CN105784341B - 一种恒流阀流量和差压校验的标准装置及校验的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种恒流阀流量和差压校验的标准装置及校验的方法。本发明包括步进电机、减速机、减速机金属支座、联轴器、丝杠前金属支座、丝杠、直线导轨、活塞金属支架、可滑动金属支座、丝杠螺母、光电读数头、浮动接头、柱形活塞、液压缸、手动开关球阀、背压管、喷嘴、缸体进水管道、缸体进水开关球阀、三通管、缸体出水管道、缸体出水开关球阀、排气水泵后开关球阀、夹表器前开关球阀、夹表器、差压变送器、恒流阀、指示流量计、排气水泵、排气水泵前开关球阀、水箱。本发明不仅实现了恒流阀流量和差压的校验，更重要的是通过利用活塞式液体流量标准装置的高效、快速特点，大大缩短了恒流阀流量和差压的校验时间。

Description

一种恒流阀流量和差压校验的标准装置及校验的方法

技术领域

本发明涉及一种用于恒流阀流量和差压校验的活塞式液体流量标准装置及流量和差压校验方法。

背景技术

目前对恒流阀的流量和差压进行校验时，采用的校验装置主要是静态容积法或静态质量法液体流量标准装置。这两类液体流量标准装置在一定程度上满足了恒流阀流量和差压的校验要求，但在使用中也存在着较明显的缺陷，主要表现为：（i）静态容积法液体流量标准装置的流量和差压校验效率低。由于静态容积法液体流量标准装置的工作量器一般是带有计量颈的葫芦形量器。利用装置进行流量和差压校验时，只有液体达到计量颈处，量器中的容积才能被读出。因此，校验流量较小时，校验用时较长，表现为校验效率低下；（ii）流量稳定时间长。将恒流阀的差压由一个目标测量点调整到另一个目标测量点时，则对应的管道内的流量将随之发生变化，管道内流量的变化又会影响稳压容器内的压力发生变化，而稳压容器内压力的变化又会影响水泵给稳压容器供水水量发生变化，这一变化过程需要较长调节时间才能将稳压容器内的压力稳定在恒压范围内，保证管道内流量、恒流阀两端差压的稳定，进而实现恒流阀流量和差压的校验；(iii)静态质量法液体流量标准装置中的称重衡器易受环境(如振动，温度，湿度等)影响，而且环境条件难以保证，特别是水泵、管道振动，因而称重衡器很受环境影响容易发生零漂，准确度难以得到保证；（iv）静态容积法或静态质量法液体流量标准装置占用空间大，一旦建成则很难移动，而用于恒流阀流量和差压的校验液体流量标准装置一般要求安放在工厂边落，并且要求容易搬动，因此装置难以满足要求；（v）静态容积法或静态质量法液体流量标准装置不易节能，水泵一旦启动，即使检定期间更换水表，装置也不再停下，因此耗能严重。

