一种自动产泡的电子皂膜流量计制造技术

本实用新型专利技术提供一种自动产泡的电子皂膜流量计，属于流量测定技术领域。该流量计由皂管、皂管支持系统、光电传感系统、液位升降系统和液位调节系统五部分组成。利用直流电流经多匝线圈产生磁力，与弹簧自身弹力相结合，通过推拉磁性推拉杆上升与下降，带动重锤浸入和浮出液体，根据阿基米德定律抬升和沉降液位，造成皂管内液位周期性的涨落。由于连通导管的阻尼作用，液位上升与下降速度缓慢，使被测气源与皂液有充分的时间接触，液位下降时，最初形成薄的皂泡，液位继续下降，皂泡逐渐长大，最终与液面分离形成皂膜。该过程可以通过上位机或单片机实现自动控制。

【技术实现步骤摘要】
一种自动产泡的电子皂膜流量计
本技术涉及流量测定
，特别是指一种自动产泡的电子皂膜流量计。
技术介绍
皂膜流量计是利用皂膜与皂膜之间的体积对气体流量进行计量的容积式流量计，需要准确测量前后两个皂膜的起始时间与终止时间，通常采用直接读取刻度与手动计时实现。电子皂膜流量计是在直读式玻璃管皂膜流量计上安装了成对光电传感器而形成的一种能够测量微小气体流量的装置，克服了由于人眼直接读数、手掐秒表计时带来误差的缺陷，提高了测量精度，同时，简化了操作步骤，提高了测量效率。所测流量范围为12～60L/min。广泛应用于教学科研、环境监测、理化分析等领域。皂膜流量计的误差主要来自于测量与过程控制，电子皂膜流量计虽然实现了皂膜的自动监测，但在产泡的自动控制方面仍然没有任何改进。例如：电子皂膜流量计仍需要人为挤压下部的胶囊产泡，皂泡从胶囊内挤出时会出现大量堆积现象，形成“团簇”状，而不是一层薄膜；皂管在使用前需取下润湿，润湿完毕再重新装配，或者将胶囊取下进行在位润湿，造成大量皂液滴漏，人工操作繁琐；测量时橡胶囊容易滑离三叉管而漏液，被迫中断产泡；在产泡过程中，由于操作者习惯差异，皂膜产生的频率不同，导致皂管内部润湿程度变化较大，皂膜上升过程受到的阻力变化明显，影响流量测量值的准确性。这些控制过程导致的误差无法通过光电传感器的测量解决。同时，作为一种科研与工程检测工具，在数据采集、记录与分析、信息共享等方面也需要实现自动控制。因此，解决上述问题的关键是如何实现持续稳定产生皂膜，替代操作者挤压橡胶囊的动作。本技术装置涉及一种自动产泡的电子皂膜流量计。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种自动产泡的电子皂膜流量计，该装置具备电驱动机构，能够接收电信号进行产泡过程的条件控制，利用机械结构完成皂管内液位的升降，从而实现弱电控制信号、执行机构、液位高低的连续操作过程，完成装置的自动化控制，弥补了现有光电传感器只能进行测量而不能实现控制的不足，为实验研究和工程应用提供技术保障。该流量计采用电磁机构控制推拉杆的伸缩，通过调整推拉杆末端重锤与储液管液面间的距离，基于阿基米德定律，合理调整皂管与储液管间管路通道的流动阻力，控制储液管内液位高度，实现皂管内液位的缓慢升降，保证皂管内液位在下降过程中的速度与成膜速度相匹配，从而形成均匀的皂膜。该装置包括皂管、皂管支持系统、光电传感系统、液位升降系统和液位调节系统；其中，皂管上端开有出气口，皂管下部侧面开有进气口；皂管支持系统包括立柱、底座、脚垫、上支架、下支架和托架，光电传感系统包括光电传感器发射端一、光电传感器接收端一、光电传感器发射端二和光电传感器接收端二，立柱与底座相连，底座下部均匀分布四个脚垫，脚垫通过强力胶粘接在底座底部，上支架、下支架与托架分别采用带有竖缝的穿孔与立柱相连，上支架、下支架和托架能够上下滑动，上支架上装有光电传感器发射端一和光电传感器接收端一，下支架上装有光电传感器发射端二和光电传感器接收端二，光电传感器发射端一、光电传感器接收端一、光电传感器发射端二和光电传感器接收端二通过强力胶粘接在上支架和下支架上，托架中间开有圆孔，皂管底部细管插入圆孔，皂管上部粗大部分无法通过圆孔；液位升降系统包括连通软管、顶部插销、推拉杆、弹簧、电磁线圈、底部插销、重锤、储液管、储液管排液口和储液管底板，连通软管两端分别连接皂管排液口与储液管排液口，推拉杆与重锤采用螺纹连接，推拉杆上部和下部均开有凹槽，用于插入顶部插销和底部插销，弹簧置于电磁线圈上端，弹簧上端和电磁线圈下端分别通过顶部插销与底部插销限制，不加电时，重锤自身重力压缩弹簧收缩；加电时，推拉杆通过顶部插销压缩弹簧，推拉杆与重锤一起下移，重锤浸入储液管内皂液中，储液管底板上开有储液管底板开孔，储液管排液口穿过储液管底板开孔，储液管排液口外径与储液管底板开孔内径采用强力胶粘接，储液管底板与上部的储液管通过强力胶粘接；液位调节系统包括筋板、磁铁顶板、圆筒、磁铁底板、圆柱磁铁、L型支架、紧固螺钉和滑轨，筋板一侧为曲面，与储液管外径相连，筋板另一侧为平面，与磁铁顶板相连，筋板底面与储液管底板相连，圆柱磁铁置于被圆筒、磁铁顶板和磁铁底板包围的空腔中，磁铁底板与滑轨通过强力胶粘接，L型支架底部通过紧固螺钉与底座相连，滑轨沿L型支架上下滑动，通过圆柱磁铁的磁力将滑轨与L型支架连接在一起，磁铁底板、圆柱磁铁、圆筒、磁铁顶板、筋板和储液管随滑轨上下运动。