一種自動(dòng)啟膜式皂膜流量計(jì)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種自動(dòng)啟膜式皂膜流量計(jì)，包括皂膜管、皂膜生產(chǎn)裝置和皂膜回收裝置；皂膜生產(chǎn)裝置包括皂液管和進(jìn)氣管，進(jìn)氣管設(shè)置在皂液管的上部；皂膜回收裝置包括皂膜回收蓋、皂液回收管和皂液回收杯，皂液回收管的一端連接皂膜管頂部的皂液回收蓋，另一端伸入皂液回收杯內(nèi)；皂液回收杯內(nèi)裝有皂液，皂液管的底端連接于皂膜回收杯底部側(cè)壁，皂液的液面與進(jìn)氣管進(jìn)氣口的頂端處于同一高度。本實(shí)用新型采用連通器原理，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)啟膜的方式，彌補(bǔ)手動(dòng)啟膜的缺陷，減小了檢定誤差。
【專利說明】一種自動(dòng)啟膜式皂膜流量計(jì)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種自動(dòng)啟膜式皂膜流量計(jì)，屬于機(jī)械【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，提高過程控制，流量準(zhǔn)確計(jì)量，變成十分重要的技術(shù)問題。特別地，對(duì)于微小氣體流量，流量的控制、氣流受環(huán)境溫度、壓力不同會(huì)導(dǎo)致氣體流量有較大的差異，準(zhǔn)確度也可能受多種因素影響而各不相同。因此要想正確測(cè)量并傳遞流量數(shù)據(jù)，就要針對(duì)以上條件，研究出適合的氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置。
[0003]目前皂膜流量計(jì)是測(cè)量微小氣體流量的主要流量計(jì)之一，主體部分是內(nèi)壁光滑、內(nèi)徑尺寸盡量均勻的玻璃管。使用皂膜流量計(jì)時(shí)，給皂膜管通氣，然后手動(dòng)捏皂膜管下端膠球，膠球內(nèi)的皂液上升，上升到皂膜管下端氣路口時(shí)，在氣體流動(dòng)的推動(dòng)下，皂液會(huì)在皂膜玻璃管內(nèi)壁形成一層薄膜(即皂膜)。皂膜隨著氣流逐漸上升，先后經(jīng)過下刻度線和上刻度線，上升到皂膜玻璃管上部時(shí)破裂。兩個(gè)刻度線之間的容積是確定的，由計(jì)時(shí)器或秒表計(jì)算皂膜在兩個(gè)刻度線之間移動(dòng)的時(shí)間，由此可以計(jì)算出氣體的瞬時(shí)流量。但現(xiàn)有的皂膜流量計(jì)存在以下問題:
[0004](I)皂膜流量計(jì)的啟膜方式問題。常規(guī)的皂膜流量計(jì)啟膜方式都是手動(dòng)啟膜，如專利名稱為皂膜流量計(jì)(專利號(hào)為ZL2007103012867)的專利即為手動(dòng)起膜。其缺陷是手捏膠球的力度很難把握，會(huì)造成皂膜的厚度不同，影響檢定結(jié)果；且手動(dòng)啟膜效率較低，增長(zhǎng)檢定時(shí)間。如何改進(jìn)啟膜方式，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)啟膜，提高檢定準(zhǔn)確度和檢定效率成為新型皂膜流量計(jì)的研究目標(biāo)之一。
[0005](2)皂膜破裂后皂液回流導(dǎo)致的附加誤差問題?，F(xiàn)有的皂膜流量計(jì)的主體基本都是一個(gè)皂膜管，皂膜隨氣體在皂膜管內(nèi)上升，到達(dá)頂部時(shí)破裂，氣體由出氣口排出，皂液則沿皂膜管內(nèi)壁回流，這些皂液有的會(huì)殘留在內(nèi)壁上，有的會(huì)向下流落到下一個(gè)正在上升的皂膜上，造成皂膜邊緣厚度增加、皂膜凸起弧度變化等，從而產(chǎn)生一系列誤差，且這些誤差不可定量計(jì)算，統(tǒng)稱為附加誤差。附加誤差一般都在0.3%以上，成為影響皂膜流量計(jì)準(zhǔn)確度的重要因素。
