一種具備同步流量數(shù)顯的文丘里流量計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及實(shí)驗(yàn)量測領(lǐng)域，具體涉及一種具備同步流量數(shù)顯的文丘里流量計(jì)實(shí)驗(yàn)
目.0
【背景技術(shù)】
[0002]文丘里流量計(jì)是通過文丘里管測量流體壓差從而可以計(jì)算出管內(nèi)液體或氣體流量的一種裝置，是意大利物理學(xué)家G.B.文丘里發(fā)明的，故名。其中的文丘里管是先收縮而后逐漸擴(kuò)大的管道。測出其入口截面和最小截面處的壓力差，用伯努利定理即可求出流量。
[0003]伯努利方程即為不可壓縮液體恒定流的能量方程，是水力學(xué)與流體力學(xué)三大重要方程之一。因此，文丘里綜合型實(shí)驗(yàn)儀可以培訓(xùn)學(xué)生掌握用文丘里流量計(jì)測量管道流量的技術(shù)，又能進(jìn)一步學(xué)習(xí)伯努利方程的應(yīng)用和計(jì)算。
[0004]作為學(xué)生動手操作的實(shí)驗(yàn)，其中很重要的一個實(shí)驗(yàn)物理量測量參數(shù)為實(shí)驗(yàn)管道的流量。傳統(tǒng)測定實(shí)驗(yàn)管道流量時，需要在流量穩(wěn)定時，用重量法(即通過秒表計(jì)時，在管嘴射流的下游水槽出流口用水筒接取一筒水，并用電子秤稱重?fù)Q算得到水體積，再除以計(jì)時時間即能得到出流流量)或體積法(直接用大的量筒接取出流水，并用秒表計(jì)時)去測量實(shí)驗(yàn)管道的出流流量，費(fèi)時費(fèi)力，實(shí)驗(yàn)環(huán)境也容易搞濕搞臟，學(xué)生對這類傳統(tǒng)的流量測量方法學(xué)習(xí)I?2次以后即可達(dá)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)目的，不需要對每個流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)都重復(fù)這類手工傳統(tǒng)的測量方法，可以將節(jié)省的寶貴實(shí)驗(yàn)操作時間更好的用于實(shí)驗(yàn)原理探宄與學(xué)習(xí)上。同時，傳統(tǒng)流量測量方法也無法實(shí)時測量實(shí)驗(yàn)管道的出流流量。
[0005]隨著現(xiàn)代量測技術(shù)的發(fā)展，其他各行業(yè)領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)儀器在現(xiàn)代量測技術(shù)的創(chuàng)新和應(yīng)用上已遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先于流體力學(xué)類實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器。作為文丘里綜合型實(shí)驗(yàn)儀這類應(yīng)用文丘里管測量流量的傳統(tǒng)方法，一方面需要傳統(tǒng)測壓管連接測量壓差計(jì)算流量，讓學(xué)生明白其原理，同時也有必要采用現(xiàn)代量測技術(shù)同步實(shí)時的數(shù)顯流量來比對。而作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器應(yīng)該應(yīng)用流體力學(xué)基本原理來解決桌面型文丘里綜合型實(shí)驗(yàn)儀小口徑實(shí)驗(yàn)管低流量的高精度測量問題的話，會更具教學(xué)效果。
[0006]實(shí)際市場上，可應(yīng)用于文丘里綜合實(shí)驗(yàn)儀器實(shí)驗(yàn)管道均勻段實(shí)驗(yàn)管徑15毫米左右，水流流量范圍10-300ml/s的小流量高精度的數(shù)顯流量測量裝置，目前處于空白狀態(tài)。教學(xué)實(shí)驗(yàn)上通常用如傳統(tǒng)的重量計(jì)時法或體積計(jì)時法手工測量為主。若配備現(xiàn)代量測儀器時，以典型的壓差式流量儀為例，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)用中卻有很多問題。