[發明專利]一種U型管壓力計及其壓力測量方法

有效

• 申請號: 201110116085.6
• 申請日: 2011-05-06
• 公開（公告）號: CN102252797A
• 公開（公告）日: 2011-11-23
• 發明（設計）人: 孟忠偉;黃海波;彭憶強;曾東建;王永忠
• 申請（專利權）人: 西華大學
• 主分類號: G01L7/18
• 分類號: G01L7/18
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責任公司 51200
• 代理人: 舒啟龍

技術領域

本發明屬于壓力測量裝置及方法，具體涉及一種用于高壓氣體壓力測量的U型管壓力計及其測量方法。?

背景技術

U型管壓力計以結構簡單、堅固耐用、價格低廉、高靈敏度和高精度等優點，在工業生產、科研等領域中得到非常廣泛的應用。但目前普通的U型管壓力計在使用過程中存在的問題有：1、由于需要對高壓側液柱和低壓側液柱高度都需要進行讀數，因此使用時液柱高度差一般都在1m左右；若需要測量20kPa以上的壓力，以水作為測壓介質時，液柱高度差在2m以上，人工讀取兩端液面高度值極其不方便；若只讀取一端液面高度，由于生產加工的原因，U型管兩端管徑不均勻將導致較大的測量誤差；若將測壓介質改為比水密度大的液體，如四氯化碳、三溴甲烷、水銀等降低測壓時液柱高度差，但由于這些介質具有毒性，通常不推薦使用，或需進行特殊保護處理造成價格昂貴；2、目前普通U型管壓力計測壓介質的加入通常是從頂部加入，十分不方便，且容易產生氣泡甚至局部氣柱帶來測量誤差；3、普通U型管壓力計使用時若被測壓力超過量程，U型管內測壓介質將從低壓測口噴出進入被測系統，造成不必要的損壞或損失。?

發明內容

本發明的目的是提供一種新型的U型管壓力計，以在保證測量精度的前提下，當液柱高度高度差在2m以上時無需讀取兩端液面高度值就可獲得被測壓力；無需從U型管頂部加注測壓介質，避免氣泡和局部氣柱的產生；避免被測壓力超過U型管量程時，測壓介質進入被測系統造成不必要的損壞或損失。?

本發明的目的是這樣實現的：一種新型U型管壓力計，包括豎向安裝的U型管，U型管的底部經三通與加液管連接，加液管由豎直向下段和水平段以及豎直向上段順次連接組成，加液管的豎直向上段頂部與加液罐連通，加液罐內裝滿測壓介質并經蓋子密封，U型管的右管段向水平方向延伸后再沿豎直向下方向延伸而伸入過壓溢水保護罐內，低壓側口管伸入經加蓋子密封的過壓溢水保護罐內；?U型管的左管段與豎向的高壓側口管以及水平連接管內端連通，且三者的交接處設置有第1三通閥，水平連接管外端與水平放空管以及豎向設置的活塞量氣筒連通，三者的交接處設置有第2三通閥；U型管的左管段上標識有體積刻度。?

上述U型管的左右管段之間還設置有用作讀取液柱高度的標尺。?

上述加液罐的容積為U型管內液體體積的1～5倍。?

上述過壓溢水保護罐的容積為U型管內液體體積的1～5倍。?

上述U型管為硬質耐壓透明管，管內徑尺寸為3mm～20mm。?

本發明的另一目的是提供一種U型管壓力計的壓力測量方法。?

本發明的另一目的是這樣實現的：一種U型管壓力計的壓力測量方法，包括以下步驟：測量高壓氣體壓力時，首先讀取U型管內液面位置對應處的體積讀數V_U2和活塞式量氣筒測量前的體積讀數V_H1，測量時調節活塞式量氣筒的活塞位置使得U型管內的液面位置回到初始高度，其對應位置的體積讀數為V_U1，然后讀取活塞式量氣筒的體積讀數V_H2，計算公式如下：?

式中：P_測為測量的高壓氣體壓力，P₀為大氣壓力，取為101325Pa；V_U0為U型管內高壓測口管段體積0刻度處至第1三通閥的管內體積，mL；V_U2為測壓時U型管內高壓側液面對應的體積讀數，mL；V_U1為U型管高壓側液面初始位置即常壓狀態對應的體積讀數，mL；V_H1為活塞式量氣筒測量前體積讀數，mL，設定為0mL；V_H2為活塞式量氣筒測量后體積讀數，mL；式中V_U0為未知參數，它是通過3組以上的壓力測量數據進行標定后求取的平均值，該壓力測量數據用標尺直接讀取液柱高度差獲得。?

測量結束后，控制第2三通閥，將量氣筒內氣體全部排出，以備下次測量使用。?

上述加液罐工作情況下罐內加滿測壓介質，防止測壓時加U型管內液面產生跳動；加液時，旋開加液罐頂部蓋子直接加注測壓介質。?

當過壓溢水保護罐內測壓介質收集到一定程度后旋開蓋子倒出罐內液體，保證過壓溢水保護罐的正常工作。?

與現有普通U型管壓力計相比，本發明的有益效果是：?

1、測量方法巧妙新穎：將測量壓力轉化為測量體積，方便測量并提高測量效率，無需讀取兩端液面高度值就可獲得被測壓力。?