本發(fā)明屬于氣體測量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種分辨率可調(diào)的微量氣體流量計，適用于測量各類微量氣體的體積和流速。

背景技術(shù)：

當前，有很多重要的科研、生產(chǎn)活動需要對氣體尤其是微量氣體的體積進行測量。然而，氣體的體積相對于液體而言，受溫度和壓力的影響更大，并且更難精確測量。目前已有的氣體流量計，測量量程普遍較高，分辨率較低，并不適用于微量氣體體積的測量。少數(shù)幾款可以測量微量氣體體積的流量計，結(jié)構(gòu)設(shè)計過于復(fù)雜，不易維護且成本較高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有氣體流量計測量量程普遍較高，分辨率較低，結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問題。

為此，本發(fā)明提供了一種分辨率可調(diào)的微量氣體流量計，包括電磁閥體，U型管體和微機，所述U型管體內(nèi)裝有不溶解待測氣體的溶液，所述電磁閥體上設(shè)有電磁閥進氣口、電磁閥出氣口和電磁閥排氣口，所述電磁閥出氣口通過導(dǎo)管與U型管體進氣口連接，所述U型管體進氣口端側(cè)壁上設(shè)置有液面檢測機構(gòu)，所述液面檢測機構(gòu)位于U型管體內(nèi)溶液初始液面下方，所述U型管體出氣口端側(cè)壁上設(shè)置有氣泡計量機構(gòu)，所述U型管體底端內(nèi)部設(shè)置有氣泡產(chǎn)生口，所述電磁閥體、液面檢測機構(gòu)和氣泡計量器均與微機電連接。

進一步的，上述分辨率可調(diào)的微量氣體流量計還包括氣體緩沖室，所述氣體緩沖室出氣口連接電磁閥進氣口。

進一步的，所述液面檢測機構(gòu)為相對設(shè)置在U型管體側(cè)壁上的第二光發(fā)生器和第二光接收器；所述氣泡計量機構(gòu)為相對設(shè)置在U型管體側(cè)壁上的第三光發(fā)生器和第三光接收器，所述第二光接收器和第三光接收器與微機電連接。

進一步的，所述U型管體內(nèi)溶液初始液面處設(shè)置有第一光發(fā)生器和第一光接收器，所述第一光接收器與微機電連接。

進一步的，所述第二光發(fā)生器發(fā)射的光信號發(fā)生改變時，第二光接收器計量一個脈沖并將信號傳輸至微機，微機控制電磁閥出氣口4)關(guān)閉，打開電磁閥排氣口；所述第一光發(fā)生器發(fā)射的光信號發(fā)生改變時，第一光接收器計量一個脈沖并將信號傳輸至微機，微機控制電磁閥排氣口關(guān)閉，電磁閥出氣口開啟。

進一步的，所述U型管體進氣口和U型管體出氣口的口徑小于U型管體的管徑。

進一步的，所述氣泡產(chǎn)生口設(shè)置在U型管體底端靠近U型管體出氣口的一端,且氣泡產(chǎn)生口的口徑沿氣體運動方向逐漸減小。

進一步的，所述氣泡產(chǎn)生口產(chǎn)生的氣泡體積為0.03～1ml。

進一步的，所述U型管體進氣口處設(shè)置有壓力溫度傳感器，該壓力溫度傳感器與微機電連接。

進一步的，所述U型管體底部設(shè)置有支撐座。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：

(1)本發(fā)明提供的這種分辨率可調(diào)的微量氣體流量計的分辨率和量程可以根據(jù)實際需求進行自動調(diào)節(jié)，且測量精度高，操作簡單，使用方便。

(2)本發(fā)明提供的這種分辨率可調(diào)的微量氣體流量計通過微機進行自動測試并儲存數(shù)據(jù)，可連續(xù)長時間運行，測量效率高。

(3)本發(fā)明提供的這種分辨率可調(diào)的微量氣體流量計采用模塊化設(shè)計，易于更換受損的零部件，易于維護且成本低。

以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步詳細說明。

附圖說明

圖1是本發(fā)明示分辨率可調(diào)的微量氣體流量計的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標記說明：1、氣體緩沖室；2、電磁閥進氣口；3、電磁閥體；4、電磁閥出氣口；5、導(dǎo)管；6、U型管體進氣口；7、U型管體；8、壓力溫度傳感器；9、第一光發(fā)生器；10、第一光接收器；11、第二光發(fā)生器；12、第二光接收器；13、電磁閥排氣口；14、氣泡產(chǎn)生口；15、支撐座；16、氣泡；17、第三光發(fā)生器；18、第三光接收器；19、U型管體出氣口。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

