雙筒式高精度液體流速流量?jī)x以及流速流量值輸出的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及實(shí)驗(yàn)量測(cè)領(lǐng)域，具體涉及一種雙筒式高精度液體流速流量?jī)x以及流速流量值輸出的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]小型管道水流的小流量、小壓差、高精度數(shù)顯流速流量測(cè)量裝置，目前處于空白狀態(tài)。以小型臺(tái)式流體力學(xué)水力學(xué)教學(xué)儀器為例，由于其管徑通常在30毫米以下，流量5-300ml/s,流速往往在2米/秒以下，其壓差信號(hào)往往很小。
[0003]以流量為例:
[0004]其壓差式信號(hào)發(fā)生器(例文丘里、孔板等)所產(chǎn)生的流量信號(hào)壓差大多數(shù)僅為
0.1-80厘米水柱，而現(xiàn)有流量?jī)x是通過水管連通管將傳感器與壓差信號(hào)發(fā)生器的測(cè)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(hào)的壓力誤差達(dá)10%以上，會(huì)造成中低端流量誤差達(dá)10% -30%，因而此類流量?jī)x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(chǎng)上也有供應(yīng)小管徑的渦輪流量計(jì)等非壓差式流量?jī)x，但是目前這類型流量計(jì)1% -2%以上精度的流量測(cè)量范圍，是其滿度的70% -100%，在30%以下都是不適用的，而常用小型臺(tái)式流體力學(xué)水力學(xué)教學(xué)儀器實(shí)驗(yàn)流量范圍正好處在30%以下，所以也是無法選用。因而長(zhǎng)期以來對(duì)于小型臺(tái)式流體力學(xué)教學(xué)儀器的高精度流量計(jì)處于市場(chǎng)的空白狀態(tài)。
[0005]同上，流速測(cè)量上也存在上述問題，因?yàn)樵诮虒W(xué)實(shí)驗(yàn)中，流速測(cè)量的信號(hào)往往是利用畢托管流速計(jì)獲得，而畢托管的使用范圍也就在2米以下，其壓差值最大僅為20厘米水柱左右。
[0006]隨著教育事業(yè)的發(fā)展，及小型臺(tái)式儀器的廣泛使用，因而對(duì)小型管道水流的小流量、小壓差、高精度數(shù)顯流速、流量測(cè)量裝置的需求日益迫切，其創(chuàng)新與研制有很大的社會(huì)意義與實(shí)用意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供了一種雙筒式高精度液體流速流量?jī)x，既能作為流量?jī)x，又能作為流速儀，在優(yōu)選技術(shù)方案中，又能實(shí)時(shí)調(diào)零，能任意選擇流速或流量值數(shù)顯輸出，是一種低壓差高精度流量流速儀器。
[0008]一種雙筒式高精度液體流速流量?jī)x，包括:
[0009]用于產(chǎn)生壓差信號(hào)的壓差式流量流速信號(hào)發(fā)生器；
[0010]與所述壓差式流量流速信號(hào)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(gè)放氣嘴；
[0011]與所述壓差高端液氣轉(zhuǎn)換筒和壓差低端液氣轉(zhuǎn)換筒連接，用于檢測(cè)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；
[0012]與所述壓差傳感器連接，用于將所述壓差傳感器檢測(cè)到的壓差信號(hào)轉(zhuǎn)換成流速流量的微電腦。
[0013]本發(fā)明具有壓差式流量流速信號(hào)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、高精壓差傳感器及其調(diào)零電路和智能型(帶微電腦芯片)的數(shù)顯電壓表。能實(shí)現(xiàn)同機(jī)任意選擇流速或流量值數(shù)顯輸出，既可作為流速流量?jī)x，單選功能下又可作為單一的流速儀或單一的流量?jī)x；在優(yōu)選技術(shù)方案中，用控制電路控制壓差高端電控氣閥和壓差低端電控氣閥，實(shí)現(xiàn)壓差傳感器實(shí)時(shí)調(diào)零的電控功能；配有智能型(帶微電腦芯片)的數(shù)顯電壓表，能實(shí)現(xiàn)將輸入的信號(hào)電壓可通過數(shù)組擬合的方法，使輸出變?yōu)橄鄳?yīng)的物理量值，如流速、流量、壓差或壓強(qiáng)等。采用液氣轉(zhuǎn)換筒提高了測(cè)量精度，是一種低壓差高精密的流速流量?jī)x器。
[0014]作為優(yōu)選，所述的雙筒式高精度液體流速流量?jī)x，還包括:壓差高端電控氣閥、壓差低端電控氣閥以及控制所述壓差高端電控氣閥和壓差低端電控氣閥的控制電路；
[0015]所述的壓差高端電控氣閥至少包括三路，所述的壓差高端電控氣閥的一路與所述壓差高端液氣轉(zhuǎn)換筒內(nèi)壓縮空氣連通，所述的壓差高端電控氣閥的另一路與所述壓差傳感器連接，還有一路與大氣導(dǎo)通；
[0016]所述的壓差低端電控氣閥至少包括三路，所述的壓差低端電控氣閥的一路與所述壓差低端液氣轉(zhuǎn)換筒內(nèi)壓縮空氣連通，所述的壓差低端電控氣閥的另一路與所述壓差傳感器連接，還有一路與大氣導(dǎo)通。