专利号为：ZL 2011 1 0339915.1，专利名称为：一种水表检定装置及水表检定的方法，公开了一种水表检定装置及水表检定的方法。该发明中的水表检定装置的各计时计频装置分别与对应的光电采样器和伺服电机的脉冲控制线路连接；保护套筒与液压缸的缸体固定连接，伺服电机固定在保护套筒上，伺服电机的转动轴通过联轴器与丝杠的一端固定连接，丝杠的另一端与丝杠螺母连接，丝杠螺母与液压缸的活塞的一端连接；液压缸设有缸体进水口和缸体出水口，水箱设有水箱进水口和水箱出水口，缸体进水口通过第一进水管与水箱出水口连通，缸体出水口处安装有出水管；水箱进水口处安装有第二进水管，第一进水管、第二进水管和出水管上均安装有开关阀。该发明中存在的不足之处如下：（i）伺服电机的转动轴通过联轴器直接驱动丝杠转动，丝杠与丝杠螺母配合将丝杠的转动转换为活塞的水平移动，活塞的水平移动将缸体内的水排出。这种伺服电机的转动轴通过联轴器直接驱动丝杠转动的传动方式，在丝杠需要以较低的角速度转动推动活塞运行时，伺服电机将以相同的角速度转动为丝杠提供转动动力，在这种转动角速度较低的情况下，伺服电机将会出现爬行现象，造成整个活塞系统运行不稳定；（ii）采用保护套筒支撑导向杆，导向杆对活塞水平移动导向的结构设计，实现活塞的水平移动。导向杆安装在保护套筒内部，难以实现导向杆及其他需要水平安装部（如光栅尺）件的水平安装；（iii）活塞移动距离根据与伺服电机控制线路连接的计时计频装置得到的伺服电机输出的脉冲个数计算得到。一旦伺服电机出现失步情况，则根据伺服电机输出的脉冲个数计算活塞运行距离就会出现错误，故以伺服电机输出的脉冲个数计算活塞运行距离的方法存在严重不足；（iv）以缸体作为容积标准并结合由伺服电机输出的脉冲数计算得到的活塞水平移动距离建立水表检定装置平均流量模型。以缸体作为容积标准，必须做到活塞与缸体内截面之间密封良好，才能保证活塞在缸体头部和底部之间滑动过程中不出现渗漏。然而，一旦缸体内部出现杂质，由于活塞与缸体间无间隙，在活塞运行过程中无法将杂质清除掉，容易将作为容积标准的缸体划伤，导致活塞与缸体内截面之间密封出现问题，进而发生渗漏，甚至造成活塞缸报废。

由于静态容积法或静态质量法液体流量标准装置存在的诸多缺陷及专利号为：ZL2011 1 0339915.1，专利名称为：一种水表检定装置及水表检定的方法的发明专利中存在的不足，因此急需一种新型的用于恒流阀流量和差压校验的液体流量标准装置替代目前的静态容积法、静态质量法或专利号为：ZL 2011 1 0339915.1中发明的液体流量标准装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于恒流阀流量和差压校验的活塞式液体流量标准装置及利用该装置对恒流阀的流量和差压进行校验的方法。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：所提供的活塞式液体流量标准装置包括步进电机、减速机、减速机金属支座、联轴器、丝杠前金属支座、丝杠、直线导轨、活塞金属支架、可滑动金属支座、丝杠螺母、光电读数头、浮动接头、柱形活塞、Y型密封圈、液压缸、活塞金属支座、丝杠后金属支座、法兰、手动开关球阀、背压管、喷嘴、缸体进水管道、缸体进水开关球阀、三通管、缸体出水管道、缸体出水开关球阀、排气水泵后开关球阀、夹表器前开关球阀、夹表器、前直管段、差压变送器、恒流阀、后直管段、指示流量计前开关球阀、指示流量计、排气水泵、排气水泵前开关球阀、试验段金属支架、水箱；所述的步进电机固定在减速机上，步进电机的转动轴与减速机输入轴套相连接，减速机的输出轴通过联轴器与丝杠一端的端部固定连接，丝杠一端的端部之后且紧邻端部处及丝杠的另一端均装有丝杠轴套，丝杠轴套之间的丝杠上装有丝杠螺母，丝杠螺母固定在可滑动金属支座的中间，可滑动金属支座下端与直线导轨连接，可滑动金属支座上部装有浮动接头，浮动接头与液压缸中的柱形活塞固定连接，柱形活塞与液压缸之间装有Y型密封圈；所述的直线导轨内侧装有光栅尺，光栅尺的光电读数头与可滑动金属支座固定连接；所述的液压缸设有缸体排气标定口，缸体排气标定口通过不锈钢管道与手动开关球阀一端固定连接，手动开关球阀另一端与背压管一端固定连接，背压管另一端与喷嘴固定连接。液压缸的进水口通过缸体进水开关球阀与水箱联通；液压缸的出水口与缸体出水开关球阀的一端连接，缸体出水开关球阀的另一端通过三通管、夹表器前开关球阀与前直管段连接，缸体出水开关球阀的另一端还通过三通管、排气水泵后开关球阀与排气水泵连接，排气水泵的出气口上设置有排气水泵前开关球阀；前直管段与后直管段之间设置有待校准的恒流阀，恒流阀的两端并联有差压变送器，后直管段通过指示流量计前开关球阀与指示流量计连接，指示流量计连接至水箱。

进一步地，本发明所述步进电机用伺服电机替换。

本发明使用以上活塞式液体流量标准装置对恒流阀的流量和差压进行校验的方法包括如下步骤：

1)将恒流阀安装在所述前直管段和所述后直管段之间。

2)控制步进电机正向旋转带动减速机作同向转动，步进电机的转动速度经减速机减速后驱动丝杠作正向转动，通过丝杠与丝杠螺母的配合将丝杠的转动转换为可滑动金属支座的水平正向移动，可滑动金属支座的水平正向移动推动柱形活塞水平正向移动，直至柱形活塞到达液压缸底部。

3)关闭所述的手动开关球阀和缸体出水开关球阀，打开所述缸体进水开关球阀。

4)控制步进电机反向旋转带动减速机作同向转动，步进电机的转动速度经减速机减速后驱动丝杠作反向转动，通过丝杠与丝杠螺母的配合将丝杠的转动转换为可滑动金属支座的水平反向移动，可滑动金属支座的水平反向移动拖动柱形活塞水平反向移动，直至柱形活塞到达液压缸头部；在柱形活塞作水平反向移动过程中，水箱中的水通过缸体进水开关球阀和缸体进水管道进入液压缸。

5)关闭所述缸体进水开关球阀和排气水泵后开关球阀，打开所述的缸体出水开关球阀、夹表器前开关球阀和指示流量计前开关球阀，同时打开恒流阀。

6)执行步骤2)，将缸体出水管道中的空气排除干净。

7)关闭所述的缸体出水开关球阀。

8)打开所述的缸体进水开关球阀，执行步骤4)。

9)关闭所述的缸体进水开关球阀，打开所述的手动开关球阀。

10) 执行步骤2)，排除液压缸内的空气。

11) 关闭所述的手动开关球阀。

12) 反复执行步骤8)至步骤11)，将所述液压缸内的空气排除干净。

13) 打开所述排气水泵后开关球阀和排气水泵前开关球阀，启动排气水泵，将所述的恒流阀所在管道中的气体排除干净。

14) 关停所述的排气水泵，关闭所述排气水泵后开关球阀和排气水泵前开关球阀。

15) 执行步骤8)，关闭所述的缸体进水开关球阀，打开所述的缸体出水开关球阀。

16) 通过控制计算机设定恒流阀两端目标差压，启动所述的步进电机作正向旋转带动减速机作同向转动，步进电机的转动速度经减速机减速后驱动丝杠作正向转动，通过丝杠与丝杠螺母的配合将丝杠的转动转换为可滑动金属支座的水平正向移动，可滑动金属支座的水平正向移动推动柱形活塞水平正向移动，所述的柱形活塞水平正向移动将液压缸内的水通过恒流阀所在管路排入水箱；所述的液压缸内排出的水通过恒流阀时，在所述的恒流阀两端产生差压，该差压通过引压管引入到差压变送器，所述的差压变送器将差压信号转换为电流信号送入控制计算机，控制计算机再将电流信号换算为恒流阀两端实际差压，并与设定的恒流阀两端目标差压相比较，产生控制信号控制步进电机转速，直至恒流阀两端实际差压接近目标差压，然后控制计算机控制步进电机匀速旋转，同时开始对光电读数头反馈的脉冲信号进行计时计频，并对差压变送器反馈的电流信号进行采集。

17) 在对光电读数头反馈的脉冲信号进行计时计频的计时时间到达设定的最短计时时间后，停止对光电读数头反馈的脉冲信号的计时计频及差压变送器反馈的电流信号的采集；同时停止步进电机运行。