[0006](3)皂膜流量計(jì)標(biāo)準(zhǔn)容積的標(biāo)定方法。根據(jù)檢定規(guī)程，皂膜流量計(jì)采用稱重法標(biāo)定。在流量計(jì)中灌滿蒸餾水，從下端出水口放出，當(dāng)蒸餾水下降到上刻度線處時(shí)停止放水，然后把蒸餾水放入燒杯中，直到下降到下刻度線處。稱量燒杯中蒸餾水的質(zhì)量，換算成20°C的標(biāo)準(zhǔn)體積，即皂膜流量計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)容積。這一標(biāo)定方法的缺陷是標(biāo)定過程中蒸餾水受外界環(huán)境影響大，導(dǎo)致蒸餾水的溫度變化和蒸發(fā)，從而影響標(biāo)定結(jié)果；同時(shí)，受重力影響，蒸餾水在下降過程中液面弧度變大，導(dǎo)致放出的蒸餾水量偏少，影響標(biāo)定結(jié)果。所以，提高標(biāo)準(zhǔn)容積的標(biāo)定要從減少影響因素和改進(jìn)標(biāo)定方法兩個(gè)方面考慮。
[0007](4)標(biāo)定過程的精確控制問題。標(biāo)定過程中蒸餾水的流速是通過手動(dòng)閥門控制的，通常情況下可以控制分辨率為一滴，約為0.05ml。對(duì)于規(guī)格較小皂膜流量計(jì)(容積為25ml)來說，誤差達(dá)到±0.2%，降低了流量計(jì)的準(zhǔn)確度等級(jí)。因此，如何提高控制精度，解決微小流量的控制問題成為提聞標(biāo)定準(zhǔn)確度的關(guān)鍵之一。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0008]本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種自動(dòng)啟膜式皂膜流量計(jì)，實(shí)現(xiàn)皂膜流量計(jì)的自動(dòng)啟膜，還帶有皂液回收功能。其彌補(bǔ)了手動(dòng)啟膜的缺陷，減小了檢定誤差，提高了檢定效率，該自動(dòng)啟膜式皂膜流量計(jì)還便于使用新型的標(biāo)定方法，進(jìn)一步減少操作時(shí)的誤差，該自動(dòng)啟膜式皂膜流量計(jì)的準(zhǔn)確度可達(dá)到0.2級(jí)。
[0009]為解決以上技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案:一種自動(dòng)啟膜式皂膜流量計(jì)，所述皂膜流量計(jì)包括皂膜管、皂膜生產(chǎn)裝置、皂膜回收裝置，皂膜回收裝置包括皂膜回收蓋、皂液回收管和皂液回收杯，皂液回收管的一端連接皂膜管頂部的皂液回收蓋，另一端伸入皂液回收杯內(nèi)；皂膜生產(chǎn)裝置包括皂液管和進(jìn)氣管，進(jìn)氣管設(shè)置在皂液管的上部；所述皂液回收杯內(nèi)裝有皂液，皂液管的底端連接于皂膜回收杯底部側(cè)壁，所述皂液的液面與進(jìn)氣管進(jìn)氣口的頂端處于同一高度。
[0010]進(jìn)一步地，所述皂液回收杯頂部連接有加液器。
[0011]進(jìn)一步地，所述皂液回收杯上部連接有溢流管，溢流管的管口底端與進(jìn)氣管的進(jìn)氣口頂端處于同一水平面內(nèi)，溢流管伸入溢流杯內(nèi)。
[0012]進(jìn)一步地，所述溢流管上連接有閥門。
[0013]進(jìn)一步地，所述皂液管與皂膜回收杯之間通過橡膠軟管連接。
[0014]進(jìn)一步地，所述皂液管管壁上、進(jìn)氣管的下方設(shè)有閥門。
[0015]進(jìn)一步地，所述皂膜回收蓋的頂部設(shè)有出氣口，出氣口處連接流量控制管。
[0016]進(jìn)一步地，所述流量控制管上連接有流量控制閥的一端。
[0017]進(jìn)一步地，所述流量控制閥另一端連接有預(yù)留管。
[0018]進(jìn)一步地，所述自動(dòng)啟膜式皂膜流量計(jì)配置有用于對(duì)皂液回收杯稱重的電子天平。
[0019]本實(shí)用新型涉及的這種自動(dòng)啟膜式皂膜流量計(jì)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果:
[0020](I)本實(shí)用新型采用連通器原理，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)啟膜的方式，彌補(bǔ)了手動(dòng)啟膜的缺陷，減小了檢定誤差，提高了檢定效率。
[0021](2)本實(shí)用新型的自動(dòng)啟膜式皂膜流量計(jì)還具有皂液回收功能，有效避免了皂液回流導(dǎo)致的附加誤差，提高了皂膜流量計(jì)的準(zhǔn)確度。同時(shí)避免了皂液的揮發(fā)和浪費(fèi)。在皂膜流量計(jì)正常運(yùn)行后，可以實(shí)現(xiàn)封閉式運(yùn)行，避免外界因素對(duì)流量計(jì)的影響。
