】《中国测试》【年(卷),期】2019(045)003【总页数】9页(P80-88)【关键词】钟罩;气体流量;标准装置;不确定度【作者】刘辰魁;屈宏强;陈世砚;牛立娜;邢静芳【作者单位】河北省计量监督检测研究院,河北石家庄 050000;河北省计量监督检测研究院,河北石家庄 050000;河北省计量监督检测研究院,河北石家庄 050000;河北省计量监督检测研究院,河北石家庄 050000;河北省计量监督检测研究院,河北石家庄 050000【正文语种】中文【中图分类】TB9370 引言钟罩式气体流量标准装置（以下简称“钟罩装置”）是以空气为介质，对气体流量计进行检定、校准和检验的计量标准设备[1]。
21世纪初期，我国对钟罩装置的研究，侧重阐述钟罩装置特定机构或者组成部分的特点及其改进措施[2-4]。
近年来由于钟罩式气体流量标准装置的精度不断提升，研究人员试图阐述钟罩测控系统的设计注意事项和改进方案[5-7]，但是，还缺乏对高精度钟罩装置设计的整体理论研究和阐述。
本文旨在进行这方面的研究，试图提供系统全面的设计方案。
本文研究的钟罩装置，测量有效容积达2 000 L，压力波动为5 Pa，流量测量不确定度优于0.1%(k=2)。
钟罩式气体流量标准装置的
一 工作原理
本装置钟罩的型号是200L，采用串联法进行 检定，可同时检定8只燃气表。本装置主要由钟 罩、液槽、指示机构、气体试验管路、温度压力 补偿装置、控制机构等组成。本装置的标准装置 主要由钟罩的容积决定，指示准确度主要由机械 光码盘决定。当钟罩放入液槽内，通过液体组成 密闭的容器。当钟罩向下运动时，钟罩内的气体 将排出，通过试验管路进入被检燃气表，通过指 示机构读出钟罩排出的气体体积，与被检燃气表 显示的体积进行比较，即可得出被检表的基本误 差。
显 示
显 示 器
打 印 机
气体 输送 管路入 口
压力 、温 度传感 器
器
8位 校 表台
光电 传感 器
气体 输送 管路出 口
压力 、温 度传感 器
图1 自动化改造原理图
三
装置的应用效果
本装置经改造后，经重新检定其测试 结果完全符合技术要求。整个装置的测量 准确与自动化程度有很大提高，提高了工 作效率，达到了预期的改造要求。
当钟罩向下运动时钟罩内的气体将排出通过试验管路进入被检燃气表通过指示机构读出钟罩排出的气体体积与被检燃气表显示的体积进行比较即可得出被检表的基本误在本方案中使用增量型旋转编码器来代替光码盘传感器采用高灵敏度的光电传感器应用采集卡将钟罩的气体排量信号被检表的示值信号管路温度信号管路压力信号采集出来通过com串口传输给上位机及计算机输入的参数由计算机对温度信号及压力信号自动补偿并且将实际值和测量值的信号与jjg1652005钟罩式气体流量标准装置检定规程规定的基本误差进行比较运算最后将运算结果打印出来
4.数据采集 我们选用的数据采集卡是inLogPCX8354PCI总线多功能定时/计数及数字I/O卡。 该计数卡具有8路输出通道和8路输入通道， 具有防抖动功能。 钟罩式气体流量标准装置的自动化改 造原理图如图1所示。
钟罩式气体流量计标准装置的结构和工作原理
钟罩式气体流量计标准装置的结构和工作原理图1是钟罩式气体流量标准装置为计量标准器的燃气表检定示意图。
它具有准确度高、重复性好、操作简单易学、量传检定简捷、价格低廉、维护费用少等许多优点。
配套计量设备为计时器、测压仪器、测温仪器，辅助设备为进气阀门和出气阀门、流量设定器及试验管道等部件。
图1 燃气表检定示意图钟罩式气体流量标准装置的结构有多种，但主要结构基本相同，只是某个部件或某个环节上有差异。
在这里为了叙述方便，首先介绍一种比较典型的钟罩式气体流量标准装置的结构和工作原理，然后按照其部件和环节的不同再介绍一些其他种类的钟罩装置。
图2 钟罩式（三罩式）气体流量标准装置结构图如图2所示，钟罩是一个倒置着放在液槽内的容器，上部封闭，下部开口。
液槽内放有水或不易挥发的、低黏度的油作为密封液体，此时可动的钟罩和固定的液槽形成一个容积可变的密封空腔，使得钟罩对大气密闭。
装置上有一根导气管，一端通到钟罩的内部，中间穿过液槽底部和密封液体，一端与试验管道相连接。
试验管道上装有阀门和被检的流量计。
为了使钟罩垂直地上升和下降而不晃动，钟罩两边装有导向滑轮，两边的立柱上装有导轨，滑轮沿导轨上下滚动；钟罩内也有等角分布的三个滑轮，沿导气管或立柱上下滚动。
为了调节钟罩内的压力，在钟罩上部系一条柔绳，柔绳经过定滑轮，与配重物相连，配重物的重量是可调的。
