本实用新型专利技术公开了一种气体超声波流量计实训教学装置，包括流量计壳体和电路板壳体，流量计壳体内设有气体传输通道，流量计壳体一端设有气体入口，流量计壳体另一端设有气体出口，气体入口上通过进气管和进气阀连接有微型气泵，流量计壳体中部嵌入安装有相对设置的第一超声波探头和第二超声波探头；流量计电路板上集成有超声波发射通道电路、超声波接收通道电路和发射接收切换电路，发射接收切换电路上接有两位拨码开关，超声波发射通道电路由输入接口和超声波发射驱动电路组成，超声波接收通道电路由前置放大电路、滤波电路、后置放大电路和输出接口组成。本实用新型专利技术实现成本低，能够使学生深入掌握流量计知识，能够提高实验效率，实用性强。
【技术实现步骤摘要】
一种气体超声波流量计实训教学装置
本技术属于实训教学装置
，具体涉及一种气体超声波流量计实训教学装置。
技术介绍
流量计实验是大学物理实验和流体力学实验的重要实验项目。现有技术中的流量计实验装置，体积较大，成本较高，一般安装在专用的实验室内，进行实验时，多个学生共用一台实验装置，平均每个学生拥有的实验资源严重不足，很多情况下，实验完成后，有的学生还没有动手进行操作，致使部分学生的动手能力差；而且，现有技术中的流量计实验装置多采用购置的方式获得，是集成度较高的实验装置，学生做实验时只是使用，而不参与制作，很难真正了解到流量计内部的结构和原理，致使学生对流量计知识的掌握还不够深入具体；另外，现有技术中的流量计实验装置，使用的流量测量介质主要是水，准备实验的时间较长，且一堂实验课后，还需要对实验室进行打扫整理，耗费了实验教师很多的时间，因此现有技术中的流量计实验装置非常不适合于实训教学。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种气体超声波流量计实训教学装置，其结构简单，实现成本低，便于学生进行学习操作，能够使学生深入掌握流量计知识，能够提高实验效率，有利于大学生工程素质的培养，实用性强，便于推广使用。为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是:一种气体超声波流量计实训教学装置，其特征在于:包括流量计壳体和安装在流量计壳体一端外部且用于放置流量计电路板的电路板壳体，所述流量计壳体内部设置有直径为30mm?50mm的圆柱形气体传输通道，所述流量计壳体的一端设置有气体入口，所述流量计壳体的另一端设置有气体出口，所述气体入口上通过进气管和连接在进气管上的进气阀连接有用于产生压缩气体的微型气泵，所述流量计壳体的中部嵌入安装有相对设置的第一超声波探头和第二超声波探头，所述第一超声波探头与水平面之间的夹角以及第二超声波探头与水平面之间的夹角均为40°?50° ;所述流量计电路板上集成有超声波发射通道电路和超声波接收通道电路，以及用于切换第一超声波探头和第二超声波探头的工作状态且使其中一个工作在发射状态另一个工作在接收状态的发射接收切换电路，所述发射接收切换电路上接有用于选择第一超声波探头和第二超声波探头的工作状态的两位拨码开关，所述两位拨码开关外露在电路板壳体的外表面上，所述超声波发射通道电路由依次相接且用于外接信号源的输入接口和超声波发射驱动电路组成，所述超声波接收通道电路由依次相接的前置放大电路、滤波电路、后置放大电路和用于外接示波器的输出接口组成，所述超声波发射驱动电路和前置放大电路均与发射接收切换电路相接。上述的一种气体超声波流量计实训教学装置，其特征在于:所述发射接收切换电路由芯片AD7510DIJN和芯片SN7404N组成，所述芯片AD7510DIJN的第I引脚与-15V电源的输出端相接，所述芯片AD7510DIJN的第2引脚接地，所述芯片AD7510DIJN的第8引脚与+15V电源的输出端相接，所述芯片AD7510DIJN的第10弓丨脚和第11引脚均与第一超声波探头相接，所述芯片AD7510DIJN的第14引脚和第15引脚均与第二超声波探头相接，所述芯片AD7510DIJN的第9引脚和第16引脚均与前置放大电路相接，所述芯片AD7510DIJN的第12引脚和第13引脚均与超声波发射驱动电路相接，所述芯片AD7510DIJN的第3引脚与芯片SN7404N的第I引脚相接，所述芯片AD7510DIJN的第5引脚和芯片SN7404N的第2引脚均与两位拨码开关中第二位开关的一端相接，且通过电阻R6与+5V电源的输出端相接，所述芯片AD7510DIJN的第4引脚与芯片SN7404N的第3引脚相接，所述芯片AD7510DIJN的第6引脚和芯片SN7404N的第4引脚均与两位拨码开关中第一位开关的一端相接，且通过电阻R5与+5V电源的输出端相接，所述两位拨码开关中第一位开关的另一端和第二位开关的另一端均接地。