[0022](3)常規(guī)的皂膜流量計(jì)準(zhǔn)確度等級(jí)最高為0.5級(jí)，本實(shí)用新型的皂膜流量計(jì)減少了運(yùn)行過程中的影響因素、提高標(biāo)準(zhǔn)容積標(biāo)定準(zhǔn)確度、避免附加誤差的影響，提高了流量計(jì)的準(zhǔn)確度，可以達(dá)到0.2級(jí)。
[0023](4)本實(shí)用新型的自動(dòng)啟膜式皂膜流量計(jì)適于采用新型標(biāo)定方法，把密封的皂液回收杯一直放在電子天平上，讀出放出蒸餾水過程中皂膜管中液面分別位于下刻度線和上刻度線時(shí)的質(zhì)量差，從而計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)容積。避免了常規(guī)標(biāo)定導(dǎo)致的液面弧度變化，同時(shí)不需要反復(fù)移動(dòng)皂液回收杯，減少操作帶來的誤差；標(biāo)定時(shí)通過流量控制管和控制閥能夠精確控制標(biāo)定準(zhǔn)確度，有效控制液體分辨率達(dá)到0.005ml,比常規(guī)的控制精度提高了 10倍。【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1是本實(shí)用新型的自動(dòng)啟膜式皂膜流量計(jì)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2是本實(shí)用新型的自動(dòng)啟膜式皂膜流量計(jì)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)容積標(biāo)定時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖中標(biāo)記如下:1-皂膜管，2-皂液回收蓋，3-皂液回收杯，4-進(jìn)氣管，5-閥門，6-上刻度線，7-下刻度線，8-橡膠軟管，9-出氣口，10-皂膜，11-皂液回收管，12-加液器，13-閥門，14-溢流管，15-溢流杯，16-皂液，17-皂液的液面位置，18-電子天平，19-流量控制管，20-流量控制閥，21-蒸餾水，22-皂液管，41-進(jìn)氣口。
【具體實(shí)施方式】
[0027]如圖1所示，皂膜流量計(jì)包括皂膜管1、皂膜生產(chǎn)裝置、皂膜回收裝置，皂膜回收裝置包括皂膜回收蓋2、皂液回收管11和皂液回收杯3，皂液回收管11 一端連接皂膜管I頂部的皂液回收蓋2，另一端伸入皂液回收杯3內(nèi)；皂膜生產(chǎn)裝置包括皂液管22和進(jìn)氣管4，進(jìn)氣管4設(shè)置在皂液管22的上部；皂液回收杯3內(nèi)裝有皂液，皂液管22的底端連接于皂膜回收杯11底部側(cè)壁，皂液的液面與進(jìn)氣管4進(jìn)氣口的頂端處于同一高度。
[0028]皂膜管的管壁設(shè)有上刻度線6和下刻度線7。
[0029]所述皂液回收杯3頂部連接有加液器12，側(cè)壁上部連接有溢流管14，溢流管14的管口底端與進(jìn)氣管4的進(jìn)氣口 41頂端處于同一水平面內(nèi)，溢流管14伸入溢流杯15內(nèi)，溢流管14上設(shè)有閥門13。
[0030]所述皂液管22與皂膜回收杯3之間通過橡膠軟管8連接，進(jìn)氣管4的下方設(shè)置閥門5。
[0031]所述皂膜回收蓋2的頂部設(shè)有出氣口 9，出氣口 9連接流量控制管19，流量控制管19上連接流量控制閥20的一端，流量控制閥20另一端設(shè)有預(yù)留管，自動(dòng)啟膜式皂膜流量計(jì)配置有用于對(duì)皂液回收杯稱重的電子天平。在對(duì)皂膜流量計(jì)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)容積標(biāo)定時(shí)，該預(yù)留管用于連接皂液回收杯，如圖2所述，皂液回收杯放置在電子天平上進(jìn)行稱重。
[0032]皂膜回收蓋2呈近似圓柱殼體形，其軸線與皂膜管I的軸線重合，截面直徑大于皂膜管I的直徑，皂膜回收蓋2包括回收蓋上底面、回收蓋側(cè)壁和回收蓋下底面，所述回收蓋下底面環(huán)繞皂膜管I的頂部設(shè)置，其從皂膜管I的頂部以一向下凹的圓弧面伸展至回收蓋側(cè)壁的底部。皂液回收管11通過所述回收蓋下底面與皂液回收蓋2連通。
