[實(shí)用新型]一種自動(dòng)產(chǎn)泡的電子皂膜流量計(jì)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720115583.1
• 申請(qǐng)日: 2017-02-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN206430776U
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-08-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張輝;張奕琛;孔吉海;朱金琪;李丞侃;劉祖煜;吳林倬;金占財(cái);陸福祿;吳坤;王靖
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G01F11/08
• 分類號(hào): G01F11/08;G01F11/00
• 代理公司: 北京市廣友專利事務(wù)所有限責(zé)任公司11237
• 代理人: 張仲波

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及流量測(cè)定技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種自動(dòng)產(chǎn)泡的電子皂膜流量計(jì)。

背景技術(shù)

皂膜流量計(jì)是利用皂膜與皂膜之間的體積對(duì)氣體流量進(jìn)行計(jì)量的容積式流量計(jì)，需要準(zhǔn)確測(cè)量前后兩個(gè)皂膜的起始時(shí)間與終止時(shí)間，通常采用直接讀取刻度與手動(dòng)計(jì)時(shí)實(shí)現(xiàn)。電子皂膜流量計(jì)是在直讀式玻璃管皂膜流量計(jì)上安裝了成對(duì)光電傳感器而形成的一種能夠測(cè)量微小氣體流量的裝置，克服了由于人眼直接讀數(shù)、手掐秒表計(jì)時(shí)帶來(lái)誤差的缺陷，提高了測(cè)量精度，同時(shí)，簡(jiǎn)化了操作步驟，提高了測(cè)量效率。所測(cè)流量范圍為12～60L/min。廣泛應(yīng)用于教學(xué)科研、環(huán)境監(jiān)測(cè)、理化分析等領(lǐng)域。

皂膜流量計(jì)的誤差主要來(lái)自于測(cè)量與過(guò)程控制，電子皂膜流量計(jì)雖然實(shí)現(xiàn)了皂膜的自動(dòng)監(jiān)測(cè)，但在產(chǎn)泡的自動(dòng)控制方面仍然沒(méi)有任何改進(jìn)。例如：電子皂膜流量計(jì)仍需要人為擠壓下部的膠囊產(chǎn)泡，皂泡從膠囊內(nèi)擠出時(shí)會(huì)出現(xiàn)大量堆積現(xiàn)象，形成“團(tuán)簇”狀，而不是一層薄膜；皂管在使用前需取下潤(rùn)濕，潤(rùn)濕完畢再重新裝配，或者將膠囊取下進(jìn)行在位潤(rùn)濕，造成大量皂液滴漏，人工操作繁瑣；測(cè)量時(shí)橡膠囊容易滑離三叉管而漏液，被迫中斷產(chǎn)泡；在產(chǎn)泡過(guò)程中，由于操作者習(xí)慣差異，皂膜產(chǎn)生的頻率不同，導(dǎo)致皂管內(nèi)部潤(rùn)濕程度變化較大，皂膜上升過(guò)程受到的阻力變化明顯，影響流量測(cè)量值的準(zhǔn)確性。這些控制過(guò)程導(dǎo)致的誤差無(wú)法通過(guò)光電傳感器的測(cè)量解決。同時(shí)，作為一種科研與工程檢測(cè)工具，在數(shù)據(jù)采集、記錄與分析、信息共享等方面也需要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。因此，解決上述問(wèn)題的關(guān)鍵是如何實(shí)現(xiàn)持續(xù)穩(wěn)定產(chǎn)生皂膜，替代操作者擠壓橡膠囊的動(dòng)作。本實(shí)用新型裝置涉及一種自動(dòng)產(chǎn)泡的電子皂膜流量計(jì)。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種自動(dòng)產(chǎn)泡的電子皂膜流量計(jì)，該裝置具備電驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，能夠接收電信號(hào)進(jìn)行產(chǎn)泡過(guò)程的條件控制，利用機(jī)械結(jié)構(gòu)完成皂管內(nèi)液位的升降，從而實(shí)現(xiàn)弱電控制信號(hào)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、液位高低的連續(xù)操作過(guò)程，完成裝置的自動(dòng)化控制，彌補(bǔ)了現(xiàn)有光電傳感器只能進(jìn)行測(cè)量而不能實(shí)現(xiàn)控制的不足，為實(shí)驗(yàn)研究和工程應(yīng)用提供技術(shù)保障。