上述的一种气体超声波流量计实训教学装置，其特征在于:所述超声波发射驱动电路主要由芯片LM48560构成。上述的一种气体超声波流量计实训教学装置，其特征在于:所述前置放大电路由运算放大器U1、电阻R1、电容Cl和电容C2组成，所述运算放大器Ul的反相输入端为前置放大电路的输入端INl且与发射接收切换电路相接，所述电阻Rl的一端、电容Cl的一端和电容C2的一端均与运算放大器Ul的反相输入端相接，所述运算放大器Ul的同相输入端接地，所述运算放大器Ul的输出端为前置放大电路的输出端OUTl且与滤波电路的输入端相接，所述电阻Rl的另一端和电容Cl的另一端均与运算放大器Ul的输出端相接。上述的一种气体超声波流量计实训教学装置，其特征在于:所述滤波电路由运算放大器U2、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电容C3、电容C4和电容C5组成，所述电容C3的一端为滤波电路的输入端IN2且与前置放大电路的输出端相接，所述电容C3的另一端与电阻R2的一端和电容C4的一端相接，所述电阻R2的另一端接地，所述电容C4的另一端与电阻R3的一端和电容C5的一端相接，所述电阻R3的另一端与运算放大器U2的反向输入端和运算放大器U2的输出端相接，所述电容C5的另一端与运算放大器U2的同向输入端和电阻R4的一端相接，所述电阻R4的另一端接地，所述运算放大器U2的输出端为滤波电路的输出端0UT2且与后置放大电路的输入端相接。上述的一种气体超声波流量计实训教学装置，其特征在于:所述后置放大电路主要由运算放大器芯片AD8605构成。上述的一种气体超声波流量计实训教学装置，其特征在于:所述圆柱形气体传输通道的直径为40mm。上述的一种气体超声波流量计实训教学装置，其特征在于:所述第一超声波探头与水平面之间的夹角以及第二超声波探头与水平面之间的夹角均为45°。本技术与现有技术相比具有以下优点:1、本技术简化了成品气体超声波流量计的数字电路部分，采用外接信号源作为信号的输入部分，并采用外接示波器作为信号的输出显示部分，气体流量的计算部分通过学生手工完成，并记录在实验报告中，使得本技术的结构简单，实现成本低，实训学生可以做到每人一套，实训资源充足，便于学生进行学习操作，且操作学习方便快捷，能够更好地培养学生的动手能力。2、学生使用本技术进行气体超声波流量计实验时，可以采用以下形式:教师首先分发流量计电路板的印制电路板和流量计电路板上集成的各电路的电子元器件散件给学生，并提供焊接工具、一个信号源和一台示波器给学生，学生手工焊接、调试完成流量计电路板后安装到电路板壳体内，将第一超声波探头和第二超声波探头均与发射接收切换电路连接，并在输入接口上外接信号源，在输出接口上外接示波器；学生采用本技术进行实验，不仅能够了解专业课理论知识如何应用在气体超声波流量计的具体工程实际中，还能够进行焊接练习、电路调试练习、信号源使用和示波器使用，能够参与制作气体超声波流量计，实验内容丰富，能够真正了解到流量计内部的结构和原理，使学生深入掌握流量计知识。3、本技术使用的流量测量介质是气体，与现有技术中采用水作为测量介质相t匕，准备实验的时间能够大大缩短，且实验清洁度高，一堂实验课后，无需对实验室进行本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种气体超声波流量计实训教学装置，其特征在于：包括流量计壳体(1)和安装在流量计壳体(1)一端外部且用于放置流量计电路板(3)的电路板壳体(2)，所述流量计壳体(1)内部设置有直径为30mm～50mm的圆柱形气体传输通道(4)，所述流量计壳体(1)的一端设置有气体入口(5)，所述流量计壳体(1)的另