钟罩在上升和下降过程中，由于浸没于液体中的深度在变化，使液体对钟罩的浮力产生变化，为了使钟罩在上升和下降过程中始终保持内压力不变，用压力补偿机构来补偿浮力的变化。
温度计和压力计分别测量钟罩内和被检流量计处的温度和压力。
钟罩上装有标尺，标尺上有上挡板和下挡板，钟罩两挡板之间的容积是已知的。
在液槽上装有光电发信器，光电发信器与计时器和被检流量计的脉冲计数器相连，控制计时和计数。
鼓风机作为气源，用来向钟罩内充气使钟罩上升。
液位计用来指示液槽内的液位。
三、钟罩式气体流量标准装置的工作原理钟罩式气体流量标准装置是以空气为介质，对气体流量计进行检定的标准设备。
钟罩式气体流量标准装置技术参数
钟罩式气体流量标准装置
1 用途：
空气、水蒸气及氯化氰三元混合气体专用流量计校准。
2 数量：
50L：一套； 100L：一套
3 技术参数要求：
3.1准确度等级：0.2级
满足JJG165—2005 《钟罩式气体流量标准装置》检定规程要求
3.2 主要配置：
3.2.1钟罩气体计量器
材质：不锈钢
液槽：双筒环形截面式
密封液：5号工业白油
余压：50L ≥1000Pa 100L ≥2000Pa
压力波动：≤20 Pa
3.2.2 钟罩提升方式
气动提升
3.2.3传感控制系统
光电式发讯装置；
光电旋转编码器；
计时器：起、停应由钟罩上的光电发讯器发出的信号控制。
计时器准确度应优于测量时间的0.1%，分辨力≤0.01s
气控阀（电磁阀）；
温湿度传感器.(0～50) ℃，最大允许误差：±0.1℃；
（0～100）%RH；最大允许误差：3%RH；
压力变送器；
差压变送器；
钟罩内应有上、下两个测温、测湿点。
3.2.4显示装置
显示钟罩内压力、温度、湿度；被检流量计压力、温度、湿度；标态时瞬时流量(被检表压差、流量)等参数。
3.2.5电脑、打印机
打印输出日期、标准排气量、检测点压力、温度。
3.3 环境条件:
工作温度:(20±5)℃，钟罩上下两侧温点温度差≤0.2℃；
相对湿度:(30 ～80)%；
大气压力：（80～106）kPa。
某钟罩式气体流量标准装置重复性试验及控制图的绘制
５ ６
７ ８ ９
１ ｏ ０－ ２ ５ ９ ９ ． ９ ５ １ ０ ０ ． ２ ０ １ ０ Ｏ ． ２ ６ １ 【 ｘ 】 ． ｏ ｏ １ ０ ０． １ ８ １ ｏ ０ ． ２ ２ １ ０ ０ ． １ ０ ９ ９． ９ ５ １ ０ ０ ． ２ ０ １ ０ ０． ２ ０ １ ０ ０． １ ５ １ ０ ０ ． １ ０ １ ００ ． ４ ０ １ ０ ０ ． １ ０ ９ ９ ． ９ ５ １ ０ ０． ４１ １ ０ ０ ． １ ９ １ ０ ０． ０ ２ １ ０ ０ ． ２ ０ ｌ ０ ０ ． ２ ４ ９ ９ ． ７ ４ １ ｏ ｏ ３０ １ ０ ０ ． ３１ １ ０ ０ ． ２ ０ １ ０ ｏ． ２ ５ ｌ ０ ０ ． １ ５ １ ０ ０ ． １ ６ ９ ９． ９ ４ １ ０ ０ ． ０ ５ １ ｏ ０＿ ３ ８ ９ ９ ． ８ ４ ｌ ０ ０ ． １ ５ １ ０ｏ － ２ Ｏ １ ０ ０ ． ０ ５ １ ０ ０ ． ｏ ０ １ ｏ ０ ． ３ ４ １ ０ ０ － ２ ５ １ ０ ０． １ ０ １ ０ ０ ． １ ４
直
集钟量式号傩流量标准装置重复胜ｉ 式 验及控制国昀绘制
ｒ● ●１ ＿ｒ ●Ｉ＿ Ｉ● Ｊ＿ ＿ｒ ●『
大同煤矿集团公 司煤气厂表检站
李 敏
［ 摘 要］ 对钟 罩式计量标 准装 置进行重复性试验 ， 以达到对检 定或校 准过程进行连 续和长期的统计控 制， 并绘制控制 图， 同时考察 其 对 测 量 结 果 的 不 确 定度 的 影 响 。 关键词 ］ 重复性试验 实验标准差 粗 大误差
ｓ （ ｙ ） ＝
式中： ——ｎ 次测量结果的算术平均值 ； ｎ —— 重 复测量次数 ， ｎ 应尽可能大 ， 一般应不少于 １ ０ 次。 序号
钟罩式标准气体流量标准装置工作原理
钟罩式标准气体流量标准装置工作原理
钟罩式标准气体流量标准装置是一种用于测量气体流量的设备。
它的工作原理如下：
1. 气体进入装置：气体首先通过管道进入装置。
在装置的进气口处设有一个调流管，用于控制气体的流量。
2. 流量计量：气体通过进气口进入钟罩内部。
钟罩内部有一个流量计，用于测量通过装置的气体流量。
流量计可以采用多种原理，例如浮子流量计、涡轮流量计等。
3. 控制压力：为了保持气体流量的稳定，装置内部设有一个控制阀门和一个压力传感器。
当装置内部的压力超过设定值时，控制阀门会自动调节气体的流量，以保持压力稳定。
4. 标准化：装置会根据标准流量进行校准和标定，以确保测量的流量值准确可靠。
