一種能自動控制液位的液氣轉(zhuǎn)換型壓力傳遞裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及實驗量測領(lǐng)域，具體涉及一種能自動控制液位的液氣轉(zhuǎn)換型壓力傳遞裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]水力學(xué)及流體力學(xué)是工科院校許多專業(yè)的一門主要專業(yè)基礎(chǔ)課?，F(xiàn)代水力學(xué)是建立在實驗、理論、計算三大支柱上的，因此，實驗是教學(xué)環(huán)節(jié)中不可或缺的內(nèi)容。
[0003]實驗室管道水流經(jīng)常需要測量管道水流壓力，而所測水壓值往往為低壓或微壓，比如常為0.1-80厘米水柱(低于1KPa)。這種像水這樣液體的低壓或微壓測量，傳遞給傳感器的壓力傳送介質(zhì)，傳統(tǒng)上全程都采用工作液體，它的傳遞誤差很大，測量精度很低，甚至達到10%以上。
[0004]以實驗水管流動為例，因傳感器測壓端與水體測壓點是用細(xì)水管直接相連通，則傳感器所接收到的壓力是通過水體傳送的，由于傳感器的測壓芯片與測壓嘴之間尚有一小段密閉通道，連通管中的有壓水柱只能流到傳感器測壓嘴的嘴口附近，顯然水與壓力芯片之間有空氣阻隔，壓力水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，這樣，在液氣交界面上就會產(chǎn)生很大的表面張力，其值可達到1-5厘米水柱，甚至更大，使壓力測量誤差達10%以上。同時，在連通管上常有氣泡或氣柱直流，會造成壓力傳遞誤差，要求連通管進行排水排氣，而這種操作往往需要將傳感器一端的連通管拔下，讓連通管中的氣泡隨水流流走，這種過程叫排氣。傳統(tǒng)的排氣操作很麻煩。如何方便排氣操作，克服排氣中的誤差，克服液體管流這一低壓或微壓的測量誤差，是實驗室測量技術(shù)需要解決的問題。
[0005]隨著現(xiàn)代量測技術(shù)的發(fā)展，其他各行業(yè)領(lǐng)域的實驗儀器在現(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)類實驗教學(xué)儀器。而對于流體力學(xué)的教學(xué)實驗儀器想要實現(xiàn)全面的數(shù)字化量測和控制，甚至將來實現(xiàn)面向MOOC的網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程實驗，第一步要解決的就是如何實現(xiàn)壓力檢測裝置的自動控制與精確測量。本實用新型就是針對這一難題而開發(fā)。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]本實用新型的目的是提供一種能自動控制液位的液氣轉(zhuǎn)換型壓力傳遞裝置，結(jié)合電極控制液氣轉(zhuǎn)化筒中的液位，在筒內(nèi)設(shè)置了電極，可由電極的設(shè)置位置來自動控制相應(yīng)筒內(nèi)水位的高度。
[0007]一種能自動控制液位的液氣轉(zhuǎn)換型壓力傳遞裝置，包括:
[0008]帶電極的液氣轉(zhuǎn)化筒，所述的液氣轉(zhuǎn)化筒上設(shè)有進水口，所述的液氣轉(zhuǎn)化筒的頂部設(shè)有氣嘴；
[0009]通過導(dǎo)管與所述氣嘴連接的閥門；
[0010]與所述氣嘴連通的壓力傳感器；
[0011]以及，與所述電極連接的繼電器，該繼電器與所述閥門電連接。
[0012]本實用新型中，液氣轉(zhuǎn)化筒下部為壓力水，上部為壓力空氣，測壓端的壓力經(jīng)水體傳遞到液氣轉(zhuǎn)化筒的下部水體，并作用于筒上部的壓力空氣，實現(xiàn)測點壓力在傳送到壓力傳感器過程中的水氣介質(zhì)轉(zhuǎn)換。筒內(nèi)的水位需要調(diào)節(jié)與控制。使用時，將測壓端與液氣轉(zhuǎn)化筒的進水口連接，從液氣轉(zhuǎn)化筒的進水口進水，閥門處于打開狀態(tài)，液氣轉(zhuǎn)化筒的液位會慢慢上升，液氣轉(zhuǎn)化筒帶電極，到水位沒過電極，電極以水為導(dǎo)體，處于通路，從而啟動繼電器，繼電器控制閥門關(guān)閉，從而使得氣嘴內(nèi)不再有氣體排出，使得壓力升高，當(dāng)液氣轉(zhuǎn)化筒內(nèi)的氣體壓力與水壓相等時，水位維持恒定。因此，可由電極的設(shè)置位置來自動控制相應(yīng)筒內(nèi)水位的高度。
[0013]作為優(yōu)選，所述的電極為一對，設(shè)置在所述液氣轉(zhuǎn)化筒上，高于所述液氣轉(zhuǎn)化筒的進水口，該對電極根據(jù)需要設(shè)置在不同的高度。