如圖1所示，本實施例提供了一種分辨率可調(diào)的微量氣體流量計，包括電磁閥體3，U型管體7和微機(圖中未示出)，所述U型管體7內(nèi)裝有不溶解待測氣體的溶液，所述電磁閥體3上設(shè)有電磁閥進氣口2、電磁閥出氣口4和電磁閥排氣口13，所述電磁閥出氣口4通過導(dǎo)管5與U型管體進氣口6連接，所述U型管體進氣口6端側(cè)壁上設(shè)置有液面檢測機構(gòu)，所述液面檢測機構(gòu)位于U型管體7內(nèi)溶液初始液面下方，所述U型管體出氣口19端側(cè)壁上設(shè)置有氣泡計量機構(gòu)，所述U型管體7底端內(nèi)部設(shè)置有氣泡產(chǎn)生口14，所述電磁閥體3、液面檢測機構(gòu)和氣泡計量器均與微機電連接。

其中，所述U型管體7內(nèi)盛裝的溶液的物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不易揮發(fā)，幾乎不溶解任何氣體。所述液面檢測機構(gòu)為相對設(shè)置在U型管體7側(cè)壁上的第二光發(fā)生器11和第二光接收器12；所述氣泡計量機構(gòu)為相對設(shè)置在U型管體7側(cè)壁上的第三光發(fā)生器17和第三光接收器18，所述第二光接收器12和第三光接收器18與微機電連接。

采用上述分辨率可調(diào)的微量氣體流量計進行氣體流量測量時，可采用下面兩種測量方法。

一種實施例方式，首先，將電磁閥體3的電磁閥進氣口2和電磁閥出氣口4開啟，電磁閥排氣口13關(guān)閉，U型管體7內(nèi)兩側(cè)溶液液面相平齊；然后，將待測氣體連接電磁閥進氣口2，待測氣體經(jīng)過電磁閥出氣口4沿U型管體進氣口6進入U型管體7內(nèi)后，U型管體7內(nèi)的液面發(fā)生變化，U型管體進氣口6端液面下降，U型管體出氣口19端液面上升，當U型管體進氣口6端液面降低到第二光發(fā)生器11處時，第二光發(fā)生器11發(fā)射的光信號(如光透射率)發(fā)生改變，此時第二光接收器12會計量一個脈沖并反饋給微機，微機控制電磁閥出氣口4關(guān)閉，打開電磁閥排氣口13，U型管體7內(nèi)氣體通過電磁閥排氣口13排出釋放，U型管體進氣口6端液面回升至初始液面，此時微機控制電磁閥排氣口13關(guān)閉，電磁閥出氣口4開啟，氣體又通過U型管體進氣口6進入U型管體7內(nèi)；如此周而復(fù)始，由于初始液面到第二光發(fā)生器11之間的溶液體積是可以調(diào)控并且已知的，再通過微機計量的光脈沖數(shù)量，便可以獲得待測氣體的體積或流速。而此實施方式中該分辨率可調(diào)的微量氣體流量計的分辨率即為U型管體7內(nèi)溶液初始液面與第二光發(fā)生器11之間溶液的體積，一般設(shè)在1～10mL之間，可以通過調(diào)節(jié)U型管體7內(nèi)溶液初始液面與第二光發(fā)生器11之間的距離加以控制。