[0033]溢流管14從皂液回收杯3的一側(cè)向外開設(shè)，溢流管14與皂液回收杯3的連通位置的水平高度和進(jìn)氣管4與皂液管22的連通位置的水平高度相同，如圖1的皂液的液面位置17。加液器12從皂液回收杯的頂部插入到皂液回收杯3中，在本實(shí)施例中，加液器12是一漏斗。
[0034]皂液管22的直徑小于皂膜管I的直徑，皂液管22和皂液回收杯3均容納有相同水平高度的皂液16。皂液的液面位置17正好位于進(jìn)氣管4與皂液管22的連通位置，以便從進(jìn)氣管4中進(jìn)入的氣體可使皂液產(chǎn)生皂膜。本實(shí)施例的自動(dòng)啟膜式皂膜流量計(jì)使用時(shí)，其運(yùn)行的操作過程表述如下:
[0035]如圖1所示連接好各部分。把進(jìn)氣管4連接到被檢氣體流量計(jì)上；打開閥門5和閥門13 ;把皂液通過加液器12加入到皂液回收杯3中，直到溢流管14有皂液流出，停止加液，等待沒有皂液流出后關(guān)閉閥門13 ;此時(shí)皂液的液面位置17位于進(jìn)氣管4下端的水平位置；氣體經(jīng)過被檢氣體流量計(jì)進(jìn)入進(jìn)氣管4，在進(jìn)氣管4的下端接觸到皂液，能夠產(chǎn)生皂膜10 ;由于進(jìn)氣壓力的作用，推動(dòng)皂膜10沿著皂膜管I勻速上升，經(jīng)過下刻度線7時(shí)開始計(jì)時(shí)，經(jīng)過上刻度線6時(shí)停止計(jì)時(shí)；皂膜10上升到皂膜管I上端開口處破裂，皂液滴落到皂液回收蓋2中，氣體從出氣口 9排出；皂液沿著皂液回收管11流入到皂液回收杯3中，由此完成一個(gè)運(yùn)行過程。
[0036]由于運(yùn)行過程中閥門13處于關(guān)閉狀態(tài)，整個(gè)皂膜流量計(jì)只有進(jìn)氣和排氣兩個(gè)過程，基本處于封閉的內(nèi)循環(huán)狀態(tài)，避免了與外界的接觸，提高了運(yùn)行準(zhǔn)確度。同時(shí)，皂液重復(fù)利用，不會(huì)揮發(fā)，構(gòu)成良好的循環(huán)過程。
[0037]如圖2所示，是皂膜流量計(jì)標(biāo)準(zhǔn)容積的標(biāo)定結(jié)構(gòu)圖，主要的構(gòu)成部分較圖1多了電子天平18、流量控制管19、流量控制閥20、蒸餾水21四個(gè)部分。
[0038]本皂膜流量計(jì)的標(biāo)定方法采用一種新型標(biāo)定方法和新型標(biāo)定裝置，標(biāo)定原理與檢定規(guī)程中規(guī)定相同，采用稱量皂膜管I上刻度線6和下刻度線7之間蒸餾水21的質(zhì)量，進(jìn)而換算成體積，即為皂膜流量計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)容積。
[0039]把圖1中橡膠軟管8拆除，換成流量控制管19 ;把流量控制管19 一端安裝在皂液回收杯3的下端出水口，另一端連接帶有流量控制閥20的細(xì)針管，穿過皂液回收蓋2的出氣口 9，進(jìn)入到皂膜管I中，使得蒸餾水21能夠順利流入皂膜管I ;把皂液回收杯3置于電子天平18上，這兩個(gè)部分均水平放置在高于皂膜管I的位置。 [0040]新型標(biāo)定方法的操作過程如下表述:
[0041]按照?qǐng)D2連接好各部件。使用蒸餾水反復(fù)清洗皂液回收杯3、流量控制管19和皂膜管1，達(dá)到標(biāo)定規(guī)程規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)；密封進(jìn)氣管4、關(guān)閉閥門5、關(guān)閉流量控制閥20、關(guān)閉閥門13 ;把蒸餾水21通過加液器12加入到皂液回收杯3中，蒸餾水的體積要多于皂膜管的標(biāo)準(zhǔn)容積；逐漸打開流量控制閥20，使得蒸餾水21流入到皂膜管I中，當(dāng)液面逐漸接近下刻度線7時(shí)，調(diào)小流量控制閥20，達(dá)到微量控制狀態(tài)，同時(shí)觀察液面的高度，當(dāng)與下刻度線7齊平時(shí)關(guān)閉流量控制閥20 ;等待皂液回收杯3中蒸餾水21穩(wěn)定，讀取電子天平18的讀數(shù)％ ;逐漸打開流量控制閥20，使得蒸餾水21流入到皂膜管I中，當(dāng)液面逐漸上升到接近上刻度線6時(shí)，調(diào)小流量控制閥20，達(dá)到微量控制狀態(tài)，同時(shí)觀察液面的高度，當(dāng)與上刻度線6齊平時(shí)關(guān)閉流量控制閥20 ;等待皂液回收杯3中蒸餾水21穩(wěn)定，讀取電子天平18的讀數(shù)m2 ;則此時(shí)皂膜管I中上刻度線6、下刻度線7之間的蒸餾水質(zhì)量為111=!?-!?,由此根據(jù)溫度和壓力換算為皂膜流量計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)容積。