壓差式流量儀的壓差式信號發(fā)生器(例文丘里、孔板等)所產(chǎn)生的流量信號壓差大多數(shù)僅為0.1-50厘米水柱，而現(xiàn)有流量儀是通過水管連通管將傳感器與壓差信號發(fā)生器的測壓點(diǎn)直接相連通，傳感器的壓力是通過水體傳送的，傳感器端是密封的，內(nèi)有空氣阻隔，連通管中的有壓水柱不能直接作用在傳感器的壓力芯片上，又由于傳感器內(nèi)的壓力傳遞通道很細(xì)小，因而在液氣交界面上產(chǎn)生很大的表面張力，其值可達(dá)到1-5厘米水柱，甚至更大，使流量信號的壓力誤差達(dá)10%以上，會造成中低端流量誤差達(dá)10%-30%，因而，此類流量儀無法用于有高精度要求的教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置上；現(xiàn)在市場上也有供應(yīng)小管徑的渦輪流量計(jì)等非壓差式流量儀，但是目前這類型流量計(jì)1% -2%以上精度的流量測量范圍，是其滿度的70% -100%，在30%以下都是不適用的，而文丘里綜合實(shí)驗(yàn)儀實(shí)驗(yàn)流量范圍正好處在30 %以下，所以也是無法選用。
[0007]由上，對文丘里綜合實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行研發(fā)創(chuàng)新，研制相應(yīng)的具備同步流量數(shù)顯的文丘里流量計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置是目前流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新日益迫切的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是提供了一種具備同步流量數(shù)顯的文丘里流量計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置，在優(yōu)選技術(shù)方案中，還能在正常的流量測量實(shí)驗(yàn)過程中實(shí)時調(diào)零，是低壓差高精度流量儀器。
[0009]一種具備同步流量數(shù)顯的文丘里流量計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置，包括:
[0010]文丘里綜合型實(shí)驗(yàn)儀，包含有:文丘里綜合型實(shí)驗(yàn)儀實(shí)驗(yàn)管道，所述的文丘里綜合型實(shí)驗(yàn)儀實(shí)驗(yàn)管道中的一段為用于產(chǎn)生壓差信號的壓差式流量信號發(fā)生器；
[0011]與所述壓差式流量信號發(fā)生器連接的壓差高端液氣轉(zhuǎn)換筒和壓差低端液氣轉(zhuǎn)換筒，所述的壓差高端液氣轉(zhuǎn)換筒和壓差低端液氣轉(zhuǎn)換筒上各設(shè)有一個放氣嘴，該兩個放氣嘴外連接有活動密封塞；打開活動密封塞，則2個液氣轉(zhuǎn)換筒會進(jìn)水；
[0012]與所述壓差高端液氣轉(zhuǎn)換筒和壓差低端液氣轉(zhuǎn)換筒密封連接，用于檢測所述壓差高端液氣轉(zhuǎn)換筒內(nèi)壓縮空氣與壓差低端液氣轉(zhuǎn)換筒內(nèi)壓縮空氣的壓差的壓差傳感器；
[0013]與所述壓差傳感器連接，用于將所述壓差傳感器檢測到的壓差信號轉(zhuǎn)換成流量的微電腦數(shù)顯表。
[0014]本發(fā)明中，文丘里綜合型實(shí)驗(yàn)儀可參考《應(yīng)用流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)》(毛根海主編，高等教育出版社出版，2008-01-01版)教材P48?53頁中介紹的文丘里綜合型實(shí)驗(yàn)儀的基本結(jié)構(gòu)和原理設(shè)計(jì)。
[0015]所述文丘里綜合型實(shí)驗(yàn)儀實(shí)驗(yàn)管道包含有一段文丘里管，所述的文丘里綜合型實(shí)驗(yàn)儀還包含有:
[0016]自循環(huán)供水箱；
[0017]恒壓水箱，所述的恒壓水箱一側(cè)與所述自循環(huán)供水箱連通，另一側(cè)與所述文丘里綜合型實(shí)驗(yàn)儀實(shí)驗(yàn)管道連通；
[0018]設(shè)置在所述自循環(huán)供水箱內(nèi)并用于向所述恒壓水箱供水的電控水泵；