18) 根据控制计算机对光电读数头反馈的脉冲信号进行计时计频得到的累积时间和累积脉冲数，按式计算活塞式液体流量标准装置的平均流量：

Q _i=(3.14×D ²/4×P _i×N _i)/t _i

式中，Q _i为活塞式液体流量标准装置的平均流量；D为柱形活塞外直径；P _i为光电读数头反馈的脉冲信号的脉冲当量；N _i、t _i分别为控制计算机对光电读数头反馈的脉冲信号进行计时计频得到的累积脉冲数和累积时间。

由于液体流动的连续性，活塞式液体流量标准装置的平均流量即为恒流阀流量。

19) 根据控制计算机采集得到的差压变送器反馈的电流信号，按式计算恒流阀两端的差压：

⊿p _i=[⊿p _max×(I _i-4)]/16

式中，⊿p _i为测量得到的恒流阀两端的差压；⊿p _max为差压变送器量程；I _i为控制计算机采集得到的差压变送器反馈的电流信号。

20) 根据恒流阀的流量及柱形活塞已经水平运动的距离，判断步进电机是否能够继续作同向转动：如果能够继续作同向转动，则重复步骤16)至步骤19)完成恒流阀流量和差压的校验；如果不能再继续作同向转动，则执行步骤15)至步骤19)完成恒流阀的一次流量和差压校验。

本发明的有益效果：

i）采用步进电机通过减速机减速后驱动丝杠旋转的方式和活塞与丝杠平行不同轴，运动方向由直线导轨控制的结构，解决了活塞与丝杠同线直联结构存在的远端偏心放大及活塞低速运行时导致的摩擦不均匀而产生爬行的难题，改善了活塞低速运动的均匀性，提高了下限流量的测量能力。

ii）以柱形活塞作为容积标准，光栅尺作为柱形活塞移动距离测量的长度标准，建立活塞式液体流量标准装置的平均流量数学模型，大大提高了活塞运行距离测量的精确性，保证了流量数学模型的计算数据的可靠性，同时解决了活塞运行中缸体内部杂质的清除难题（柱形活塞与缸体之间留有间隙，杂质可沉淀于间隙中）。

iii）采用排气水泵将试验管道及恒流阀中空气排除干净的方式，可大大提高排气效率。

本发明用于恒流阀校验的方法，不仅实现了恒流阀流量和差压的校验，更重要的是通过利用活塞式液体流量标准装置的高效、快速特点，大大缩短了恒流阀流量和差压的校验时间，克服了采用传统液体流量标准装置流量调节费时、费力的缺陷，节约了能耗，大大提高了动态平衡校验工作效率。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。

本发明通过对传统的基于静态容积法、静态质量法和现有活塞式液体流量标准装置用于恒流阀流量和差压校验时凸显出的诸多局限性的分析，并结合液体流量标准装置新技术发展的趋势，提出了一种新型的活塞式液体流量标准装置用于恒流阀流量和差压校验的方法，实现了恒流阀流量和差压的快速校验。

本发明的设计思路：通过总结专利号为：ZL 2011 1 0339915.1，专利名称为：一种水表检定装置及水表检定的方法发明专利的不足，提出了一种以柱形活塞作为标准器，采用步进电机通过减速机减速后驱动丝杠旋转的方式和活塞与丝杠平行不同轴，运动方向由直线导轨控制的结构，解决活塞与丝杠同线直联结构存在的远端偏心放大及活塞低速运行时导致的摩擦不均匀而产生爬行的难题，改善活塞低速运动的均匀性，提高下限流量的测量能力。同时，采用光栅尺作为柱形活塞运行距离的测量标准，并以柱形活塞作为容积标准，建立活塞式液体流量标准装置的平均流量数学模型，实行活塞式液体流量标准装置流量的精确测量。