5. 数据显示和记录：装置通常会配备一个数据显示屏，用于显示和记录测量的气体流量值。
可以通过连接计算机或其他数据采集系统，对测量结果进行进一步的处理和分析。
总之，钟罩式标准气体流量标准装置通过控制气体流量、测量压力和标定校准等步骤，实现对气体流量的准确测量和控制。
钟罩式气体流量标准装置检定规程
20.6 每检定段的一次标定过程中，钟罩内气温和大气压力变化不得超过表 3 规定，否则将 此次数据舍去。
表3
装置准确度等级
0.1 0.2 0.5 1.0
钟罩内气温 (或室温) 变化
(℃)
0.2 0.2 0.5 1.0
大气压力变化 (Pa)
40 40 80 160
20.7 检定时所需仪器设备 20.7.1 准确度为±0.025％的标准量器； 20.7.2 分度值为 0.1℃、量程为 0～50℃的标准水银温度计两支； 20.7.3 分度值为 0.1s 的秒表； 20.7.4 图 2 中所示的其它有关设备。
(检定次数与右向检定相同)。
20.8.13 左、右向检定的标准容积的平均值作为装置的标准容积；左、右向检定中最大的标
准容积极限相对误差作为装置的标准容积极限相对误差。
20.9 若用两个准确度相同的标准量器分别放在换向器的左右侧(标准量器兼有回流管的作
用)，而且在一次检定中换向器的换向次数是奇数，可仿照 20.8.2～20.8.11 进行检定而不做左右
设备称出水的质量，用标准密度计测出水的密度按式(7)计算标准容积。
M(ρ－
V i＝
ρa)
[1 ＋ (a1 ＋ 2a2)(20ຫໍສະໝຸດ ρ ( ρ θ i －θi)]
(7)
－ρa)
式中 M——由称重设备读取的容积质量；
ρ——砝码材料的密度；
ρθi——水在θi℃时的密度；
ρa——空气密度。 其它符号同式(6)。若为电子秤，则(ρ－ρa)/ρ＝1。 22 静态容积法检定
Vi＝Vsi〔1＋(a1＋2a2－3a3)(20－θi)〕
(2)
式中 Vi——第 i 次检定的标准容积；
钟罩式气体流量标准装置
钟罩式气体流量标准装置钟罩式气体流量标准装置是一种用于测量气体流量的装置，它通常由钟罩、流量计、压力计、温度计等部件组成。
在工业生产中，准确测量气体流量对于保证生产质量和安全非常重要。
因此，钟罩式气体流量标准装置作为一种精密的仪器设备，具有广泛的应用价值。
首先，钟罩式气体流量标准装置的工作原理是基于质量守恒定律和伯努利定律。
当气体通过钟罩时，由于流动速度增加，静压就会降低。
通过测量这一压降，结合气体的密度和温度，就可以计算出气体的流量。
因此，钟罩式气体流量标准装置能够准确地测量各种气体的流量，具有高精度和可靠性。
其次，钟罩式气体流量标准装置具有多种优点。
首先，它适用于各种气体的测量，包括蒸汽、空气、氮气、氧气等。
其次，它具有较大的测量范围和高精度，能够满足不同工况下的流量测量需求。
此外，钟罩式气体流量标准装置结构简单，维护方便，使用寿命长，能够在恶劣的工业环境下稳定工作。
因此，它被广泛应用于化工、石油、冶金、电力等行业中。
除此之外，钟罩式气体流量标准装置的使用也需要注意一些问题。
首先，安装时需要保证流体的进口和出口处没有任何阻力，以确保流体能够自由流动。
其次，需要定期对装置进行校准和维护，以保证测量的准确性和稳定性。
此外，在使用过程中需要注意避免振动和冲击，防止对装置造成损坏。
综上所述，钟罩式气体流量标准装置作为一种重要的流量测量设备，在工业生产中具有广泛的应用前景。
它的高精度、可靠性和稳定性，使其成为工业自动化和智能化的重要组成部分。
随着工业技术的不断发展，钟罩式气体流量标准装置将会更加智能化、便捷化，为工业生产提供更加精准的流量测量和控制。
可变工况型钟罩式气体流量标准装置的设计
仪器仪表与高级控制系统之间的信息传递问题。由 于现场总线简单、可靠、经济实用，因而近年来在计 算机和仪表厂商中得到了广泛应用。可通过增加对 现场总线信号的支持来扩展钟罩装置的应用。
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０ 引言 钟罩式气体流量标准装置属于气体流量标准装
置的一种，是 以 气 体 为 介 质，对 气 体 流 量 计 进 行 检 定、校准和检验的标准装置，它应用较早，主要用于 企事业实验室、第三方技术机构。传统钟罩装置结 构如图 １所示。
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ＤｅｓｉｇｎｏｆａＢｅｌｌＧａｓＦｌｏｗ ＳｔａｎｄａｒｄＤｅｖｉｃｅｗｉｔｈ ＶａｒｉａｂｌｅＷｏｒｋｉｎｇＣｏｎｄｉｔｉｏｎ
