專利名稱：大壓差u形差壓計的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于壓力儀表領域，尤其是一種大壓差U形差壓計。
背景技術：
U形管差壓計是最簡單的一類壓差計量儀器，是利用液體壓力平衡進行測量的設備之一，具有結構簡單，制造容易的優(yōu)點，應用十分廣泛；U形管差壓計在使用的時候，以管內液柱高度差來平衡U形管兩個端頭所接壓力容器或管道的壓力差，并根據液柱高度差所顯示的刻度直接讀數。通常其管內工質為水或水銀，量程上限一般在300mm以下，所以壓差測量范圍有限，只能用于低壓差測量場合，如通風或者空調系統(tǒng)。當壓差大到兆帕級別時，傳統(tǒng)的U形管測壓計已不再適用，所以只能采用在結構原理上較為復雜的機械式差壓計或電學差壓計。專利88200206提出了一種高壓空氣水柱差壓計，在測量大壓力時，通過氣門向低壓側加頂壓，使得水面顯示于讀數尺范圍內，再通過分別測量兩點的壓力，得到兩點在讀數尺上的差值，從而計算得到兩點壓差，但是，這種方法還是不能解決兩點間的大壓差測量問題。針對上述問題，有必要提供一種液體壓力平衡式差壓計，使之不僅具有簡單方便的特點，又能適用于兆帕級別的大壓差測量。
實用新型內容本實用新型要解決的技術問題是提供一種大壓差U形差壓計，使其實現傳統(tǒng)U形差壓計所不能滿足的兆帕級別的壓差測量要求。為了解決上述技術問題，本實用新型提出一種大壓差U形差壓計，包括左測壓管和右測壓管，所述左測壓管的上端設置有左測壓管接口，所述左測壓管接口上設置有左調節(jié)活門；所述右測壓管的上端設置有右測壓管接口，在右測壓管接口上設置有右調節(jié)活門；所述左測壓管的下端和右測壓管的下端之間通過反滲透腔相互連接，在反滲透腔內設置反滲透膜。作為對本實用新型的大壓差U形差壓計的改進:所述左測壓管的一側設置有讀數尺。作為對本實用新型的大壓差U形差壓計的進一步改進:所述左測壓管和右測壓管采用有機玻璃或透明硬質塑料管。作為對本實用新型的大壓差U形差壓計的進一步改進:所述左測壓管內的工質為無機溶液或有機溶液，所述右測壓管內的工質為純水。作為對本實用新型的大壓差U形差壓計的進一步改進:所述左測壓管內的工質為氯化鈣溶液。作為對本實用新型的大壓差U形差壓計的進一步改進:所述反滲透膜的脫鹽率大于 99%。作為對本實用新型的大壓差U形差壓計的進一步改進:所述讀數尺上的刻度為均勻刻度，所述讀數尺上的讀數值為從上到下依次遞增。本實用新型的大壓差U形差壓計結構簡單、制造容易、安裝方便并且攜帶容易，而在測量的時候，原理簡單，當左測壓管內的液面下降而右測壓管內的液面上升時，表明左測壓管內工質中的水分通過反滲透膜進入右測壓管，所以左測壓管內工質的濃度增加，滲透壓加大，一旦左測壓管內介質的液面穩(wěn)定，從讀數尺讀取相應刻度即可知道壓差值；當左測壓管內的液面上升而右測壓管內的液面下降時，表明右測壓管內溶液中的水分進入左測壓管，所以左測壓管內溶液的濃度減小，滲透壓降低，一旦左測壓管內介質的液面穩(wěn)定，從讀數尺讀取相應刻度即可知道壓差值。通過滲透壓的測量，準確度高，而簡單的結構，可盡量的保證測量結果的準確性，而與現有U形差壓計相比，可實現兆帕級別的壓差測量。
圖1是本實用新型的大壓差U形差壓計的主要結構示意圖。
具體實施方式
實施例1、圖1給出了一種大壓差U形差壓計，包括讀數尺3、左測壓管4、反滲透腔
5、反滲透膜6、右測壓管7、左調節(jié)活門2、右調節(jié)活門8、左測壓管接口 1、右測壓管接口 9、后擋板10和側擋板11。以上所述的左測壓管4的一側設置讀數尺3，在左測壓管4的上端固定左測壓管接口 I，在左測壓管接口 I上設置左調節(jié)活門2 ;在右測壓管7的上端固定右測壓管接口 9，在右測壓管接口 9上設置右調節(jié)活門8。左測壓管4的下端和右測壓管7的下端之間通過反滲透腔5相互連接，在反滲透腔5的正中間設置反滲透膜6。左測壓管4和右測壓管7采用耐壓級別較高的有機玻璃或透明硬質塑料管，由于本實用新型的大壓差U形差壓計需要對較大的壓差環(huán)境下工作，要承受兆帕級別的壓力，所以需要采用耐壓級別較高的材料。