如图1所示，本发明活塞式液体流量装置包括步进电机1、减速机2、减速机金属支座3、联轴器4、丝杠前金属支座5、丝杠6、直线导轨7、活塞金属支架8、可滑动金属支座9、丝杠螺母10、光电读数头11、浮动接头12、柱形活塞13、Y型密封圈14、液压缸15、活塞金属支座16、丝杠后金属支座17、法兰18、手动开关球阀19、背压管20、喷嘴21、缸体进水管道22、缸体进水开关球阀23、三通管24、缸体出水管道25、缸体出水开关球阀26、排气水泵后开关球阀27、夹表器前开关球阀28、夹表器29、前直管段30、差压变送器31、恒流阀32、后直管段33、指示流量计前开关球阀34、指示流量计35、排气水泵36、排气水泵前开关球阀37、试验段金属支架38、水箱39。步进电机1固定在减速机2上，步进电机1的转动轴与减速机2输入轴套相连接，减速机2的输出轴通过联轴器4与丝杠6一端的端部固定连接，丝杠6一端的端部之后且紧邻端部处及丝杠6的另一端均装有丝杠轴套，丝杠轴套之间的丝杠6上装有丝杠螺母10，丝杠螺母10固定在可滑动金属支座9的中间，可滑动金属支座9下端与直线导轨7连接，可滑动金属支座9上部装有浮动接头12，浮动接头12与液压缸15中的柱形活塞13固定连接，柱形活塞13与液压缸15之间装有Y型密封圈14；所述的直线导轨7内侧装有光栅尺，光栅尺的光电读数头11与可滑动金属支座9固定连接；所述的液压缸15设有缸体排气标定口，缸体排气标定口通过不锈钢管道与手动开关球阀19一端固定连接，手动开关球阀19另一端与背压管20一端固定连接，背压管20另一端与喷嘴21固定连接。

作为本发明的一种实施方式，步进电机1可用伺服电机替换。

利用本发明的活塞式液体流量标准装置对恒流阀进行校验时，其工作过程可分为两部分：i) 空气排除过程；ii) 恒流阀校验过程。以下进行具体说明。

i) 空气排除过程：

1)将恒流阀32安装在所述前直管段30和所述后直管段33之间；

2)控制步进电机1正向旋转带动减速机2作同向转动，步进电机1的转动速度经减速机2减速后驱动丝杠6作正向转动，通过丝杠6与丝杠螺母10的配合将丝杠6的转动转换为可滑动金属支座9的水平正向移动，可滑动金属支座9的水平正向移动推动柱形活塞13水平正向移动，直至柱形活塞13到达液压缸15底部；

3)关闭所述的手动开关球阀19和缸体出水开关球阀26，打开所述缸体进水开关球阀23；

4)控制步进电机1反向旋转带动减速机2作同向转动，步进电机1的转动速度经减速机2减速后驱动丝杠6作反向转动，通过丝杠6与丝杠螺母10的配合将丝杠6的转动转换为可滑动金属支座9的水平反向移动，可滑动金属支座9的水平反向移动拖动柱形活塞13水平反向移动，直至柱形活塞13到达液压缸15头部；在柱形活塞13作水平反向移动过程中，水箱39中的水通过缸体进水开关球阀23和缸体进水管道22进入液压缸15；