ＺｈａｎｇＱｉａｎｇ ＷａｎＹｏｎｇ ＺｈｅｎｇＫａｉｙａｎ ＸｉｅＸｉａｏｆａｎｇ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＯｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌＳｔａｎｄａｒｄＢｅｌｌＰｏｒｖｅｒｓｏｆＧａｓＦｌｏｗｃｏｎｓｔｒｕｃｔｆｅａｔｕｒｅ，ｃｏｍｂｉｎｉｎｇｔｈｅｄａｉｌｙｃａｌｉ ｂｒａｔｉｏｎａｎｄｒｅｓｅａｒｃｈｗｏｒｋｎｅｅｄｓ，ｄｅｓｉｇｎｔｈｅＳｔａｎｄａｒｄＢｅｌｌＰｏｒｖｅｒｓｏｆＧａｓＦｌｏｗｗｉｔｈｖａｒｉａｂｌｅｏｐｅｒａｔｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎ， ｇｉｖｅｔｈｅｄｅｓｉｇｎｉｄｅａａｎｄｄｅｔａｉｌｓｃｈｅｍｅｉｎｃｌｕｄｉｎｇｔｈｅｖａｒｉａｂｌｅｆｌｏｗ，ｐｒｅｓｓｕｒｅ，ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｒａｎｇｅａｎｄｓｉｇｎａｌｒｅｃｅｉｖｅ ｍｏｄｅｅｔｃ．ｗｈｉｃｈｃａｎｍｅｅｔｎｅｅｄｓ．Ｔｈｅｎｅｗｄｅｓｉｇｎｃａｎｈｅｌｐｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｅｘｉｓｔｉｎｇｄｅｖｉｃｅｄｅｆｅｃｔａｎｄｇｉｖｅｔｈｅｒｅｆｅｒ ｅｎｃｅｆｏｒｄｅｓｉｇｎｉｎｇｂｅｔｔｅｒＳｔａｎｄａｒｄＢｅｌｌＰｏｒｖｅｒｓｗｈｉｃｈｍａｋｅｔｈｅｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｆｏｒｔｈｅｓｔａｎｄａｒｄｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｉｚａｔｉｏｎ Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｂｅｌｌｐｏｒｖｅｒｓ；ｖａｒｉａｂｌｅｏｐｅｒａｔｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎ；ｐａｒａｌｌｅｌｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ；ｆｌｏｗｒａｎｇｅ；ｐｏｓｉｔｉｖｅａｎｄｎｅｇａｔｉｖｅｂｌｏｗ
钟罩式气体流量标准装置两种自动流量调节机构的设计
钟罩式气体流量标准装置两种自动流量调节机构的设计钱碧波 万 勇 卢其伦 卢嘉敏（广州能源检测研究院，广东广州５１１４４７）摘 要：介绍了钟罩式气体流量标准装置的基本工作原理，以及传统流量调节方式；提出了两种自动流量调节机构，给出了原理图、设计图及自动流量调节过程；分析了调节机构的优点和易用性，有利于气体流量检测人员更好地利用钟罩式气体流量标准装置开展气体流量检测，提高检测效率。
关键词：钟罩；气体流量标准装置；自动流量调节中图分类号：ＴＢ９ 文献标识码：Ａ 国家标准学科分类代码：４１０ ５５ＤＯＩ：１０．１５９８８／ｊ．ｃｎｋｉ．１００４－６９４１．２０２０．８．００９ＤｅｓｉｇｎｏｆＴｗｏＫｉｎｄｓｏｆＡｕｔｏｍａｔｉｃＦｌｏｗＲｅｇｕｌａｔｉｎｇＭｅｃｈａｎｉｓｍｆｏｒＳｔａｎｄａｒｄＢｅｌｌＧａｓＦｌｏｗＤｅｖｉｃｅＱＩＡＮＢｉｂｏ ＷＡＮＹｏｎｇ ＬＵＱｉｌｕｎ ＬＵＪｉａｍｉｎＡｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｂａｓｉｃｗｏｒｋｉｎｇｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｔｈｅｂｅｌｌｐｒｏｖｅｒｇａｓｆｌｏｗｓｔａｎｄａｒｄｆａｃｉｌｉｔｙａｎｄｉｔｓｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｆｌｏｗｒｅｇｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄａｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ；Ｔｗｏｋｉｎｄｓｏｆａｕｔｏｍａｔｉｃｆｌｏｗｃｏｎｔｒｏｌｍｅｃｈａｎｉｓｍｓａｒｅｄｅｓｉｇｎｅｄａｎｄｐｒｅｓｅｎｔｅｄ，ａｎｄｔｈｅｓｃｈｅ ｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍ，ｄｅｓｉｇｎｄｒａｗｉｎｇａｎｄａｕｔｏｍａｔｉｃｆｌｏｗｃｏｎｔｒｏｌｐｒｏｃｅｓｓｏｆｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｓａｒｅｇｉｖｅｎ；Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓａｎｄａｐｐｌｉｃａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｒｅｇｕｌａｔｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍｓａｒｅａｎａｌｙｚｅｄ，ｗｈｉｃｈｉｓｈｅｌｐｆｕｌｆｏｒｉｎｓｐｅｃｔｏｒｓｔｏｍａｋｅｂｅｔ ｔｅｒｕｓｅｏｆｔｈｅｂｅｌｌｐｒｏｖｅｒｇａｓｆｌｏｗｓｔａｎｄａｒｄｆａｃｉｌｉｔｙｔｏｃａｒｒｙｏｕｔｇａｓｆｌｏｗｄｅｔｅｃｔｉｏｎａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｂｅｌｌｐｒｏｖｅｒ；ｇａｓｆｌｏｗｓｔａｎｄａｒｄｆａｃｉｌｉｔｙ；ａｕｔｏｍａｔｉｃｆｌｏｗｃｏｎｔｒｏｌ０ 引言钟罩式气体流量标准装置［１］是常用的气体流量溯源装置，广泛用于企事业实验室、第三方技术机构。
钟罩式气体流量标准装置
钟罩式气体流量标准装置
钟罩式气体流量标准装置是一种用于校准气体流量仪表的标准装置，其原理是利用钟罩内气体流动的特性来实现流量的精确测量。
该装置通常由钟罩、压力控制装置、温度控制装置、流量测量装置等部分组成，能够提供稳定、准确的气体流量标准。
在钟罩式气体流量标准装置中，钟罩起到了关键的作用。
钟罩是一种特殊形状的容器，其内部空间与外部环境隔离，通过控制内部压力和温度来实现气体流动的稳定。
钟罩内的气体流动受到外部环境的影响较小，能够提供相对独立的流量标准环境。
压力控制装置用于控制钟罩内的压力，通常采用精密的压力调节阀和传感器来实现对内部压力的精确控制。
通过调节压力控制装置，可以实现不同范围的气体流量标准。
温度控制装置则用于控制钟罩内的温度，通常采用恒温器或者热电偶等装置来实现对内部温度的精确控制。
温度对气体流动的影响较大，因此温度控制装置对于保证流量标准的稳定性至关重要。
流量测量装置用于实时监测钟罩内气体的流量，通常采用流量计或者质量流量计来进行测量。
通过对流量的精确测量，可以实现对气体流量标准的准确校准。
钟罩式气体流量标准装置具有精度高、稳定性好、适用范围广等特点，广泛应用于气体流量仪表的校准和检定工作中。
在工业生产、科研实验等领域都有着重要的应用价值。
总之，钟罩式气体流量标准装置是一种重要的气体流量标准装置，其稳定、准确的流量标准能够为气体流量仪表的校准和检定提供可靠保障，具有广阔的应用前景和市场需求。
钟罩式气体流量标准装置
钟罩式气体流量标准装置
钟罩式气体流量标准装置是一种用于校准气体流量测量仪表的设备，其原理是
利用钟罩内气体流动产生的压差来确定气体流量，从而实现对流量测量仪表的准确校准。
本文将介绍钟罩式气体流量标准装置的工作原理、结构特点以及使用注意事项。
首先，钟罩式气体流量标准装置的工作原理是基于贝努利方程和连续方程。
当
气体通过钟罩时，由于钟罩内截面积的变化，气体流速发生改变，从而产生了静压和动压的变化。
通过测量钟罩两侧的压差，可以计算出气体流量，进而实现对流量测量仪表的准确校准。
其次，钟罩式气体流量标准装置的结构特点主要包括钟罩、差压传感器、温度
传感器、压力传感器等组成部分。
钟罩通常采用金属材料制成，具有一定的流线型设计，以减小气体流动时的阻力和湍流效应。
差压传感器用于测量钟罩两侧的压差，温度传感器和压力传感器则用于对气体的温度和压力进行实时监测，从而保证测量结果的准确性和可靠性。
最后，使用钟罩式气体流量标准装置时需要注意以下几点。
首先，应选择适合
的钟罩尺寸和流量范围，以确保测量的准确性。
其次，在使用过程中应注意保持装置的清洁和完好，避免灰尘和杂质对测量结果造成影响。
另外，定期对装置进行校准和维护是十分必要的，以确保其长期稳定的工作性能。
综上所述，钟罩式气体流量标准装置是一种用于校准气体流量测量仪表的重要
设备，其工作原理基于贝努利方程和连续方程，具有结构简单、测量精度高的特点。
在使用时，需要注意选择合适的尺寸和流量范围，保持装置的清洁和完好，并定期进行校准和维护，以确保其稳定可靠的工作性能。
钟罩气体流量标准装置
钟罩气体流量标准装置钟罩气体流量标准装置是一种用于测量气体流量的装置，它能够精确地测量气体的流量，并且具有很高的稳定性和可靠性。
