[發(fā)明專利]一種排水法測量氣體流量的裝置及方法

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• 申請日: 2022-03-15
• 公開（公告）號: CN114563049A
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發(fā)明（設計）人: 黃灃斌;柳迪;沈嘉城;徐秦;陳嘯
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G01F1/00
• 分類號: G01F1/00;G05D7/06
• 代理公司: 南京千語知識產權代理事務所(普通合伙) 32394
• 代理人: 祁文彥

1.一種排水法測量氣體流量的裝置，其特征在于，包括殼體(1)，殼體(1)的頂部設有進排水口(3)，進排水口(3)中設有能夠蓋合進排水口(3)的橡皮塞，殼體(1)中固定有第一隔板(13)，第一隔板(13)將殼體(1)分割為上下兩部分，包括位于第一隔板(13)下方的貯氣室(7)和位于第一隔板(13)上方的排水室；

殼體側壁位于貯氣室(7)的部分，其外側壁上沿豎直方向設有測量排水體積的刻度線；

第一隔板(13)上設有第一通孔，第一通孔中固定有排水管(14)，排水管(14)的上端和排水室連通，排水管(14)的下端延伸至靠近殼體(1)底板的一側，排水管(14)上設有第一閥門(9)，殼體(1)側壁上與第一閥門(9)相對應的位置上設有第二通孔，第一閥門(9)的操作手柄通過第二通孔伸出殼體(1)，且第一閥門(9)和第二通孔密封連接；

殼體(1)側壁上設有第三通孔，第三通孔位于第一隔板(13)的下方且靠近于第一隔板(13)，第三通孔中設有Y型管(2)，Y型管(2)的第一端口能夠和外部氣源的管道接通，外部氣源的管道上設有第二閥門(10)，Y型管(2)的第二端口能夠和用氣裝置的管道接通，用氣裝置的管道上設有第三閥門(12)，Y型管(2)的第三端口固定在第三通孔。

2.根據權利要求1所述的一種排水法測量氣體流量的裝置，其特征在于，第一隔板(13)遠離排水管(14)的一端向上彎折呈L型，第一隔板(13)的彎折部分和殼體(1)的側壁共同圍成貯氣室(7)的進氣區(qū)，設置Y型管(2)的第三通孔開設在殼體(1)側壁上處于進氣區(qū)的部分上。

3.根據權利要求2所述的一種排水法測量氣體流量的裝置，其特征在于，排水室中設有第二隔板(8)，將排水室分割為上下兩部分，包括位于第二隔板(8)上方的集水區(qū)(6)和位于第二隔板(8)與第一隔板(13)之間的貯水區(qū)(5)；

殼體(1)的外側壁上設有使貯水區(qū)(5)和集水區(qū)(6)連通的U型管(4)，U型管(4)的一個管口設置在殼體(1)側壁上處于貯水區(qū)(5)的部分上，U型管(4)的另一個管口設置在殼體(1)側壁上處于集水區(qū)(6)的部分上。

4.根據權利要求3所述的一種排水法測量氣體流量的裝置，其特征在于，第二隔板(8)由三個部分組成包括上隔板(81)、活動板(82)和下隔板；

上隔板(81)沿水平方向固定在殼體(1)的內側壁上，上隔板(81)上設有多個第四通孔，活動板(82)設置在上隔板(81)和下隔板之間，且活動板(82)的上下表面分別與上隔板(81)和下隔板接觸，活動板上和第四通孔相對的位置上均設有一個第五通孔，活動板(82)上設有轉軸，活動板(82)和轉軸均與殼體(1)同軸設置，轉軸的兩端分別轉動連接在上隔板(81)和下隔板上；

殼體(1)側壁上和活動板(82)相對應的位置上設有一個呈長條狀的第六通孔，第六通孔中設有手柄(83)，手柄(83)的一端和活動板連接，手柄(83)的另一端伸出第六通孔；

下隔板沿水平方向固定在殼體(1)的內側壁上，下隔板上與第四通孔相對的位置上均設有一個第七通孔；上隔板和下隔板將排水室分割為位于上隔板上方的集水區(qū)(6)和位于下隔板與第一隔板(13)之間的貯水區(qū)(5)；

第五通孔與第四通孔和第七通孔同軸設置時，集水區(qū)(6)和貯水區(qū)(5)連通；第五通孔完全偏離第四通孔和第七通孔時，集水區(qū)(6)和貯水區(qū)(5)阻隔。

5.根據權利要求4所述的一種排水法測量氣體流量的裝置，其特征在于，第二閥門(10)上設有用于測量閥門開度的刻度盤(11)。

6.根據權利要求5所述的一種排水法測量氣體流量的裝置，其特征在于，所述殼體(1)設置在底座上。

7.一種基于權利要求1所述排水法測量氣體流量的裝置的測量方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，使裝置的Y型管第一端口和外部氣源接通，使Y型管第二端口和用氣裝置接通，打開裝置的橡皮塞、第一閥門和第三閥門，通過裝置的進排水口向貯氣室中注水，水位高度不高于Y型管第三端口，讀出液面所處的刻度值，作為初始讀數；

步驟2，通過手柄轉動活動板，使集水區(qū)和貯水區(qū)之間不相通，關閉第三閥門，并打開第二閥門，并通過外部刻度盤讀取第二閥門打開程度，使外部氣源通過Y型管向貯氣室內注入不溶于水的氣體，氣體進入貯氣室后，使貯氣室的水通過排水管進入貯水區(qū)及集水區(qū)內；

步驟3，通氣一段時間后，關閉第二閥門，此時排水管的下端依然處于液面以下，讀取此時液面所處的刻度值，此時液面所指示的讀數和初始液位的讀數之間的差值，即為相應時間內氣體進入貯氣室的體積，該差值除以時間后所得到的數值即為相應閥門開度下氣體的流量值；如果該流量值未達到預定值，打開第三閥門的同時通過手柄使活動板轉動，使集水區(qū)和貯水區(qū)連通，使流出貯氣室的水回流至貯氣室中，然后讀出此時水流所處的刻度，作為初始讀數；然后關閉第三閥門，參考之前計算得到的氣體流量值，然后以一定開度打開第二閥門，然后重復上述操作得出相應的流量值，直至氣體的流量達到預定值，并讀取第二閥門的開度；

步驟4，當氣體的流量達到預定值時，關閉第一閥門，打開第三閥門，并以氣體流量達到預定值后所得的開度打開第二閥門，使外部氣源與用氣體裝置連通，使氣體以對應的流量值通過第二閥門進入用氣裝置中。