專利名稱：皂膜流量計啟膜裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種氣體流量測量裝置，特別是一種皂膜流量計自動 或手動啟膜裝置。
背景技術(shù)：
皂膜流量計作為一種氣體流量測量裝置，具有測量可靠、體積小、成 本低等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用到各種氣體流量測量及流量檢定領(lǐng)域。由于其總 體結(jié)構(gòu)的設(shè)計合理性，尤其是啟膜及氣路緩沖結(jié)構(gòu)的合理性設(shè)計將直接影 響到裝置的測量精度和總體性能。目前，在我國使用的皂膜流量計中，其 結(jié)構(gòu)大都采用一玻璃皂膜管，在其底部裝設(shè)有橡膠套，在橡膠套中裝入一 定量的皂液，在橡膠套旁邊高出皂液面處設(shè)置有一進(jìn)氣嘴，通過手動擠壓 橡膠套方式提升皂液的液面高度，當(dāng)液面提升到剛淹沒進(jìn)氣嘴時，在氣流 的帶動下便產(chǎn)生一個液膜泡并進(jìn)入皂膜管，通過設(shè)置在皂膜管上下兩組光 電傳感器檢測液膜的運行時間配合相關(guān)參數(shù)，從而計算得到氣體的流量。 這種啟膜方式由于靠手動擠壓橡膠套來提升液位，因每次擠壓的力度難以 控制適度，使啟膜的成功率較低，且每次啟膜的厚度一致性難以保證，根 據(jù)電子皂膜流量計的工作原理，膜的厚薄不均勻使膜經(jīng)過光電傳感器的時 間判斷產(chǎn)生誤差，直接影響到測量的重復(fù)性和最終的測量準(zhǔn)確度。由于橡 膠套的容積及手動擠壓的范圍有限，使其只適合小流量范圍的皂膜流量計 啟膜場合。另一種結(jié)構(gòu)的啟膜方式是在一皂膜管啟膜口出套有一啟膜外罩， 并將啟膜外罩侵入一皂液亞中，啟膜時將皂液亞向上抬提升液面高度至啟 膜口處，在氣流的帶動下產(chǎn)生一液膜，為了防止氣流的瞬間沖擊而導(dǎo)致雜 泡或啟膜破裂，該裝置增加了一啟膜間串入氣路中做分流作用，如專利
94218474.2中所描述的裝置。采用這種結(jié)構(gòu)可實現(xiàn)較大流量的測量啟膜， 但由于其急液皿盛入皂液量較大，平常狀態(tài)都必須淹沒住啟膜外罩，手動 向上抬皂液皿時會產(chǎn)生液體晃動，使液面不能保證平整地與啟膜口處相切， 尤其在大流量比如幾十升每分鐘或更大的流量下，液面與啟膜口不平整的 接觸會產(chǎn)生大量的雜亂氣泡，當(dāng)啟膜后再放下皂液皿過程中，由于液膜與 皂液皿中晃動且不同心的皂液粘連，導(dǎo)致啟膜的成功率和啟膜的質(zhì)量難以 達(dá)到要求。為了減小氣流的沖擊，該裝置又額外增加了一個閥門串接到氣 路中，在啟膜時對氣流進(jìn)行分流減小沖擊，以協(xié)助啟膜的可^t喿作性，另外 在正壓或負(fù)壓兩種不同的測量場合下必須進(jìn)行相應(yīng)的裝置調(diào)整才能進(jìn)行，因此降低了工作效率，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜不具備先進(jìn)性。
在上述列舉的幾種皂膜流量計啟膜裝置中，其結(jié)構(gòu)設(shè)計均未考慮到氣 流的緩沖平滑，以及在負(fù)壓測量場合下啟膜后的膜泡將流出裝置出口，直 接進(jìn)入后級管路及設(shè)備，當(dāng)使用者沒有采取保護(hù)措施時，將直接對被測設(shè) 備構(gòu)成威脅。根據(jù)電子皂膜流量計的工作原理，抖動的液膜在上升的過程 中經(jīng)過光電傳感器會產(chǎn)生較大的時間誤差，由于被測氣流可能存在不穩(wěn)定， 比如被測氣流是以薄膜式或活塞式抽氣泵等做為抽氣動力時，其抽氣氣流 會產(chǎn)生一定的抖動，如果對進(jìn)入啟膜裝置的氣流未進(jìn)行一定的緩沖平滑處 理，會導(dǎo)致測量的重復(fù)性及測量準(zhǔn)確度難以保證。另外，當(dāng)需要連續(xù)對一 個流量進(jìn)行多次重復(fù)測量時，為了提高工作效率、保證操作的一致性及連 續(xù)啟膜的可靠性，必需采用自動啟膜方式，這就對啟膜裝置的啟膜成功率 和啟膜質(zhì)量提出了更高的要求，國內(nèi)目前尚未有能夠?qū)崿F(xiàn)自動啟膜功能的 電子皂膜流量計設(shè)備。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題及缺點，提供一種高精 度、高可靠性、結(jié)構(gòu)簡單、先進(jìn)合理且可操作性極強(qiáng)的皂膜流量計啟膜裝 置。