在左測壓管4和右測壓管7的后側面上固定后擋板10，在后擋板10的左右兩端分別固定側擋板11。通過后擋板10以及左右兩端的側擋板11，進行三面保護，在使用大壓差U形差壓計的時候，能從正面看清左測壓管4、右測壓管7以及反滲透腔5內溶液的流動情況，不影響工作效率，且有效的阻止了大壓差U形差壓計掉落的瞬間，左測壓管4、右測壓管7以及反滲透腔5直接與地面相接觸，從而增加了防震的效果，避免本實用新型的大壓差U形差壓計非正常使用時的損壞。在左測壓管4內的工質為無機溶液或有機溶液，如可采用氯化鈣溶液，溶液的質量濃度可根據測量要求進行搭配，在右測壓管7內的工質為純水。為了減少測量時的誤差，反滲透膜6的脫鹽率應大于99%，而為增加測量時的響應速度，可將反滲透膜6進行折疊安裝以增加其滲透面積。而由于在左測壓管4內的工質為無機溶液或有機溶液，在右測壓管7內的工質為純水，所以在使用的時候，需要將左測壓管4接入高壓側測壓點，將右測壓管7接入低壓側測壓點。當高壓側和低壓側的壓力差大于左測壓管4內溶液所對應的滲透壓時，左測壓管4內工質中的水通過反滲透膜6被壓入右測壓管7內，所以此時，左測壓管4內工質的液面降低，右測壓管7內純水的液面升高，由于左測壓管4內的工質中的其他物質無法通過反滲透膜6，所以左測壓管4內的工質的濃度越來越大，根據滲透壓公式可以得知，溶液的濃度越高，滲透壓就越大，當該滲透壓增大到所測量的高壓側和低壓側的壓力差時，則達到新的平衡，此時左測壓管4內工質的液面和右測壓管7內純水的液面保持不變。由于左測壓管4內工質的液面高度與其濃度變化一一對應，因此通過左測壓管4內工質的液面高度即可計算其對應的工質濃度，從而推算出其滲透壓，該滲透壓即為所要測量的壓差值(由于所測量的壓差達到兆帕級別，因此可忽略右測壓管7內純水的液面高度變化對測量所帶來的影響)。反之，當高壓側和低壓側的壓力差小于左測壓管4內溶液所對應的滲透壓時，右測壓管內工質中的水將通過反滲透膜6被壓入到左測壓管4內，與此同時，右測壓管7內的液面降低，左測壓管4內的液面升高，左測壓管4內的工質的濃度越來越小，當其滲透壓減小到所測量的高壓側和低壓側的壓力差時，則達到新的平衡，此時該滲透壓即為兩側所測的壓差。以上所述的讀數尺3上的刻度為均勻刻度，但讀數值為從上到下非均勻遞增，左測壓管4內工質水平穩(wěn)定的狀態(tài)時，根據工質水平面的位置，在讀數尺3上讀取的數值即為壓差讀數，即液體水平穩(wěn)定的時候，液體水平面對應的讀數尺3的刻度即為壓差讀數。根據本實用新型的大壓差U形差壓計的原理，在本實用新型的大壓差U形差壓計使用的時候，左測壓管4內的工質的水平面越高，則相對應的壓強值就越小，所以讀數尺3上的刻度位置越高，則對應的數值就越小。讀數尺3的刻度標定需要根據左測壓管4內的工質種類和壓差量程范圍來共同確定。綜上所述，本實用新型的大壓差U形差壓計具有結構簡單、制造容易、安裝方便且攜帶容易的特點，而與現有的U形差壓計相比，更是可實現兆帕級別的壓差測量。在實際測量時，可按照如下的步驟進行:一、測量前的準備:1、先關閉左調節(jié)活門2和右調節(jié)活門8 ；2、將左測壓管接口 I通過連接管道與高壓側測壓點相連，將右測壓管接口 9通過連接管道與低壓測測壓點相連；3、打開左調節(jié)活門2與右調節(jié)活門8開始進行測量，此時，左測壓管4內所受壓力為高壓側壓力，右測壓管7內所受壓力為低壓側壓力。二、開始測量(此時，左測壓管4內所受壓力為高壓側壓力，右測壓管7內所受壓力為低壓側壓力):測量的時候有兩種情況:情況一，當左測壓管4內的液面下降而右測壓管7內的液面上升時，表明左測壓管4內工質中的水分通過反滲透膜6進入右測壓管7，但是由于反滲透膜6的作用，左測壓管4內工質中的其他物質無法通過反滲透膜6進入右測壓管7，所以左測壓管4內工質的濃度增加，滲透壓加大(由滲透壓公式可得，濃度越大，滲透壓越大)，當左測壓管4內溶液的液面穩(wěn)定時，從讀數尺3讀取相應刻度即可知道壓差值；情況二，當左測壓管4內的液面上升而右測壓管7內的液面下降時，表明右測壓管7內溶液中的水分進入左測壓管4，從而使得左測壓管4內溶液的濃度減小，滲透壓降低，當左測壓管4內溶液的液面穩(wěn)定時，從讀數尺3讀取相應刻度即可知道壓差值。