[发明专利]一种自吸泵自吸高度测试装置及方法

权利要求书

1.一种自吸泵自吸高度测试装置，其特征在于：

包括大气压力实验舱、自吸泵试验操作台和大气压力监测系统；

所述自吸泵试验操作台设置于大气压力实验舱内；

所述大气压力实验舱包括实验舱壳体、大功率真空泵、大功率电机、小功率电机和小功率真空泵；所述实验舱壳体设有三个接口，分别与所述大功率真空泵、小功率真空泵和大气压力监测系统连接；所述实验舱壳体上设有的透明观察窗口，用于观察实验舱壳体内部自吸泵的工作状态；

所述自吸泵试验操作台包括水箱、试验台升降装置、激光测距传感器、液体流量传感器、进水管、出水管、自吸泵和红外开关无线控制模块；所述自吸泵的进水口和出水口分别连接所述进水管和出水管；所述进水管和出水管的另一端置于水箱中；所述自吸泵置于试验台升降装置上；所述水箱包括水箱一号、水箱二号，所述水箱一号和水箱二号之间设有下部带有圆形气孔的挡板，设置于同一水平高度；

所述大气压力监测系统包括大气压传感器模块、气压传感器模块数据传输线传输管、上位机及LED显示器；

所述激光测距传感器设置于进水管距离水箱的最高点处，所述液体流量传感器设置于靠近自吸泵的进水口前端的进水管并夹紧，均通过所述气压传感器模块数据传输线传输管将所测得数据显示于LED显示器上；所述大气压传感器模块包括四个BMP180型大气压传感器，设置于所述水箱竖直方向上方10-15cm处。

2.根据权利要求1所述的一种自吸泵自吸高度测试装置，其特征在于：

所述大功率真空泵、小功率真空泵与实验舱壳体通过十二孔法兰连接。

3.一种自吸泵自吸高度测试方法，采用权利要求1-2任一项所述自吸泵自吸高度测试装置，测试步骤为：

Step1：在实验舱壳体关舱前，在水箱中加入有色溶液；

由外部红外遥控器控制红外开关无线控制模块，启动自吸泵；保证所述有色溶液从水箱二号中经由进水管抽出，并经过自吸泵后由出水管流入水箱一号，记录此时的四个BMP180型大气压传感器采集到的大气压力值，取平均值后得到P₀；

Step2：开启大功率真空泵，并增加其工作功率，观测LED显示器显示的气压数值变化；

通过透明观察窗口，观察进水管有色溶液的液位高度，进而调整大功率真空泵的电机功率，使自吸泵刚好从进水管中吸入极少的有色溶液，但一旦增加其功率就无法吸入水箱二号中的有色溶液，此时保持大功率真空泵的功率，并记录实验舱壳体内的大气压力值，取平均值后得到P₁；

根据压差数学模型，得出自吸泵自吸高度受大气压力影响的自吸高度变化量ΔH₁为：

其中ΔP₁＝丨P₁-P₀丨，即两次大气压力数值变化的绝对值，ρ_液为测试液体的密度，g为重力加速度；

Step3：重复上述实验步骤，多次试验取平均值；

Step4：保持大功率真空泵的工作状态，微调小功率电机的功率，使得此时进水管的有色溶液液柱高度降至自吸泵进水口同高度点H点；记录此时实验舱壳体内的大气压力值P₂；

根据压差数学模型，得出自吸泵自吸高度受大气压力影响的自吸高度微变化量ΔH₂为：

其中ΔP₂＝丨P₁-P₂丨；

自吸泵的最大自吸高度算法为：

ΔH＝ΔH₁+ΔH₂+h_j×N+h_f               (5)

其中，V为管中流速，θ为弯管的扩散角为管径，D为弯管中线的曲率半径，h_j为局部水力损失高度，h_f为沿程水头损失，N为弯管个数，R_l为雷诺数，l为进水管最高点激光测距传感器返回的距离值；

Step5：重复上述实验步骤1-4，多次试验取平均值，得到最终的最大自吸高度。