[0019]設(shè)置在所述文丘里綜合型實(shí)驗(yàn)儀實(shí)驗(yàn)管道的尾部的流量調(diào)節(jié)閥；
[0020]與所述自循環(huán)供水箱連接并用于承接所述文丘里綜合型實(shí)驗(yàn)儀實(shí)驗(yàn)管道的尾部出水的自循環(huán)回水裝置；
[0021]與所述文丘里綜合型實(shí)驗(yàn)儀實(shí)驗(yàn)管道中文丘里管上的兩測壓點(diǎn)連接的雙U型多管壓差計(jì)。雙U型多管壓差計(jì)為雙U型氣-水多管壓差計(jì)，具有4根通過180度彎頭連在一起的測壓管，安裝在測壓架上，并配有滑尺，可以通過滑尺讀數(shù)測量出文丘里管上的兩測壓點(diǎn)的壓差水頭數(shù)值。
[0022]所述的文丘里管為管徑大小變化的實(shí)驗(yàn)管段，具體的為先收縮而后逐漸擴(kuò)大的管道，可以通過測出其入口截面和最小截面處的2點(diǎn)壓力差，用伯努利定理即可求出實(shí)驗(yàn)管道流量。
[0023]本發(fā)明具有壓差式流量信號發(fā)生器，分別連接壓差高端與壓差低端的獨(dú)立雙筒式液氣轉(zhuǎn)換筒、壓差傳感器及微電腦數(shù)顯表。微電腦數(shù)顯表(即配有智能型的數(shù)顯電壓表)，能實(shí)現(xiàn)將輸入的信號電壓可通過數(shù)組擬合的方法，使輸出變?yōu)橄鄳?yīng)的流量物理量值數(shù)顯輸出。采用液氣轉(zhuǎn)換筒提高了測量精度，是一種低壓差高精密的流量測量儀器。
[0024]所述的壓差式流量信號發(fā)生器為能產(chǎn)生壓差信號的流量測量管段。壓差式流量信號發(fā)生器可以采用文丘里、管嘴、孔板式等百年來寫入教科書的幾種流體力學(xué)測量流量的基本壓差式前端測量結(jié)構(gòu)，本發(fā)明文丘里綜合型實(shí)驗(yàn)儀因?yàn)楸旧韺?shí)驗(yàn)管道中設(shè)計(jì)有文丘里管實(shí)驗(yàn)管段，因此優(yōu)選該文丘里管實(shí)驗(yàn)管段作為壓差式流量信號發(fā)生器。
[0025]作為優(yōu)選，所述的壓差式流量信號發(fā)生器上設(shè)有壓差高端壓力傳導(dǎo)管和壓差低端壓力傳導(dǎo)管，所述壓差高端壓力傳導(dǎo)管位于所述文丘里管的管徑最大處，所述壓差低端壓力傳導(dǎo)管位于所述文丘里管的管徑最小處；
[0026]所述的壓差高端液氣轉(zhuǎn)換筒上設(shè)有與所述壓差高端壓力傳導(dǎo)管連通的進(jìn)水口 ；
[0027]所述的壓差低端液氣轉(zhuǎn)換筒上設(shè)有與所述壓差低端壓力傳導(dǎo)管連通的進(jìn)水口。
[0028]進(jìn)一步優(yōu)選，所述的壓差高端液氣轉(zhuǎn)換筒的進(jìn)水口位于所述壓差高端液氣轉(zhuǎn)換筒的側(cè)壁底部；
[0029]所述的壓差低端液氣轉(zhuǎn)換筒的進(jìn)水口位于所述壓差低端液氣轉(zhuǎn)換筒的側(cè)壁底部。
[0030]進(jìn)一步優(yōu)選，所述的壓差高端液氣轉(zhuǎn)換筒的放氣嘴設(shè)置在所述壓差高端液氣轉(zhuǎn)換筒的側(cè)壁并高于所述的壓差高端液氣轉(zhuǎn)換筒的進(jìn)水口；
[0031]所述的壓差低端液氣轉(zhuǎn)換筒的放氣嘴設(shè)置在所述壓差低端液氣轉(zhuǎn)換筒的側(cè)壁并高于所述的壓差低端液氣轉(zhuǎn)換筒的進(jìn)水口。
[0032]作為優(yōu)選，所述的壓差高端液氣轉(zhuǎn)換筒和壓差低端液氣轉(zhuǎn)換筒上各設(shè)有一個氣嘴，所述的壓差高端液氣轉(zhuǎn)換筒的氣嘴為所述的壓差高端液氣轉(zhuǎn)換筒與壓差傳感器的連接接口，所述的壓差低端液氣轉(zhuǎn)換筒的氣嘴為所述的壓差低端液氣轉(zhuǎn)換筒與壓差傳感器的連接接口 ；
[0033]所述的壓差高端液氣轉(zhuǎn)換筒的氣嘴高于所述的壓差高端液氣轉(zhuǎn)換筒的放氣嘴；
[0034]所述的壓差低端液氣轉(zhuǎn)換筒的氣嘴高于所述的壓差低端液氣轉(zhuǎn)換筒的放氣嘴。
[0035]進(jìn)一步優(yōu)選，所述的壓差高端液氣轉(zhuǎn)換筒的放氣嘴和所述的壓差低端液氣轉(zhuǎn)換筒的放氣嘴等尚。
[0036]進(jìn)一步優(yōu)選，所述的具備同步流量數(shù)顯的文丘里流量計(jì)實(shí)驗(yàn)裝