三、測量結束:先將左調節(jié)活門2和右調節(jié)活門8關閉，再分別將連接管道從高壓側測壓點和低壓測測壓點分離。[0031]以上所述實施實例I的計算參數見表I。以上所述的實際操作步驟中，左測壓管4內的溶液為氯化鈣溶液，左測壓管4和右測壓管7的管長均為30cm，左測壓管4對應的讀數尺3長度范圍為20cm，自上而下刻度范圍內的壓差讀值見表1，在20cm的范圍內其壓差量測范圍為11.44-56.9bar，跨度45.45bar，壓差量測的變化趨勢是讀數尺3位置越高，壓差值越小，反之則越大，且越往上，相同刻度的讀數值變化越小(這是由滲透壓隨濃度的非線性變化所引起的)。實際實施過程中，可根據具體的量測范圍選擇合適的工質、管長和讀數尺3長度等設計參數。表I采用氯化鈣溶液的大壓差U形差壓計項目單位結果
左測壓管4長cm30
右測壓管7長cm30
讀數尺3范圍cm20
讀數尺3最小刻度毫米
20cm處壓差值bar11.44
19cm處壓差值bar11.91
18cm處壓差值bar12.43
17cm處壓差值bar12.00
16cm處壓差值bar13.61
15cm處壓差值bar14.29
14cm處壓差值bar15.04
13cm處壓差值bar15.87
12cm處壓差值bar16.80
I Icm處壓差值bar17.`84
IOcm處壓差值bar18.97
9cm處壓差值bar20.32
8cm處壓差值bar21.88
7cm處壓差值bar23.70
6cm處壓差值bar25.93
5cm處壓差值bar28.51
4cm處壓差值bar31.68
3cm處壓差值bar35.63
2cm處壓差值bar40.70
Icm處壓差值bar47.41
Ocm處壓差值bar56.90最后，還需要注意的是，以上列舉的僅是本實用新型的若干個具體實施例。顯然，本實用新型不限于以上實施例，還可以有許多變形。本領域的普通技術能從本實用新型公開的內容直接導出或聯想到的所有變形，均應認為是本實用新型的保護范圍。
權利要求1.大壓差U形差壓計，其特征是:包括左測壓管(4)和右測壓管(7)，所述左測壓管(4)的上端設置有左測壓管接口( I)，所述左測壓管接口( I)上設置有左調節(jié)活門(2 ); 所述右測壓管(7)的上端設置有右測壓管接口(9)，在右測壓管接口(9)上設置有右調節(jié)活門(8)； 所述左測壓管(4)的下端和右測壓管(7)的下端之間通過反滲透腔(5)相互連接，在反滲透腔(5)內設置反滲透膜(6)。
2.根據權利要求1所述的大壓差U形差壓計，其特征是:所述左測壓管(4)的一側設置有讀數尺(3)。
3.根據權利要求2所述的大壓差U形差壓計，其特征是:所述左測壓管(4)和右測壓管(7)采用有機玻璃或透明硬質塑料管。
4.根據權利要求3所述的大壓差U形差壓計，其特征是:所述左測壓管(4)內的工質為無機溶液或有機溶液，所述右測壓管(7)內的工質為純水。
5.根據權利要求4所述的大壓差U形差壓計，其特征是:所述左測壓管(4)內的工質為氯化鈣溶液。
6.根據權利要求5所述的大壓差U形差壓計，其特征是:所述反滲透膜(6)的脫鹽率大于 99%ο
7.根據權利要求6所述的大壓差U形差壓計，其特征是:所述讀數尺(3)上的刻度為均勻刻度，所述讀數尺(3)上的讀數值為從上到下依次遞增。
專利摘要本實用新型公開了一種大壓差U形差壓計，包括左測壓管(4)和右測壓管(7)，所述左測壓管(4)的上端設置有左測壓管接口(1)，所述左測壓管接口(1)上設置有左調節(jié)活門(2)；所述右測壓管(7)的上端設置有右測壓管接口(9)，在右測壓管接口(9)上設置有右調節(jié)活門(8)；所述左測壓管(4)的下端和右測壓管(7)的下端之間通過反滲透腔(5)相互連接，在反滲透腔(5)內設置反滲透膜(6)。本實用新型結構簡單、制造容易、安裝方便并且攜帶容易，能實現傳統(tǒng)U形差壓計所不能滿足的兆帕級別的壓差測量要求。
文檔編號G01L7/18GK203069313SQ201320019399
公開日2013年7月17日 申請日期2013年1月14日 優(yōu)先權日2013年1月14日
發(fā)明者王厲, 駱菁菁 申請人:浙江理工大學