一种带液位控制的压力测定装置、组合装置及其方法
【技术领域】
[0001]本发明属于实验测量仪器领域，具体涉及一种带液位控制的压力测定装置、组合装置及其方法。
【背景技术】
[0002]水力学及流体力学是工科院校许多专业的一门主要专业基础课程。现代水力学是建立在实验、理论、计算三大支柱上的，实验是教学环节中不可或缺的内容。其中压力测定在流体力学的实验中又是必不可少的一部分，流体力学中的水压及气压的数据对于这门课程的学习亦或是实验都是举足轻重的，且对于实验中所测得的数据是可以广泛应用于日常生活中的。在水力学实验中需要通过压力测定装置，实现流体中固定点的压力测量。所以压力测定装置是流体力学中重要教学设备之一。
[0003]传统的压力测定装置存在着一定弊端:往装置内加液困难，或者液位高程无法精确控制，致使与压力测定装置连接的测压计，尤其是电测压计数据不稳定，每次测量，必须先进行压力调零补偿，但每次因为液位不同，所需压力调零补偿值也不尽相同，导致工作量呈数量级增加，且因为不稳定，压力计所测得数据也不可靠，尤其在一些需要精密测量的领域，急需设备一款液位稳定，压力调零补偿固定的压力测定装置，来保证数据稳定可靠。
【发明内容】
[0004]本发明的目的解决现有技术中存在的问题，并提供一种带液位控制的压力测定装置、组合装置及其方法。具体技术方案如下:
[0005]带液位控制的压力测定装置包括密闭压力筒、进液口、第一通孔、电极、第二通孔和电磁阀；密闭压力筒上部设有一对电极，电极伸入密闭压力筒内部且底部高度相同，密闭压力筒侧壁上开设第一通孔和第二通孔，第一通孔和第二通孔高于电极底部;密闭压力筒下部设置有进液口；第一通孔与气压测定装置密闭相连，第二通孔由电磁阀控制开闭；电磁阀由电极控制启动。
[0006]作为优选，所述的密闭压力筒上部还开设有第三通孔，第三通孔通过管路与气栗相连。
[0007]作为优选，所述的管路上设有止流阀。
[0008]作为优选，所述的进液口设置于密闭压力筒侧壁底部。
[0009]作为优选，所述的电磁阀是常开型电磁阀。
[0010]作为优选，所述的一对电极中，一电极与供电电源一端相连，另一电极通过电磁阀后与供电电源另一端相连，形成以电极为开关的控制电路。
[0011]作为优选，所述的电极由金属导体制成。
[0012]基于上述带液位控制的压力测定装置，本发明的另一目的在于提供一种带液位控制的压力测定组合装置，它具有多个上述的装置，不同装置的结构相同，且并排设置与底座上。
[0013]一种使用所述装置的压力测定方法，步骤为:首先用连软管将进液口与压力待测点连接，第一通孔与测压计连接，此时保持电磁阀打开，压力待测点的液体通过进液口进入密闭压力筒，压力筒内液位在水压作用下上升至电极底部；电极与电磁阀联动工作，电极遇水通电工作，关闭电磁阀，液位稳定在电极底部位置，且压力待测点的水压转换为腔室上部的气体的气压，通过与第一通孔连接的测压计，测得或换算得到压力待测点的压力值。
[0014]本发明相对于现有技术的优点在于，
[0015]I)一改以往使用传统的压力测定装置的做法，巧妙利用液体自身压力，利用关闭泄压孔，轻松充液。操作简便直观，数值精确恒定，适合于现代教学及科研的要求；
[0016]2)运用了电极来控制水位，确保液位稳定控制，在测量当中压力调零补偿值固定，省去了电测仪调零的繁琐步骤；
[0017]3)可以运用气栗便捷地实现排液；
[0018]4)此压力测定装置添加了单向止流阀，当装置漏气时有效防止液体外流；
[0019]5)压力测定装置可根据实验设备的不同相应增加或者减少探测口。
【附图说明】
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[0020]图1是一种带液位控制的压力测定装置结构示意图；
[0021]图2是一种带液位控制的压力测定组合装置结构示意图。
[0022]图中:底座1、密闭压力筒2、进液口3、第一通孔4、电极5、第二通孔6、电磁阀7、第三通孔8、止流阀9和气栗1。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图对本发明做进一步阐述和说明。本发明中各个实施方式的技术特征在没有相互冲突的前提下，均可进行相应组合。
[0024]如图1所示，一种带液位控制的压力测定装置，包括底座1、密闭压力筒2、进液口3、第一通孔4、电极5、第二通孔6和电磁阀7。密闭压力筒2呈圆筒状，并设置于底座I上。筒体顶部固定有一对电极5，电极5—端位于筒体外侧，另一端伸入密闭压力筒2内部。两根电极2之间底部位于筒体内部的高度相同，电极5由金属导体制成，底部接触水面后，能形成通路，由此控制电磁阀7。密闭压力筒2侧壁上开设第一通孔4和第二通孔6。第一通孔4作为气压测定孔，第二通孔6作为排气孔。第一通孔4和第二通孔6高度均高于电极5底部;密闭压力筒2侧壁最下方设置有进液口 3。第一通孔4与气压测定装置相连，且管路密闭。第二通孔6上密闭连接有管道，管道上设置电磁阀7。电磁阀7由电极5控制启动。具体连接方式为一对电极5中，一电极与供电电源一端相连，另一电极通过电磁阀7后与供电电源另一端相连，形成以电极5为开关的控制电路。电磁阀7与电极5的联动也可通过其他方式实现，如添加单片机等控制器或设置控制电路等。
