[发明专利]一种自动产泡的电子皂膜流量计

说明书

本发明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。

技术领域

本发明涉及流量测定技术领域，特别是指一种自动产泡的电子皂膜流量计。

背景技术

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。本发明装置涉及一种自动产泡的电子皂膜流量计。

发明内容

本发明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；