[0014]進一步優(yōu)選，所述的電極設(shè)置在所述液氣轉(zhuǎn)化筒的側(cè)壁中部。
[0015]作為優(yōu)選，所述的進水口設(shè)在所述液氣轉(zhuǎn)化筒的側(cè)壁上，該進水口用于與測壓點的水體相連通，用于進水。
[0016]進一步優(yōu)選，所述的進水口設(shè)在所述液氣轉(zhuǎn)化筒的側(cè)壁底部上。
[0017]作為優(yōu)選，所述的閥門為電控氣閥，該電控氣閥通過所述導(dǎo)管與所述氣嘴連接。如具體可采用電控二通氣閥或電控三通氣閥，電控二通氣閥或電控三通氣閥通過所述導(dǎo)管與所述氣嘴連接。電控二通氣閥或電控三通氣閥由繼電器電控，繼電器由水位沒過電極后觸發(fā)，觸發(fā)后，繼電器控制電控二通氣閥關(guān)閉。
[0018]作為優(yōu)選，所述的導(dǎo)管上設(shè)有三通，該三通中一路與所述氣嘴連接，一路與所述閥門連接，還有一路與所述壓力傳感器連接。
[0019]進一步優(yōu)選，所述的三通中的一路通過壓力傳遞氣管與所述壓力傳感器連接。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有如下優(yōu)點:
[0021]本實用新型的特點在于在筒內(nèi)設(shè)置了電極，可由電極的設(shè)置位置來自動控制相應(yīng)筒內(nèi)水位的高度。本實用新型能自動控制液位的液氣轉(zhuǎn)換型壓力傳遞裝置，結(jié)構(gòu)與電路簡單，制作方便，自動控制可靠。
[0022]本實用新型能自動控制液位的液氣轉(zhuǎn)換型壓力傳遞裝置，克服了液體直接作用于壓力傳感器所產(chǎn)生的表面張力誤差，使低壓測量精度可由10%提高到1%以上，提高了所測壓差的穩(wěn)定度，以及避免了壓力傳感器受液體腐蝕而提高了使用壽命。
[0023]本實用新型能自動控制液位的液氣轉(zhuǎn)換型壓力傳遞裝置，特別適用于壓力或流量自動采集，自動控制，自動操作的系統(tǒng)中。本實用新型填補了已有壓力傳遞介質(zhì)的液氣轉(zhuǎn)換裝置在自動控制領(lǐng)域中應(yīng)用的空白。
【附圖說明】
[0024]圖1為本實用新型能自動控制液位的液氣轉(zhuǎn)換型壓力傳遞裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2為本實用新型中電極、繼電器和閥門控制電路原理圖；
[0026]其中，I為氣嘴，2為液氣轉(zhuǎn)化筒，3為電極，4為進水口，5為三通，7為壓力傳遞氣管，8為繼電器，9為壓力傳感器。
【具體實施方式】
[0027]如圖1、圖2所示，為本實用新型能自動控制液位的液氣轉(zhuǎn)換型壓力傳遞裝置，包括:帶電極3的液氣轉(zhuǎn)化筒2，液氣轉(zhuǎn)化筒2上設(shè)有進水口 4，液氣轉(zhuǎn)化筒2的頂部設(shè)有氣嘴
I;通過導(dǎo)管與氣嘴I連接的閥門6 ;與氣嘴I連通的壓力傳感器9 ;以及，與電極3連接的繼電器8，該繼電器8與閥門6電連接。
[0028]電極3為一對，設(shè)置在液氣轉(zhuǎn)化筒2的側(cè)壁中部，高于液氣轉(zhuǎn)化筒2的進水口 4，該對電極3根據(jù)需要設(shè)置在不同的高度，圖中設(shè)置在液氣轉(zhuǎn)化筒2的中部。
[0029]進水口 4設(shè)在液氣轉(zhuǎn)化筒2的底部側(cè)壁上，該進水口 2用于與測壓點的水體相連通，用于進水。
[0030]閥門6為電控二通氣閥或電控三通氣閥，具體采用常閉型電控二通氣閥，電控二通氣閥通過導(dǎo)管與氣嘴I連接。電控二通氣閥由繼電器8電控，繼電器8由水位沒過電極3后觸發(fā)，觸發(fā)后，繼電器8控制電控二通氣閥關(guān)閉。
[0031]導(dǎo)管上設(shè)有三通5，該三通5中一路與氣嘴I連接，一路與閥門6連接，還有一路通過壓力傳遞氣管7與壓力傳感器9連接。