在工业生产和科学研究中，对气体流量的测量是非常重要的，而钟罩气体流量标准装置正是为了满足这一需求而设计的。
钟罩气体流量标准装置的工作原理是利用钟罩内气体流过的速度和压力来计算气体的流量。
它通常由钟罩、差压传感器、温度传感器、流量计和数据采集系统等部分组成。
当气体流过钟罩时，会产生一个压力差，差压传感器可以准确地测量这个压力差，并通过温度传感器来修正气体的温度影响，从而得到准确的气体流量值。
这些数据会被传输到数据采集系统中进行记录和分析，以便进行后续的数据处理和应用。
钟罩气体流量标准装置具有很高的精度和稳定性，能够满足对气体流量测量的严格要求。
它广泛应用于化工、石油、天然气、电力、冶金、环保等领域，对于生产过程中的气体流量监测和控制起着至关重要的作用。
在使用钟罩气体流量标准装置时，需要注意以下几点：1. 定期校准，为了确保测量结果的准确性，需要定期对钟罩气体流量标准装置进行校准。
校准的频率可以根据实际使用情况来确定，一般建议每半年或一年进行一次校准。
2. 正确安装，在安装钟罩气体流量标准装置时，需要注意保证气体的流动状态稳定，避免出现涡流和湍流等现象，以确保测量的准确性。
3. 注意维护，定期对钟罩气体流量标准装置进行维护和保养，保持其各个部件的正常运行状态，及时发现并处理故障。
4. 合理使用，在使用过程中，需要根据实际情况合理设置测量参数，避免超出装置的测量范围，以免影响测量结果的准确性。
总的来说，钟罩气体流量标准装置是一种非常重要的气体流量测量装置，它具有高精度、高稳定性和可靠性的特点，能够满足工业生产和科学研究中对气体流量测量的严格要求。
正确使用和维护钟罩气体流量标准装置，可以确保其长期稳定的工作，并为生产和研究提供可靠的数据支持。
【CN109764943A】钟罩式气体流量检定装置【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910132696.6(22)申请日 2019.02.22(71)申请人 张靓地址 226002 江苏省南通市港闸区天生港镇街道五星村一组197号申请人 佘彬杰 孙国杰(72)发明人 张靓 佘彬杰 孙国杰 (74)专利代理机构 北京商专永信知识产权代理事务所(普通合伙) 11400代理人 高之波 胡建锋(51)Int.Cl.G01F 25/00(2006.01)(54)发明名称钟罩式气体流量检定装置(57)摘要本发明提出一种钟罩式气体流量检定装置，包括底座、液槽、钟罩、动力补偿机构吊装以及泄气装置，其中液槽安装在底座上，钟罩悬浮安装于液槽中，液槽内装有密封液，液槽中心设有导气管，导气管的上端部延伸至钟罩内、密封液液面以上，导气管的另一端与进气管连接，进气管上设有控制阀，辅助连接座上设有垂直设置多个导柱，导柱的顶部设有横梁，钟罩顶部设有动力补偿机构吊装和泄气装置。
本发明具有结构合理、占用空间小、使用方便、工作过程稳定的优点。
权利要求书2页 说明书5页 附图4页CN 109764943 A 2019.05.17C N 109764943A权 利 要 求 书1/2页CN 109764943 A1.一种钟罩式气体流量检定装置，包括底座(1)、液槽(4)、钟罩(10)、动力补偿机构吊装以及泄气装置，其中液槽(4)安装在底座(1)上，钟罩(10)悬浮安装于液槽(4)中，液槽(4)内装有密封液(5)，液槽(4)中心设有导气管(3)，导气管(3)的上端部延伸至钟罩(10)内、密封液(5)液面以上，导气管(3)的另一端与进气管(36)连接，进气管(36)上设有控制阀(35)，辅助连接座(6)上设有垂直设置多个导柱(7)，导柱(7)的顶部设有横梁(8)，其特征在于，所述钟罩(10)顶部设有动力补偿机构吊装和泄气装置，其中，所述动力补偿机构吊装包括钢丝线(20)、第一摩擦轮(19)、第二摩擦轮(21)、配重块(26)以及绕线装置，钟罩(10)顶部的中间位置上设有辅助连接座(18)，辅助连接座(18)上设有第一摩擦轮(19)，第一摩擦轮(19)的中心与钟罩(10)的中心在同一垂直的直线上，所述液槽(4)的外壁上设有辅助连接座(6)，横梁(8)上在同一水平面上设有三个第二摩擦轮(21)，其中两个第二摩擦轮(21)设置在第一摩擦轮(19)的左侧，从左到右分别为第二摩擦轮A和第二摩擦轮B，另一个第二摩擦轮(21)设置在第一摩擦轮(19)的右侧，为第二摩擦轮C，第二摩擦轮C右侧的横梁(8)上设有绕线辊(28)，绕线辊(28)的底部嵌在横梁(8)上，绕线辊(28)通过轴承(29)与横梁(8)连