5)关闭所述缸体进水开关球阀23和排气水泵后开关球阀27，打开所述的缸体出水开关球阀26、夹表器前开关球阀28和指示流量计前开关球阀34，同时打开恒流阀32；

6)执行步骤2)，将缸体出水管道25中的空气排除干净；

7)关闭所述的缸体出水开关球阀26；

8)打开所述的缸体进水开关球阀23，执行步骤4)；

9)关闭所述的缸体进水开关球阀23，打开所述的手动开关球阀19；

10) 执行步骤2)，排除液压缸15内的空气；

11) 关闭所述的手动开关球阀19；

12) 反复执行步骤8)至步骤11)，将所述液压缸15内的空气排除干净；

13) 打开所述排气水泵后开关球阀27和排气水泵前开关球阀37，启动排气水泵36，将所述的恒流阀32所在管道中的气体排除干净；

14) 关停所述的排气水泵36，关闭所述排气水泵后开关球阀27和排气水泵前开关球阀37；完成对装置中空气的排除。

ii) 恒流阀校验过程：

15) 执行步骤8)，关闭所述的缸体进水开关球阀23，打开所述的缸体出水开关球阀26；

16) 通过控制计算机设定恒流阀32两端目标差压，启动所述的步进电机1作正向旋转带动减速机2作同向转动，步进电机1的转动速度经减速机2减速后驱动丝杠6作正向转动，通过丝杠6与丝杠螺母10的配合将丝杠6的转动转换为可滑动金属支座9的水平正向移动，可滑动金属支座9的水平正向移动推动柱形活塞13水平正向移动，所述的柱形活塞13水平正向移动将液压缸15内的水通过恒流阀32所在管路排入水箱39；所述的液压缸15内排出的水通过恒流阀32时，在所述的恒流阀32两端产生差压，该差压通过引压管引入到差压变送器31，所述的差压变送器31将差压信号转换为电流信号送入控制计算机，控制计算机再将电流信号换算为恒流阀32两端实际差压，并与设定的恒流阀32两端目标差压相比较，产生控制信号控制步进电机1转速，直至恒流阀32两端实际差压接近目标差压，然后控制计算机控制步进电机1匀速旋转，同时开始对光电读数头11反馈的脉冲信号进行计时计频，并对差压变送器31反馈的电流信号进行采集；

17) 在对光电读数头11反馈的脉冲信号进行计时计频的计时时间到达设定的最短计时时间后，停止对光电读数头11反馈的脉冲信号的计时计频及差压变送器31反馈的电流信号的采集；同时停止步进电机1运行；

18) 根据控制计算机对光电读数头11反馈的脉冲信号进行计时计频得到的累积时间和累积脉冲数，按式计算活塞式液体流量标准装置的平均流量：

Q _i=(3.14×D ²/4×P _i×N _i)/t _i

式中，Q _i为活塞式液体流量标准装置的平均流量；D为柱形活塞13外直径；P _i为光电读数头11反馈的脉冲信号的脉冲当量；N _i、t _i分别为控制计算机对光电读数头11反馈的脉冲信号进行计时计频得到的累积脉冲数和累积时间；

由于液体流动的连续性，活塞式液体流量标准装置的平均流量即为恒流阀32流量；

19) 根据控制计算机采集得到的差压变送器31反馈的电流信号，按式计算恒流阀32两端的差压：

⊿p _i=[⊿p _max×(I _i-4)]/16

式中，⊿p _i为测量得到的恒流阀32两端的差压；⊿p _max为差压变送器31量程；I _i为控制计算机采集得到的差压变送器31反馈的电流信号；

20) 根据恒流阀32的流量及柱形活塞13已经水平运动的距离，判断步进电机1是否能够继续作同向转动：如果能够继续作同向转动，则重复步骤16)至步骤19)完成恒流阀32流量和差压的校验；如果不能再继续作同向转动，则执行步骤15)至步骤19)完成恒流阀32的一次流量和差压校验；