一端设置有气体出口(6)，所述气体入口(5)上通过进气管(7)和连接在进气管(7)上的进气阀(8)连接有用于产生压缩气体的微型气泵(9)，所述流量计壳体(1)的中部嵌入安装有相对设置的第一超声波探头(10)和第二超声波探头(11)，所述第一超声波探头(10)与水平面之间的夹角以及第二超声波探头(11)与水平面之间的夹角均为40°～50°；所述流量计电路板(3)上集成有超声波发射通道电路(12)和超声波接收通道电路(13)，以及用于切换第一超声波探头(10)和第二超声波探头(11)的工作状态且使其中一个工作在发射状态另一个工作在接收状态的发射接收切换电路(14)，所述发射接收切换电路(14)上接有用于选择第一超声波探头(10)和第二超声波探头(11)的工作状态的两位拨码开关(15)，所述两位拨码开关(15)外露在电路板壳体(2)的外表面上，所述超声波发射通道电路(12)由依次相接且用于外接信号源的输入接口(12‑1)和超声波发射驱动电路(12‑2)组成，所述超声波接收通道电路(13)由依次相接的前置放大电路(13‑1)、滤波电路(13‑2)、后置放大电路(13‑3)和用于外接示波器的输出接口(13‑4)组成，所述超声波发射驱动电路(12‑2)和前置放大电路(13‑1)均与发射接收切换电路(14)相接。...
【技术特征摘要】
1.一种气体超声波流量计实训教学装置，其特征在于:包括流量计壳体(1)和安装在流量计壳体(1) 一端外部且用于放置流量计电路板(3)的电路板壳体(2)，所述流量计壳体(I)内部设置有直径为30mm~50mm的圆柱形气体传输通道(4)，所述流量计壳体(1)的一端设置有气体入口(5)，所述流量计壳体(1)的另一端设置有气体出口 (6)，所述气体入口(5)上通过进气管(7)和连接在进气管(7)上的进气阀(8)连接有用于产生压缩气体的微型气泵(9)，所述流量计壳体(1)的中部嵌入安装有相对设置的第一超声波探头(10)和第二超声波探头(11)，所述第一超声波探头(10)与水平面之间的夹角以及第二超声波探头(II)与水平面之间的夹角均为40°~50°;所述流量计电路板(3)上集成有超声波发射通道电路(12)和超声波接收通道电路(13)，以及用于切换第一超声波探头(10)和第二超声波探头(11)的工作状态且使其中一个工作在发射状态另一个工作在接收状态的发射接收切换电路(14)，所述发射接收切换电路(14)上接有用于选择第一超声波探头(10)和第二超声波探头(11)的工作状态的两位拨码开关(15)，所述两位拨码开关(15)外露在电路板壳体⑵的外表面上，所述超声波发射通道电路(12)由依次相接且用于外接信号源的输入接口(12-1)和超声波发射驱动电路(12-2)组成，所述超声波接收通道电路(13)由依次相接的前置放大电路(13-1)、滤波电路(13-2)、后置放大电路(13-3)和用于外接示波器的输出接口(13-4)组成，所述超声波发射驱动电路(12-2)和前置放大电路(13-1)均与发射接收切换电路(14)相接。2.按照权利要求1所述的一种气体超声波流量计实训教学装置，其特征在于:所述发射接收切换电路(14)由芯片AD7510DIJN和芯片SN7404N组成，所述芯片AD7510DIJN的第I引脚与-15V电源的输出端相接，所述芯片AD7510DIJN的第2引脚接地，所述芯片AD7510DIJN的第8引脚 与+15V电源的输出端相接，所述芯片AD7510DIJN的第10引脚和第11引脚均与第一超声波探头(10)相接，所述芯片AD7510DIJN的第14引脚和第15引脚均与第二超声波探头(11)相接，所述芯片AD7510DIJN的第9引脚和第16引脚均与前置放大电路(13-1)相接，所述芯片AD7510DIJN的第12引脚和第13引脚均与超声波发射驱动电路(12-2)相接，所述芯片AD7510DIJN的第3引脚与芯片SN7404N的第I引脚相接，所述芯片AD7510DIJN的第5引脚和芯片SN...
【专利技术属性】
技术研发人员：景宁波，
申请(专利权)人：西安科技大学，
类型：新型
国别省市：陕西;61
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