[0025]本实施方式中，为了实现使用完毕后的排液方便，在密闭压力筒2上部还开设有第三通孔8，第三通孔8通过管路与气栗10相连。实验完毕后，可通过气栗10进行加压，排除筒体内的液体。而为了防止当装置漏气时有效防止液体外流，该管路上设有单向的止流阀9。止流阀9仅供气体进入筒体，但能阻止液体回流进入气栗10。
[0026]电磁阀7是常开型电磁阀。液体未升至电极5底部时，电路不连通，电磁阀7打开，筒体内气体从第二通孔6排出。而当液体接触电极5底部时，电磁阀7关闭，气体便无法排出，筒体内气压增大，从而可从气压测量装置中读取该数值。
[0027]一种使用所述装置的压力测定方法，步骤为:首先用连软管将进液口(3)与压力待测点连接，第一通孔(4)与测压计连接，此时保持电磁阀(7)打开，压力待测点的液体通过进液口(3)进入密闭压力筒(2)，压力筒内液位在水压作用下上升至电极(5)底部；电极(5)与电磁阀(7)联动工作，电极(5)遇水通电工作，关闭电磁阀(7)，液位稳定在电极(5)底部位置，且压力待测点的水压转换为腔室上部的气体的气压，通过与第一通孔(4)连接的测压计，测得或换算得到压力待测点的压力值。当压力测定装置完成测定过程后，打开气栗10，电磁阀7与气栗10联动工作，此时电磁阀7打开，利用气栗10对密闭压力筒加压，液体从进液口 3排出。
[0028]上述装置为单独用于测量压力的情况，而面对需要测量多个点位压力时，可以将上述带液位控制的压力测定装置进行组合，成为一种带液位控制的压力测定组合装置。该装置中，可在底座I上并排设置上述所说的多个单独压力测定装置。但需保证不同装置的结构相同。将多个装置的进液口3分别连接待测点，可用于测量不同点位的相对压差。将连接关系进行其他组合，也可实现更多功能。
【主权项】
1.一种带液位控制的压力测定装置，其特征在于，包括密闭压力筒(2)、进液口(3)、第一通孔(4)、电极(5)、第二通孔(6)和电磁阀(7);密闭压力筒(2)上部设有一对电极(5)，电极(5)伸入密闭压力筒(2)内部且底部高度相同，密闭压力筒(2)侧壁上开设第一通孔(4)和第二通孔(6)，第一通孔(4)和第二通孔(6)高于电极(5)底部;密闭压力筒(2)下部设置有进液口(3);第一通孔(4)与气压测定装置密闭相连，第二通孔(6)由电磁阀(7)控制开闭；电磁阀(7)由电极(5)控制启动。2.如权利要求1所述的带液位控制的压力测定装置，其特征在于，所述的密闭压力筒(2)上部还开设有第三通孔(8)，第三通孔(8)通过管路与气栗(10)相连。3.如权利要求1所述的带液位控制的压力测定装置，其特征在于，所述的管路上设有止流阀(9)。4.如权利要求1所述的带液位控制的压力测定装置，其特征在于，所述的进液口(3)设置于密闭压力筒(2)侧壁底部。5.如权利要求1所述的带液位控制的压力测定装置，其特征在于，所述的电磁阀(7)是常开型电磁阀。6.如权利要求1所述的带液位控制的压力测定装置，其特征在于，所述的一对电极(5)中，一电极与供电电源一端相连，另一电极通过电磁阀(7)后与供电电源另一端相连，形成以电极(5)为开关的控制电路。7.如权利要求1所述的带液位控制的压力测定装置，其特征在于，所述的电极(5)由金属导体制成。8.—种带液位控制的压力测定组合装置，其特征在于，它具有多个如权利要求1?7中任一所述的装置，不同装置的结构相同，且并排设置与底座(I)上。9.一种使用权利要求1所述装置的压力测定方法，其特征在于，步骤为: 首先用连软管将进液口(3)与压力待测点连接，第一通孔(4)与测压计连接，此时保持电磁阀(7)打开，压力待测点的液体通过进液口(3)进入密闭压力筒(2)，压力筒内液位在水压作用下上升至电极(5)底部；电极(5)与电磁阀(7)联动工作，电极(5)遇水通电工作，关闭电磁阀(7)，液位稳定在电极(5)底部位置，且压力待测点的水压转换为腔室上部的气体的气压，通过与第一通孔(4)连接的测压计，测得或换算得到压力待测点的压力值。
【专利摘要】本发明公开了一种带液位控制的压力测定装置、组合装置及其方法。带液位控制的压力测定装置在密闭压力筒上部设有一对电极，电极伸入密闭压力筒内部且底部高度相同，密闭压力筒侧壁上开设第一通孔和第二通孔，第一通孔和第二通孔高于电极底部；密闭压力筒下部设置有进液口；第一通孔与气压测定装置密闭相连，第二通孔由电磁阀控制开闭；电磁阀由电极控制启动。上述装置也可多个进行组合使用。本发明一改以往传统水—气压力测定装置弊端，可轻松排气充液，并保持装置内液位恒定，且可以利用气泵轻松排液，也可根据实际需求，在装置上布置一个或多个气压探测口，将实验系统中检单元简化，适合于现代教学要求，同时也节省了实验布置场地。
【IPC分类】G01M10/00, G01L11/00
【公开号】CN105675252
【申请号】CN201511016947
【发明人】章军军, 陈琪, 吴令奇, 吴海军
【申请人】浙江大学, 吴海军
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2015年12月29日