21) 重复执行步骤20)完成对恒流阀32流量和差压的校验。

上述具体实施方式用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明做出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种活塞式液体流量标准装置，其特征在于：包括步进电机(1)、减速机(2)、减速机金属支座(3)、联轴器(4)、丝杠前金属支座(5)、丝杠(6)、直线导轨(7)、活塞金属支架(8)、可滑动金属支座(9)、丝杠螺母(10)、光电读数头(11)、浮动接头(12)、柱形活塞(13)、Y型密封圈(14)、液压缸(15)、活塞金属支座(16)、丝杠后金属支座(17)、法兰(18)、手动开关球阀(19)、背压管(20)、喷嘴(21)、缸体进水管道(22)、缸体进水开关球阀(23)、三通管(24)、缸体出水管道(25)、缸体出水开关球阀(26)、排气水泵后开关球阀(27)、夹表器前开关球阀(28)、夹表器(29)、前直管段(30)、差压变送器(31)、恒流阀(32)、后直管段(33)、指示流量计前开关球阀(34)、指示流量计(35)、排气水泵(36)、排气水泵前开关球阀(37)、试验段金属支架(38)、水箱(39)；所述的步进电机(1)固定在减速机(2)上，步进电机(1)的转动轴与减速机(2)输入轴套相连接，减速机(2)的输出轴通过联轴器(4)与丝杠(6)一端的端部固定连接，丝杠(6)一端的端部之后且紧邻端部处及丝杠(6)的另一端均装有丝杠轴套，丝杠轴套之间的丝杠(6)上装有丝杠螺母(10)，丝杠螺母(10)固定在可滑动金属支座(9)的中间，可滑动金属支座(9)下端与直线导轨(7)连接，可滑动金属支座(9)上部装有浮动接头(12)，浮动接头(12)与液压缸(15)中的柱形活塞(13)固定连接，柱形活塞(13)与液压缸(15)之间装有Y型密封圈(14)；所述的直线导轨(7)内侧装有光栅尺，光栅尺的光电读数头(11)与可滑动金属支座(9)固定连接；所述的液压缸(15)设有缸体排气标定口，缸体排气标定口通过不锈钢管道与手动开关球阀(19)一端固定连接，手动开关球阀(19)另一端与背压管(20)一端固定连接，背压管(20)另一端与喷嘴(21)固定连接，液压缸(15)的进水口通过缸体进水开关球阀(23)与水箱(39)联通；液压缸(15)的出水口与缸体出水开关球阀(26)的一端连接，缸体出水开关球阀(26)的另一端通过三通管(24)、夹表器前开关球阀(28)与前直管段(30)连接，缸体出水开关球阀(26)的另一端还通过三通管(24)、排气水泵后开关球阀(27)与排气水泵(36)连接，排气水泵(36)的出气口上设置有排气水泵前开关球阀(37)；前直管段(30)与后直管段(33)之间设置有待校准的恒流阀(32)，恒流阀(32)的两端并联有差压变送器(31)，后直管段(33)通过指示流量计前开关球阀(34)与指示流量计(35)连接，指示流量计(35)连接至水箱(39)。

2.根据权利要求1所述的一种活塞式液体流量标准装置，其特征在于：所述的柱形活塞(13)与所述的丝杠(6)之间的传动采用平行不同轴的结构形式；所述的柱形活塞(13)与所述的丝杠(6)之间通过可滑动金属支座(9)相连接；所述的可滑动金属支座(9)与所述的直线导轨(7)滑动配合。

3.一种使用权利要求1的活塞式液体流量标准装置对恒流阀进行流量和差压校验的方法，其特征在于包括如下步骤：

1)将恒流阀(32)安装在所述前直管段(30)和所述后直管段(33)之间；

2)控制步进电机(1)正向旋转带动减速机(2)作同向转动，步进电机(1)的转动速度经减速机(2)减速后驱动丝杠(6)作正向转动，通过丝杠(6)与丝杠螺母(10)的配合将丝杠(6)的转动转换为可滑动金属支座(9)的水平正向移动，可滑动金属支座(9)的水平正向移动推动柱形活塞(13)水平正向移动，直至柱形活塞(13)到达液压缸(15)底部；

3)关闭所述的手动开关球阀(19)和缸体出水开关球阀(26)，打开所述缸体进水开关球阀(23)；

4)控制步进电机(1)反向旋转带动减速机(2)作同向转动，步进电机(1)的转动速度经减速机(2)减速后驱动丝杠(6)作反向转动，通过丝杠(6)与丝杠螺母(10)的配合将丝杠(6)的转动转换为可滑动金属支座(9)的水平反向移动，可滑动金属支座(9)的水平反向移动拖动柱形活塞(13)水平反向移动，直至柱形活塞(13)到达液压缸(15)头部；在柱形活塞(13)作水平反向移动过程中，水箱(39)中的水通过缸体进水开关球阀(23)和缸体进水管道(22)进入液压缸(15)；

5)关闭所述缸体进水开关球阀(23)和排气水泵后开关球阀(27)，打开所述的缸体出水开关球阀(26)、夹表器前开关球阀(28)和指示流量计前开关球阀(34)，同时打开恒流阀(32)；