[0017]當(dāng)壓差高端電控氣閥和壓差低端電控氣閥通電時(shí)，使得壓差傳感器的測(cè)壓端均與大氣導(dǎo)通，可實(shí)時(shí)調(diào)零。
[0018]進(jìn)一步優(yōu)選，所述的控制電路包括電源和按通開關(guān)，所述的按通開關(guān)一端與所述電源的正極連接，另一端與所述壓差高端電控氣閥的正極和壓差低端電控氣閥的正極連接，所述壓差高端電控氣閥的負(fù)極和壓差低端電控氣閥的負(fù)極與所述電源的負(fù)極連接。
[0019]作為優(yōu)選，所述的壓差式流量流速信號(hào)發(fā)生器為能產(chǎn)生壓差信號(hào)的流速流量測(cè)量管段。壓差式流量流速信號(hào)發(fā)生器具體采用畢托管、文丘里、孔板等傳統(tǒng)流速流量測(cè)壓實(shí)驗(yàn)管段。
[0020]作為優(yōu)選，所述的壓差式流量流速信號(hào)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。
[0021]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 ；
[0022]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。
[0023]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；
[0024]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。
[0025]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；
[0026]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。
[0027]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(gè)氣嘴，所述的壓差高端液氣轉(zhuǎn)換筒的氣嘴與所述壓差高端電控氣閥連接，所述的壓差低端液氣轉(zhuǎn)換筒的氣嘴與所述壓差低端電控氣閥連接。
[0028]進(jìn)一步優(yōu)選，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；
[0029]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；
[0030]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O
[0031]一種電壓模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榱魉倭髁恐低瑱C(jī)輸出的方法，采用雙筒式高精度液體流速流量?jī)x，該雙筒式高精度液體流速流量?jī)x中微電腦采用智能數(shù)顯表，在壓差傳感器的壓差輸出正負(fù)端與智能數(shù)顯表的正負(fù)壓輸入端之間連接有切換電路；
[0032]該方法包括:
[0033](1)、標(biāo)定:將智能數(shù)顯表在電壓輸出的模式下接入壓差傳感器，在零流量或零流速下調(diào)零，改變流量或流速值，測(cè)量并記錄用手工稱重計(jì)時(shí)的方法標(biāo)定出的流速或流量值，同時(shí)記錄智能數(shù)顯表所顯示的電壓值，重復(fù)多次，形成一個(gè)電壓信號(hào)值與流速或流量值--對(duì)應(yīng)的，具有多組數(shù)組的流速標(biāo)定表格或流量標(biāo)定表格；
[0034](2)、取流量標(biāo)定表格，以流量表格為例，將流量表格的標(biāo)定數(shù)據(jù)，一一輸入到智能數(shù)顯表的正壓輸入端，形成電壓與流量之間有一一對(duì)應(yīng)的模擬關(guān)系，該智能數(shù)顯表具備多段折線修正功能，能將所接收到的流量壓差一一正模擬信號(hào)電壓自動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)應(yīng)的流量值并數(shù)顯輸出；
[0035](3)、取流速標(biāo)定表格，將流速表格的標(biāo)定數(shù)據(jù)，一一輸入到智能數(shù)顯表的負(fù)壓輸入端，與上述(2)不同的是輸入時(shí)電壓值的數(shù)值不變，但需全部改為負(fù)值，流速值仍保持正值不變，形成電壓與流速之間負(fù)值對(duì)正值的一一對(duì)應(yīng)的模擬關(guān)系，該智能數(shù)顯表便能將所接收到的流速壓差一一負(fù)模擬信號(hào)電壓自動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)應(yīng)的正流速值并數(shù)顯輸出；
[0036](4)將壓差傳感器檢測(cè)到壓差信號(hào)，通過切換電路根據(jù)所需要測(cè)的流量或流速選擇變換正負(fù)，輸入到智能數(shù)顯表中，智能數(shù)顯表將輸出相應(yīng)的流量或流速。
[0037]切換電路如具體選用雙刀雙擲開關(guān)，當(dāng)切換到流量顯示時(shí)，將信號(hào)的正端輸入到智能數(shù)顯表的正端，信號(hào)的負(fù)端輸入智能數(shù)顯表的負(fù)端，儀器顯示流量值。反之，當(dāng)切換到流速顯示時(shí)，則將信號(hào)的正端輸入到智能數(shù)顯表的負(fù)端，信