接，绕线辊(28)可以旋转，所述绕线辊(28)的顶部设有调节块(30)，横梁(8)上设有同步编码器(34)，第二摩擦轮A与同步编码器(34)同轴连接，第二摩擦轮C与第二摩擦轮B对称分布，钢丝线(20)与第一摩擦轮(19)和第二摩擦轮(21)滚动接触，钢丝线(20)的一端缠绕在绕线辊(28)上，钢丝线(20)的另一端通过依次通过第二摩擦轮C、第一摩擦轮(19)、第二摩擦轮B以及第二摩擦轮A引导导出与配重块(26)连接，第一摩擦轮(19)与第二摩擦轮C之间的钢丝线(20)、第一摩擦轮(19)与第二摩擦轮B之间的钢丝线(20)在垂直方向上传送；所述泄气装置包括两个泄气组件，两个泄气组件关于导气管(3)对称分布，每个泄气组件中包括一个出气管道(14)、两个阀门(15)、一个气压传感器(16)以及一个监控组件(17)，出气管道(14)与钟罩(10)连接，出气管道(14)的上设有两个阀门(15)，两个阀门(15)之间的出气管道(14)上设有气压传感器(16)，气压传感器(16)与监控组件(17)连接。
钟罩式气体流量标准装置
钟罩式气体流量标准装置钟罩式气体流量标准装置是一种用于测量气体流量的装置，它采用了一种独特的设计，能够精确地测量气体的流量，为工业生产和科学研究提供了重要的数据支持。
本文将介绍钟罩式气体流量标准装置的工作原理、结构特点以及应用领域。
首先，我们来了解一下钟罩式气体流量标准装置的工作原理。
它利用了流体力学的原理，通过测量气体通过装置时对装置产生的压力差来确定气体的流量。
在装置内部，气体流经一个特定形状的钟罩，当气体通过钟罩时，会产生压力差，通过测量这个压力差的大小，就可以确定气体的流量。
这种设计能够有效地减小气体流动时的阻力，从而提高了测量的精度。
其次，钟罩式气体流量标准装置的结构特点也是其优越性能的重要保障。
它通常由气体进口、钟罩、压力传感器、数据采集系统等部件组成。
其中，钟罩的设计非常关键，它的形状和尺寸需要经过精确的计算和实验验证，以确保气体流过时产生的压力差能够准确地反映流量的大小。
同时，压力传感器和数据采集系统能够实时监测和记录气体流量的数据，为后续的分析和应用提供了重要的支持。
最后，我们来看一下钟罩式气体流量标准装置的应用领域。
由于其高精度、稳定性和可靠性，它被广泛应用于工业生产和科学研究中。
在工业生产中，它可以用于监测和控制各种气体的流量，保障生产过程的稳定性和安全性。
在科学研究中，它可以用于实验室的气体流量测量，为科研人员提供准确的数据支持。
综上所述，钟罩式气体流量标准装置是一种重要的气体流量测量装置，它的精准测量能力和稳定性使其在工业生产和科学研究中得到了广泛的应用。
随着科学技术的不断进步，相信钟罩式气体流量标准装置将会在更多领域展现出其优越性能，为人类的生产和生活带来更多的便利和进步。
尺寸法钟罩式气体流量标准装置测量校准和测量能力评定
尺寸法钟罩式气体流量标准装置校准和测量能力评定1.概述1.1测量依据：JJG165-2005《钟罩式气体流量标准装置》1.2测量标准：主要设备二等标准金属量器组表1. 实验室的计量标准器和配套设备1.3被测对象：表2. 被测钟罩式气体流量流量标准装置1.4测量方法：升起钟罩稳定后，标记出上、中、下截面位置，用直径尺分别对上、中、下截面进行各三次（共九次）直径测量di。
连续6次测上下挡板量高度Hi，然后测量标尺体积Vsc（L）以及上下挡板高度钟罩排出体积VT（L），进而得出实际体积。
2.数学模型（1）式中：V——钟罩标准容积，L；——平均直径，mm；——钟罩该段上下挡板间平均高度，mm；θ——钟罩内气体温度，℃；α1——钟罩标尺材料的线膨胀系数，1/℃；α2——钟罩材料的线膨胀系数，1/℃；α4——测H用的测高仪或尺子材料的线膨胀系数，1/℃；α4——直径尺的线膨胀系数1/℃。
若|20－θi|＜5℃内时，可认为：（2）3.不确定度传播率：由（2）式计算灵敏度系数：（dm2）（dm2）4.标准不确定度评定4.1 钟罩直径的测量标准不确定度4.1.1上、中、下三段九次测量直径di所产生的A类测量标准不确定度：（测量9次，即n=9）4.1.2测量使用的直径尺引入的B类标准不确定度：使用Ⅱ级直径尺其（0. 3+0. 2 L）mm ，包含因子k=2由此可得：mm4.1.3合成直径测量的标准不确定度：4.2该段（或上下挡板）高度测量标准不确定度4.2.1测量该段高度6次所产生的A类标准不确定度：（测量6次，即n=6）4.2.2测量Hi使用的钢直尺引入的B类标准不确定度：测量使用的钢直尺最大误差为：0.2mm，则有：mm=0.1mm4.2.3合成高度测量的标准不确定度：4.3测量标尺体积Vsc的标准不确定度：(L) （3）式中：e——标尺的厚度，mm；B——标尺宽度，mm。