該流量計(jì)采用電磁機(jī)構(gòu)控制推拉桿的伸縮，通過(guò)調(diào)整推拉桿末端重錘與儲(chǔ)液管液面間的距離，基于阿基米德定律，合理調(diào)整皂管與儲(chǔ)液管間管路通道的流動(dòng)阻力，控制儲(chǔ)液管內(nèi)液位高度，實(shí)現(xiàn)皂管內(nèi)液位的緩慢升降，保證皂管內(nèi)液位在下降過(guò)程中的速度與成膜速度相匹配，從而形成均勻的皂膜。

該裝置包括皂管、皂管支持系統(tǒng)、光電傳感系統(tǒng)、液位升降系統(tǒng)和液位調(diào)節(jié)系統(tǒng)；

其中，皂管上端開(kāi)有出氣口，皂管下部側(cè)面開(kāi)有進(jìn)氣口；皂管支持系統(tǒng)包括立柱、底座、腳墊、上支架、下支架和托架，光電傳感系統(tǒng)包括光電傳感器發(fā)射端一、光電傳感器接收端一、光電傳感器發(fā)射端二和光電傳感器接收端二，立柱與底座相連，底座下部均勻分布四個(gè)腳墊，腳墊通過(guò)強(qiáng)力膠粘接在底座底部，上支架、下支架與托架分別采用帶有豎縫的穿孔與立柱相連，上支架、下支架和托架能夠上下滑動(dòng)，上支架上裝有光電傳感器發(fā)射端一和光電傳感器接收端一，下支架上裝有光電傳感器發(fā)射端二和光電傳感器接收端二，光電傳感器發(fā)射端一、光電傳感器接收端一、光電傳感器發(fā)射端二和光電傳感器接收端二通過(guò)強(qiáng)力膠粘接在上支架和下支架上，托架中間開(kāi)有圓孔，皂管底部細(xì)管插入圓孔，皂管上部粗大部分無(wú)法通過(guò)圓孔；

液位升降系統(tǒng)包括連通軟管、頂部插銷、推拉桿、彈簧、電磁線圈、底部插銷、重錘、儲(chǔ)液管、儲(chǔ)液管排液口和儲(chǔ)液管底板，連通軟管兩端分別連接皂管排液口與儲(chǔ)液管排液口，推拉桿與重錘采用螺紋連接，推拉桿上部和下部均開(kāi)有凹槽，用于插入頂部插銷和底部插銷，彈簧置于電磁線圈上端，彈簧上端和電磁線圈下端分別通過(guò)頂部插銷與底部插銷限制，不加電時(shí)，重錘自身重力壓縮彈簧收縮；加電時(shí)，推拉桿通過(guò)頂部插銷壓縮彈簧，推拉桿與重錘一起下移，重錘浸入儲(chǔ)液管內(nèi)皂液中，儲(chǔ)液管底板上開(kāi)有儲(chǔ)液管底板開(kāi)孔，儲(chǔ)液管排液口穿過(guò)儲(chǔ)液管底板開(kāi)孔，儲(chǔ)液管排液口外徑與儲(chǔ)液管底板開(kāi)孔內(nèi)徑采用強(qiáng)力膠粘接，儲(chǔ)液管底板與上部的儲(chǔ)液管通過(guò)強(qiáng)力膠粘接；

液位調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括筋板、磁鐵頂板、圓筒、磁鐵底板、圓柱磁鐵、L型支架、緊固螺釘和滑軌，筋板一側(cè)為曲面，與儲(chǔ)液管外徑相連，筋板另一側(cè)為平面，與磁鐵頂板相連，筋板底面與儲(chǔ)液管底板相連，圓柱磁鐵置于被圓筒、磁鐵頂板和磁鐵底板包圍的空腔中，磁鐵底板與滑軌通過(guò)強(qiáng)力膠粘接，L型支架底部通過(guò)緊固螺釘與底座相連，滑軌沿L型支架上下滑動(dòng)，通過(guò)圓柱磁鐵的磁力將滑軌與L型支架連接在一起，磁鐵底板、圓柱磁鐵、圓筒、磁鐵頂板、筋板和儲(chǔ)液管隨滑軌上下運(yùn)動(dòng)。

其中，立柱為下端帶外螺紋的碳鋼或不銹鋼圓棒，腳墊由橡膠或硅膠材料制成，重錘為聚四氟乙烯材料做成的圓柱體。