[0032]本實用新型能自動控制液位的液氣轉(zhuǎn)換型壓力傳遞裝置具有帶電極3的液氣轉(zhuǎn)化筒2，筒上部設(shè)有氣嘴I，與電控二通氣閥常閉端相連通，并行通過三通5接壓力傳遞氣管7再連接到壓力傳感器9的測壓端；下部設(shè)有進水口 4，與測壓點的水體相連通。當(dāng)筒內(nèi)液位低于電極3以下時，電極開路不觸發(fā)圖2中的繼電器8，常閉電控二通氣閥(即閥門中的具體一種)處于通電開啟狀態(tài)，液氣轉(zhuǎn)化筒2內(nèi)的空氣與大氣相通，此時，測壓點的有壓水經(jīng)進水口 4流入筒內(nèi)，使筒內(nèi)液位自動提高。這個過程是壓力測量中連通水管的一個排氣過程，是必須要有的。一旦水位提高到電極3浸水，電極導(dǎo)通，觸發(fā)繼電器8，切斷電控二通氣閥電源，常閉電控二通氣閥斷電，其氣路關(guān)閉，筒內(nèi)空氣處于與大氣不通的密封狀態(tài)，于是經(jīng)進水口 4流入筒內(nèi)的水流受阻，水位即穩(wěn)定于電極位置的高度上。由于該轉(zhuǎn)換裝置所測的水壓通常為低于1kPa低壓或微壓。所以在壓力變化過程中，因筒內(nèi)空氣受水壓的大小作用所引起的液位變化是微弱的(小于1% )，而且是隨壓力大小線性相關(guān)的，可以在水壓與電壓轉(zhuǎn)換的后處理時，予以精確補償。因而本實用新型的一種能自動控制水位的液氣轉(zhuǎn)換型壓力傳遞裝置完全替代了手動放氣螺絲的液位控制操作，實現(xiàn)了轉(zhuǎn)換筒內(nèi)的水位自動調(diào)節(jié)與控制。
【主權(quán)項】
1.一種能自動控制液位的液氣轉(zhuǎn)換型壓力傳遞裝置，其特征在于，包括: 帶電極的液氣轉(zhuǎn)化筒，所述的液氣轉(zhuǎn)化筒上設(shè)有進水口，所述的液氣轉(zhuǎn)化筒的頂部設(shè)有氣嘴； 通過導(dǎo)管與所述氣嘴連接的閥門； 與所述氣嘴連通的壓力傳感器； 以及，與所述電極連接的繼電器，該繼電器與所述閥門電連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能自動控制液位的液氣轉(zhuǎn)換型壓力傳遞裝置，其特征在于，所述的電極為一對，設(shè)置在所述液氣轉(zhuǎn)化筒上，高于所述液氣轉(zhuǎn)化筒的進水口。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的能自動控制液位的液氣轉(zhuǎn)換型壓力傳遞裝置，其特征在于，所述的電極設(shè)置在所述液氣轉(zhuǎn)化筒的側(cè)壁中部。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能自動控制液位的液氣轉(zhuǎn)換型壓力傳遞裝置，其特征在于，所述的進水口設(shè)在所述液氣轉(zhuǎn)化筒的側(cè)壁上。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的能自動控制液位的液氣轉(zhuǎn)換型壓力傳遞裝置，其特征在于，所述的進水口設(shè)在所述液氣轉(zhuǎn)化筒的側(cè)壁底部上。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能自動控制液位的液氣轉(zhuǎn)換型壓力傳遞裝置，其特征在于，所述的閥門為電控氣閥，該電控氣閥通過所述導(dǎo)管與所述氣嘴連接。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能自動控制液位的液氣轉(zhuǎn)換型壓力傳遞裝置，其特征在于，所述的導(dǎo)管上設(shè)有三通，該三通中一路與所述氣嘴連接，一路與所述閥門連接，還有一路與所述壓力傳感器連接。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的能自動控制液位的液氣轉(zhuǎn)換型壓力傳遞裝置，其特征在于，所述的三通中的一路通過壓力傳遞氣管與所述壓力傳感器連接。
【專利摘要】本實用新型公開了一種能自動控制液位的液氣轉(zhuǎn)換型壓力傳遞裝置，包括：帶電極的液氣轉(zhuǎn)化筒，所述的液氣轉(zhuǎn)化筒上設(shè)有進水口，所述的液氣轉(zhuǎn)化筒的頂部設(shè)有氣嘴；通過導(dǎo)管與所述氣嘴連接的閥門；與所述氣嘴連通的壓力傳感器；以及，與所述電極連接的繼電器，該繼電器與所述閥門電連接。本實用新型的特點在于在筒內(nèi)設(shè)置了電極，可由電極的設(shè)置位置來自動控制相應(yīng)筒內(nèi)水位的高度。本實用新型能自動控制液位的液氣轉(zhuǎn)換型壓力傳遞裝置，結(jié)構(gòu)與電路簡單，制作方便，自動控制可靠。本實用新型特別適用于壓力或流量自動采集，自動控制，自動操作的系統(tǒng)中。本實用新型填補了已有壓力傳遞介質(zhì)的液氣轉(zhuǎn)換裝置在自動控制領(lǐng)域中應(yīng)用的空白。
【IPC分類】G05D9/12
【公開號】CN204679873
【申請?zhí)枴緾N201520191373
【發(fā)明人】毛欣煒, 毛根海
【申請人】浙江大學(xué), 杭州源流科技有限公司
【公開日】2015年9月30日
【申請日】2015年3月31日