其中，立柱为下端带外螺纹的碳钢或不锈钢圆棒，脚垫由橡胶或硅胶材料制成，重锤为聚四氟乙烯材料做成的圆柱体。推拉杆为碳钢或磁性不锈钢材料制成的钢性直杆。L型支架为磁性材料制成，呈“L”型。推拉杆长度、重锤直径与高度满足皂管液位上升至超过皂管进气口上沿。弹簧位于电磁线圈上方，电磁线圈加电后，弹簧压缩长度保证皂管内液位上升高度至皂管进气口上沿。本技术的上述技术方案的有益效果如下：本技术提出的利用直流电激励产生磁力，与弹簧自身弹力相结合，通过推拉磁性推拉杆上升与下降，从而带动重锤浸入或浮出液体，根据阿基米德定律抬升和沉降液位，造成皂管内液位周期性的涨落，由于连通导管的阻尼作用，液位上升与下降有一定延迟，使液体润湿皂管进气口速度较缓，从而使被测气源与皂液有充分的时间接触，形成薄的皂泡，液位继续下降，完成由泡到膜的变化过程，利用上位机或单片机即可实现各种功能的自动控制。附图说明图1为本技术的自动产泡的电子皂膜流量计结构示意图；图2为本技术的自动产泡的电子皂膜流量计部分部件拆卸结构示意图；图3为本技术自动产泡的电子皂膜流量计工作原理示意图一；图4为本技术自动产泡的电子皂膜流量计工作原理示意图二；图5为本技术自动产泡的电子皂膜流量计工作原理示意图三。其中，1-立柱；2-底座；3-脚垫；4-光电传感器发射端一；5-光电传感器接收端一；6-上支架；7.-光电传感器发射端二；8-光电传感器接收端二；9-下支架；10-出气口；11-皂管；12-进气口；13-托架；14-皂管排液口；15-连通软管；16-顶部插销；17-推拉杆；18-弹簧；19-电磁线圈；20-底部插销；21-重锤；22-储液管；23-储液管排液口；24-储液管底板；25-储液管底板开孔；26-筋板；27-磁铁顶板；28-圆筒；29-磁铁底板；30-圆柱磁铁；31-L型支架；32-紧固螺钉；33-滑轨。具体实施方式为使本技术要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。本技术提供一种自动产泡的电子皂膜流量计。如图1和图2所示，该装置中，皂管11上端开有出气口10，皂管11下部侧面开有进气口12；皂管支持系统中立柱1采用下端带外螺纹的碳钢或不锈钢圆棒，可以通过螺纹与下部带内螺纹的底座2相连，方便拆装。底座2下部均匀分布四个脚垫3，为橡胶或硅胶材料，起减震作用，通过强力胶粘接在底座2底部。上支架6、下支架9与托架13分别采用带有竖缝的穿孔与立柱1相连，可以上下滑动，调整位置，通过螺钉缩小竖缝距离，依靠摩擦力抱紧立柱，起到定位作用。上支架6与下支架9上分别装有光电传感器发射端一4、光电传感器接收端一5、光电传感器发射端二7和光电传感器接收端二8，托架13中间开本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自动产泡的电子皂膜流量计，其特征在于：包括皂管、皂管支持系统、光电传感系统、液位升降系统和液位调节系统；其中，皂管(11)上端开有出气口(10)，皂管(11)下部侧面开有进气口(12)；皂管支持系统包括立柱(1)、底座(2)、脚垫(3)、上支架(6)、下支架(9)和托架(13)，光电传感系统包括光电传感器发射端一(4)、光电传感器接收端一(5)、光电传感器发射端二(7)和光电传感器接收端二(8)，立柱(1)与底座(2)相连，底座(2)下部均匀分布四个脚垫(3)，脚垫(3)通过强力胶粘接在底座(2)底部，上支架(6)、下支架(9)与托架(13)分别采用带有竖缝的穿孔与立柱(1)相连，上支架(6)、下支架(9)和托架(13)能够上下滑动，上支架(6)上装有光电传感器发射端一(4)和光电传感器接收端一(5)，下支架(9)上装有光电传感器发射端二(7)和光电传感器接收端二(8)，光电传感器发射端一(4)、光电传感器接收端一(5)、光电传感器发射端二(7)和光电传感器接收端二(8)通过强力