[0042]本實(shí)用新型所述的【具體實(shí)施方式】并不構(gòu)成對(duì)本申請(qǐng)范圍的限制，凡是在本實(shí)用新型構(gòu)思的精神和原則之內(nèi)，本領(lǐng)域的專業(yè)人員能夠作出的任何修改、等同替換和改進(jìn)等均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種自動(dòng)啟膜式皂膜流量計(jì)，所述皂膜流量計(jì)包括皂膜管、皂膜生產(chǎn)裝置和皂膜回收裝置；皂膜生產(chǎn)裝置包括皂液管和進(jìn)氣管，進(jìn)氣管設(shè)置在皂液管的上部；皂膜回收裝置包括皂膜回收蓋、皂液回收管和皂液回收杯，皂液回收管的一端連接皂膜管頂部的皂液回收蓋，另一端伸入皂液回收杯內(nèi)；其特征在于，所述皂液回收杯內(nèi)裝有皂液，皂液管的底端連接于皂膜回收杯底部側(cè)壁，所述皂液的液面與進(jìn)氣管進(jìn)氣口的頂端處于同一高度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動(dòng)啟膜式皂膜流量計(jì)，其特征在于，所述皂液回收杯頂部連接有加液器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種自動(dòng)啟膜式皂膜流量計(jì)，其特征在于，所述皂液回收杯上部連接有溢流管，溢流管的管口底端與進(jìn)氣管的進(jìn)氣口頂端處于同一水平面內(nèi)，溢流管伸入溢流杯內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種自動(dòng)啟膜式皂膜流量計(jì)，其特征在于，所述溢流管上連接有閥門。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動(dòng)啟膜式皂膜流量計(jì)，其特征在于，所述皂液管與皂膜回收杯之間通過橡膠軟管連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動(dòng)啟膜式皂膜流量計(jì)，其特征在于，所述皂液管管壁上、進(jìn)氣管的下方設(shè)有閥門。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動(dòng)啟膜式皂膜流量計(jì)，其特征在于，所述皂膜回收蓋的頂部設(shè)有出氣口，出氣口處連接流量控制管。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種自動(dòng)啟膜式皂膜流量計(jì)，其特征在于，所述流量控制管上連接有流量控制閥的一端。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種自動(dòng)啟膜式皂膜流量計(jì)，其特征在于，所述流量控制閥另一端連接有預(yù)留管。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動(dòng)啟膜式皂膜流量計(jì)，其特征在于，所述自動(dòng)啟膜式皂膜流量計(jì)配置有用于對(duì)皂液回收杯稱重的電子天平。
【文檔編號(hào)】G01F1/708GK203772334SQ201420158823
【公開日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年4月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月2日
【發(fā)明者】蔡勤, 塔依爾·斯拉甫力, 黃湘來, 梁芳, 洪潮, 朱銳 申請(qǐng)人:新疆維吾爾自治區(qū)計(jì)量測(cè)試研究院