6)执行步骤2)，将缸体出水管道(25)中的空气排除干净；

7)关闭所述的缸体出水开关球阀(26)；

8)打开所述的缸体进水开关球阀(23)，执行步骤4)；

9)关闭所述的缸体进水开关球阀(23)，打开所述的手动开关球阀(19)；

10) 执行步骤2)，排除液压缸(15)内的空气；

11) 关闭所述的手动开关球阀(19)；

12) 反复执行步骤8)至步骤11)，将所述液压缸(15)内的空气排除干净；

13) 打开所述排气水泵后开关球阀(27)和排气水泵前开关球阀(37)，启动排气水泵(36)，将所述的恒流阀(32)所在管道中的气体排除干净；

14) 关停所述的排气水泵(36)，关闭所述排气水泵后开关球阀(27)和排气水泵前开关球阀(37)；

15) 执行步骤8)，关闭所述的缸体进水开关球阀(23)，打开所述的缸体出水开关球阀(26)；

16) 通过控制计算机设定恒流阀(32)两端目标差压，启动所述的步进电机(1)作正向旋转带动减速机(2)作同向转动，步进电机(1)的转动速度经减速机(2)减速后驱动丝杠(6)作正向转动，通过丝杠(6)与丝杠螺母(10)的配合将丝杠(6)的转动转换为可滑动金属支座(9)的水平正向移动，可滑动金属支座(9)的水平正向移动推动柱形活塞(13)水平正向移动，所述的柱形活塞(13)水平正向移动将液压缸(15)内的水通过恒流阀(32)所在管路排入水箱(39)；所述的液压缸(15)内排出的水通过恒流阀(32)时，在所述的恒流阀(32)两端产生差压，该差压通过引压管引入到差压变送器(31)，所述的差压变送器(31)将差压信号转换为电流信号送入控制计算机，控制计算机再将电流信号换算为恒流阀(32)两端实际差压，并与设定的恒流阀(32)两端目标差压相比较，产生控制信号控制步进电机(1)转速，直至恒流阀(32)两端实际差压接近目标差压，然后控制计算机控制步进电机(1)匀速旋转，同时开始对光电读数头(11)反馈的脉冲信号进行计时计频，并对差压变送器(31)反馈的电流信号进行采集；

17) 在对光电读数头(11)反馈的脉冲信号进行计时计频的计时时间到达设定的最短计时时间后，停止对光电读数头(11)反馈的脉冲信号的计时计频及差压变送器(31)反馈的电流信号的采集；同时停止步进电机(1)运行；

18) 根据控制计算机对光电读数头(11)反馈的脉冲信号进行计时计频得到的累积时间和累积脉冲数，按式计算活塞式液体流量标准装置的平均流量：

Q _i=(3.14×d ²/4×P _i×N _i)/t _i

式中，Q _i为活塞式液体流量标准装置的平均流量；d为柱形活塞(13)外直径；P _i为光电读数头(11)反馈的脉冲信号的脉冲当量；N _i、t _i分别为控制计算机对光电读数头(11)反馈的脉冲信号进行计时计频得到的累积脉冲数和累积时间；

由于液体流动的连续性，活塞式液体流量标准装置的平均流量即为恒流阀(32)流量；

19) 根据控制计算机采集得到的差压变送器(31)反馈的电流信号，按式计算恒流阀(32)两端的差压：

⊿p _i=[⊿p _max×(I _i-4)]/16

式中，⊿p _i为测量得到的恒流阀(32)两端的差压；⊿p _max为差压变送器(31)量程；I _i为控制计算机采集得到的差压变送器(31)反馈的电流信号；

20) 根据恒流阀(32)的流量及柱形活塞(13)已经水平运动的距离，判断步进电机(1)是否能够继续作同向转动：如果能够继续作同向转动，则重复步骤16)至步骤19)完成恒流阀(32)流量和差压的校验；如果不能再继续作同向转动，则执行步骤15)至步骤19)完成恒流阀(32)的流量和差压校验；

21) 重复执行步骤20)完成对恒流阀(32)流量和差压的校验。