胶粘接在上支架(6)和下支架(9)上，托架(13)中间开有圆孔，皂管(11)底部细管插入圆孔，皂管上部粗大部分无法通过圆孔；液位升降系统包括连通软管(15)、顶部插销(16)、推拉杆(17)、弹簧(18)、电磁线圈(19)、底部插销(20)、重锤(21)、储液管(22)、储液管排液口(23)和储液管底板(24)，连通软管(15)两端分别连接皂管排液口(14)与储液管排液口(23)，推拉杆(17)与重锤(21)采用螺纹连接，推拉杆(17)上部和下部均开有凹槽，用于插入顶部插销(16)和底部插销(20)，弹簧(18)置于电磁线圈(19)上端，弹簧(18)上端和电磁线圈(19)下端分别通过顶部插销(16)与底部插销(20)限制，不加电时，重锤(21)自身重力压缩弹簧(18)收缩；加电时，推拉杆(17)通过顶部插销(16)压缩弹簧(18)，推拉杆(17)与重锤(21)一起下移，重锤(21)浸入储液管(22)内皂液中，储液管底板(24)上开有储液管底板开孔(25)，储液管排液口(23)穿过储液管底板开孔(25)，储液管排液口(23)外径与储液管底板开孔(25)内径采用强力胶粘接，储液管底板(24)与上部的储液管(22)通过强力胶粘接；液位调节系统包括筋板(26)、磁铁顶板(27)、圆筒(28)、磁铁底板(29)、圆柱磁铁(30)、L型支架(31)、紧固螺钉(32)和滑轨(33)，筋板(26)一侧为曲面，与储液管(22)外径相连，筋板(26)另一侧为平面，与磁铁顶板(27)相连，筋板(26)底面与储液管底板(24)相连，圆柱磁铁(30)置于被圆筒(28)、磁铁顶板(27)和磁铁底板(29)包围的空腔中，磁铁底板(29)与滑轨(33)通过强力胶粘接，L型支架(31)底部通过紧固螺钉(32)与底座(2)相连，滑轨(33)沿L型支架(31)上下滑动，通过圆柱磁铁(30)的磁力将滑轨(33)与L型支架(31)连接在一起，磁铁底板(29)、圆柱磁铁(30)、圆筒(28)、磁铁顶板(27)、筋板(26)和储液管(22)随滑轨(33)上下运动。...

【技术特征摘要】
1.一种自动产泡的电子皂膜流量计，其特征在于：包括皂管、皂管支持系统、光电传感系统、液位升降系统和液位调节系统；其中，皂管(11)上端开有出气口(10)，皂管(11)下部侧面开有进气口(12)；皂管支持系统包括立柱(1)、底座(2)、脚垫(3)、上支架(6)、下支架(9)和托架(13)，光电传感系统包括光电传感器发射端一(4)、光电传感器接收端一(5)、光电传感器发射端二(7)和光电传感器接收端二(8)，立柱(1)与底座(2)相连，底座(2)下部均匀分布四个脚垫(3)，脚垫(3)通过强力胶粘接在底座(2)底部，上支架(6)、下支架(9)与托架(13)分别采用带有竖缝的穿孔与立柱(1)相连，上支架(6)、下支架(9)和托架(13)能够上下滑动，上支架(6)上装有光电传感器发射端一(4)和光电传感器接收端一(5)，下支架(9)上装有光电传感器发射端二(7)和光电传感器接收端二(8)，光电传感器发射端一(4)、光电传感器接收端一(5)、光电传感器发射端二(7)和光电传感器接收端二(8)通过强力胶粘接在上支架(6)和下支架(9)上，托架(13)中间开有圆孔，皂管(11)底部细管插入圆孔，皂管上部粗大部分无法通过圆孔；液位升降系统包括连通软管(15)、顶部插销(16)、推拉杆(17)、弹簧(18)、电磁线圈(19)、底部插销(20)、重锤(21)、储液管(22)、储液管排液口(23)和储液管底板(24)，连通软管(15)两端分别连接皂管排液口(14)与储液管排液口(23)，推拉杆(17)与重锤(21)采用螺纹连接，推拉杆(17)上部和下部均开有凹槽，用于插入顶部插销(16)和底部插销(20)，弹簧(18)置于电磁线圈(19)上端，弹簧(18)上端和电磁线圈(19)下端分别通过顶部插销(16)与底部插销(20)限制，不加电时，重锤(21)自身重力压缩弹簧(18)收缩；加电时，推拉杆(17)通过顶部插销(16)压缩弹簧(18)，推拉杆(17)与重锤(21)一起下移，重锤(21)浸入储液管(22)内皂液中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张辉，张奕琛，孔吉海，朱金琪，李丞侃，刘祖煜，吴林倬，金占财，陆福禄，吴坤，王靖，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：新型
国别省市：北京,11