進一步的，為了精確U型管體7內(nèi)溶液液面回升至初始液面的時間點，以便精確控制電磁閥出氣口4和電磁閥排氣口13的開閉，所述U型管體7內(nèi)溶液初始液面處設(shè)置有第一光發(fā)生器9和第一光接收器10，所述第一光接收器10與微機電連接，第一光發(fā)生器9和第一光接收器10同一水平面相對設(shè)置。當U型管體7內(nèi)氣體釋放，U型管體7內(nèi)溶液液面回升恢復(fù)至初始液面(即第一光發(fā)生器9處)時，第一光發(fā)生器9發(fā)射的光信號(如光透射率)發(fā)生改變，此時與第一光發(fā)生器9相配套的第一光接收器10會計量一個脈沖并反饋給微機，進而微機控制電磁閥排氣口13關(guān)閉，電磁閥出氣口4開啟。

另一種實施方式，將電磁閥體3的電磁閥進氣口2和電磁閥出氣口4始終開啟，電磁閥排氣口13始終關(guān)閉，待測氣體連接電磁閥進氣口2，待測氣體經(jīng)過電磁閥出氣口4沿U型管體進氣口6進入U型管體7內(nèi)，當U型管體7內(nèi)溶液被氣體壓縮至氣泡產(chǎn)生口14時，會產(chǎn)生氣泡16，當氣泡16上升通過第三光發(fā)生器17發(fā)射的光路時，第三光接收器18會檢測到光信號(如光透射率)發(fā)生改變，從而會計量一個脈沖并反饋給微機。而氣泡16的大小可以通過氣泡產(chǎn)生口14的加工尺寸和位置加以控制并固定，再結(jié)合第三光接收器18計量的脈沖數(shù)，便可獲得待測氣體的體積和流速。而此實施方式中該分辨率可調(diào)的微量氣體流量計的分辨率即是氣泡16的大小，可以通過氣泡產(chǎn)生口14的尺寸和位置加工加以控制，一般將氣泡16體積控制在0.03～1ml。

進一步的，由于氣泡16的體積是在一定的溫度和壓力條件下標定的，因此可在U型管體7內(nèi)設(shè)置壓力溫度傳感器8，壓力溫度傳感器8將獲得的溫度和壓力傳遞給微機并實時校準氣體體積。

為了使得氣泡產(chǎn)生口14產(chǎn)生的氣泡能順利的通過第三光發(fā)生器17，所述氣泡產(chǎn)生口14設(shè)置在U型管體7底端靠近U型管體出氣口19的一端，且氣泡產(chǎn)生口14的口徑沿氣體運動方向逐漸減小，氣泡16產(chǎn)生后能在U型管體出氣口19一端豎直管內(nèi)豎直上升，保證產(chǎn)生的氣泡16不會碰觸到U型管體7的側(cè)壁，氣泡16的大小可通過氣泡產(chǎn)生口14的口徑大小來調(diào)節(jié)。

對于不同產(chǎn)氣速率的待測體系，可以通過微機加以選擇上述兩種測量模式并準確測量。

另外，為了保證U型管體7內(nèi)氣壓的穩(wěn)定，該分辨率可調(diào)的微量氣體流量計還包括氣體緩沖室1，所述氣體緩沖室1的出氣口連接電磁閥進氣口2，待測氣體在進入U型管體7之前在氣體緩沖室1進行緩沖。進一步的，將所述U型管體進氣口6和U型管體出氣口19的口徑小于U型管體7的管徑，通過U型管體7管徑變化提高其進氣和出氣的氣壓穩(wěn)定性，從而提高該分辨率可調(diào)的微量氣體流量計的測量精度。

而為了保證該分辨率可調(diào)的微量氣體流量計持久測量的準確性，所述U型管體7底部設(shè)置有支撐座15，將U型管體7固定在支撐座15上可有效避免U型管體7內(nèi)溶液的晃動而影響其內(nèi)部氣壓的穩(wěn)定。為了對待測氣體進行回收，將所述U型管體出氣口19和電磁閥排氣口13均外接氣體回收裝置，避免氣體的浪費。

綜上所述，本發(fā)明提供的這種分辨率可調(diào)的微量氣體流量計的測量精度高，分辨率和量程可以根據(jù)實際需求進行自動調(diào)節(jié)，且通過微機自動控制測量并存儲數(shù)據(jù)，，可連續(xù)長時間運行。

以上例舉僅僅是對本發(fā)明的舉例說明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的保護范圍的限制，凡是與本發(fā)明相同或相似的設(shè)計均屬于本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。