由于尺寸法测量200L以上的钟罩，该项测量结果不确定度可忽略不计，则有u(Vsc)=0。
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钟罩档板信号
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钟罩式气体流量标准装 置是 检定气体 流量计 及流量量 值 传递 的主要设备之一 ， 已被许 多气体 流量计生产企业及 计量检
定部 门采用。钟罩 式气体 流量标准装 置 主要 用于 容积式气 体 流量计 、 速度式气体流量计 和气体转 子流量计检定 。从 改造 现 有 的钟罩装 置人 手， 设计 了由计算机 和控 制单元 组成 检定 系 统， 给出了检定系统中控制单元的硬件电路 和软件设计方法。 １ 钟罩装置原理 钟罩式气体流量标 准装置本 身是一个 恒压源 并给 出标准 容积的装置 ， 当钟罩下 降时 ， 钟罩 内气体通过 连接管路 流经 被检仪表 ， 在钟罩下降同时通过 光栅 尺将钟罩下降 的高 度转 变 为脉 冲信号 ， 经硬件接 口电路 调理后传 送给计 算机 ， 算机 经 计 过补偿修正等运算处理 ， 将其转换成气体标 准体积或者体积 流 量 。另外 ， 标定后 的钟罩装 置设有挡 板和光 电传感 器 ， 钟罩 两 挡板之间的容积是 固定的 ， 挡板先后通过光 电传感 器所经历 的
２１ ０ Ｏ年
仪 表 技 术 与 传 感 器
Ｉ ｓｒ ｍｅ ｔ Ｔ ｃ ｎｑ ｅ ａ ｄ Ｓ ｎ ｏ ｎｔ ｕ ｎ ｅ ｈ ｉ ｕ ｎ ｅ ｓ ｒ
２ Ｏ Ｏｌ
ＮＯ ．１
第 １ 期
钟 罩式 气体 流量 标 准装置 控 制单 元 的研 制
周孝轩 ， 毛谦敏 ， 黄咏梅
ｃ ｓ ｉ ｇ ａ ｄ ｖ ｌｅ ｃ ｎｒ ｌ ａ ｄ ａｓ ｎｒ ｄ ｃ ｄ ｓ ｆ ｒ ｅ ｉ ｈ ｃ ｏ ｔｉ ｓａ ｑ ｉｉ ｏ ｎ ｒ ｃ ｓ ｉ ｇｏ ｘ ｅ ｍｅ ｔｌｄ ｔ． ｅ ｓ ｎ ａｖ ｏ ｔ ， ｎ ｌｏ ｉ ｔ ｕ ｅ ｏｔ ｅ ｄ ｓｇ ｗ ｉｈ ｃ ｎａ ｎ ｃ ｕ ｓｔ ｎ ａ ｄ ｐ ｅ ｓ ｆｅ ｐ ｒ ｎａ ａａ ｎ ｏ ｏ ｗａ ｎ ｉ ｏ ｎ ｉ
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关键词 ： 钟罩 ；８ ５ Ｆ
中图 分 类 号 ： Ｐ７ Ｔ ２３ 文 献 标 识 码 ： Ａ 文章 编号 ：０ ２—１４ （０ ０ ０ ０ ８ ０ １０ ８ １ ２ １ ） ｌ一 ０ ０— ３
Ｄｅ ｅｏ ｖ ｌｐｍ ｅ ｔｏ ｎｔｏ ｎ ｆＣｏ ｒ ｌＵｎｉ ｏ ｌ Ｐｒ ｖ ｒ Ｇａ ｌｂ ａ ｉｎ ｃｌｔ ｔｆ ｒ Ｂｅｌ ｏ ｅ ｓＣａ ｉ ｒ ｔｏ Ｆａ ｉｉｙ
（ 中国 计 量 学 院 ， 江 杭 州 ，１０ ８ 浙 ３０１ ）
摘要 ： 利用现有的钟 罩装置 ， 装精 密光栅尺作为钟罩位移传 感元件 ， 加 并增设 多路温度 、 力传感 器， 压 设计 了由计 算机
和 控 制 器 组 成 的 自动 检 定 系统 。 以控 制 器研 制 为 核 心 ， 细 阐述 了信 号 采 集 、 理 、 门控 制 等硬 件 电路 设 计 和 检 定 数 据 详 调 阀 采 集、 处理 等 软 件 部 分设 计 。
Ｚ Ｏ ｉｏ ｕ ｎ Ｍ Ｏ Ｑａ ｉ， Ｕ Ｎ ｏｇｍ ｉ Ｈ Ｕ Ｘａ— ａ ， Ａ ｉ ｒ ｎ Ｈ Ａ Ｇ Ｙ ｎ・ ｅ ｘ ｎａ （ ｉａＪ ｉｎ ｎｖ ｒｉ ， ｎ ｚ ｏ １０ ８ Ｃ ｉａ Ｃｈｎ ｉａ ｇＵ ｉｅｓ ｙ Ｈａ ｇｈ ｕ３ ０ １ ， ｈｎ ） ｌ ｔ
Ｋｅ ｒ ｓ： ｅｌｐ ｖ ｒ Ｃ ０ Ｆ ５ ｙ ｗｏ ｄ ｂ ｌ ｒ ｅ ； ８ ５ ３ ０ ＭＣＵ； ｒｔ ｇ；ｅ ｓ ｒ ｃ ｎｒ ｌ ｒ ｏ １ ｇａ ｉ ｓ ｎ ｏ ； ｏ ｔ ｌ ｎ ｏｅ
０ 引言
的 自动测量 是该 标准装 置的重要 部分 。光栅尺是 高精度 的位 移测量元件 ， 在精 密仪 器 、 坐标 测量机 、 高精度 精密加 工、 数控 机床等领域得到 了广 泛的应用 ， 将光栅 尺用于钟罩 装置 ， 作 为钟罩量筒 的位移传感元件 ， 能精确对应钟罩的体积量 。
光耦 ＝ 气 阀
八 Ｃ ０ １ ３ Ｏ ８ ５ Ｆ ５
光 信 — 栅 号ｂ光． 尺 耦１ ／
圃
风． 帆
承流信 冲量号 型计