為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采:f又了以下技術(shù)方案皂膜流量計啟膜
裝置，包括皂膜管、儲液m、啟膜環(huán)、連桿、彈簧、按鈕、緩沖皿、透氣
隔板及氣嘴，其特征在于皂膜管一端嵌入安裝在儲液皿內(nèi)，皂膜管另一 端與緩沖皿相連并固定，且使皂膜管的啟膜口與儲液皿底部保持4-6mm間 距，啟膜環(huán)套裝在皂膜管的啟膜口端，連桿從儲液皿的頂端插入，連桿插 入儲液m的一端與啟膜環(huán)相連并固定，連桿的另一端安裝有按鈕，彈簧穿 設(shè)在連桿上并置于按鈕與儲液皿頂端之間，緩沖皿內(nèi)安裝有透氣隔板，緩 沖皿的底部一側(cè)、儲液皿的頂部一側(cè)分別各設(shè)有一氣嘴，緩沖亞上設(shè)有的 氣嘴要穿過透氣隔板。
所述的透氣隔板上設(shè)有篩狀小孔。所述的按鈕設(shè)計成臺階形。 本實用新型還包括電磁鐵和壓桿，電磁鐵固定在儲液亞靠近連桿一側(cè)， 電磁鐵的聯(lián)動軸上安裝一壓桿，并使壓桿的另一端與按鈕的臺面相連，電 磁鐵通電或斷電由單片機(jī)或計算機(jī)發(fā)出電信號來控制，這樣就可以完成皂 膜流量計自動啟膜。
還可以通過減速電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)來作為皂膜流量計自動啟膜的機(jī)械 力，在電機(jī)的軸上裝有壓桿或旋轉(zhuǎn)凸輪，壓桿或旋轉(zhuǎn)凸輪可以壓在按鈕的 臺面上，來完成皂膜流量計自動啟膜。本實用新型采取以上技術(shù)方案，具有以下優(yōu)點1、啟膜關(guān)鍵部位在于 采取了 一啟膜環(huán)，利用液體本身的粘度在啟膜環(huán)中心產(chǎn)生的邊界效應(yīng)來提 取到一片均勻平整的單膜，并在提取后平穩(wěn)地送入到皂膜管中。根據(jù)實際 測試，這種啟膜結(jié)構(gòu)的啟膜成功率高達(dá)98%,且啟膜質(zhì)量非常好。2、采用 機(jī)械連桿式按鈕來操作，啟膜環(huán)的運動路徑和運動行程由機(jī)械限位并完全 一致，不存在人為因素導(dǎo)致啟膜的質(zhì)量受到影響。3、儲液皿和緩沖皿分別 在正、負(fù)壓測量場合下對氣流產(chǎn)生一定的緩沖，使進(jìn)入皂膜管的氣流更穩(wěn) 定，不至使液膜在上升運行的過程中產(chǎn)生抖動，保證測量的重復(fù)性和精度。 4、緩沖皿的雙層結(jié)構(gòu)及其中透氣隔離板設(shè)計的篩狀小孔結(jié)構(gòu)使液膜在到達(dá) 終點后迅速破滅且使膜泡不至于流到后級管道和設(shè)備中， 一方面保證皂液 回流的循環(huán)使用，另一方面保障后級設(shè)備不受膜泡的影響。5、利用這種結(jié) 構(gòu)，通過改變急膜管的內(nèi)徑及儲液皿和緩沖皿相應(yīng)尺寸即可實現(xiàn)從lmL/min 一250L/min流量范圍的啟膜測量。6、按鈕設(shè)計為臺階狀，壓桿或旋轉(zhuǎn)凸 輪外邊緊靠在按鈕的臺面上，當(dāng)手動按下按鈕時壓桿不受力因此不會影響 手動操作，自動啟膜時，按鈕的臺面受力完成自動操作，所以在工作過程 中無需做任何調(diào)整即可實現(xiàn)手動或自動啟膜功能，相互不會沖突。


圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本實用新型電機(jī)自動啟膜結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步的描述。
如圖1所示，本實用新型包括急膜管1、儲液皿2、啟膜環(huán)3、連桿4、 彈簧5、按鈕6、壓桿7、電磁鐵8、緩沖皿12、透氣隔板13及氣嘴(11， l4 ), 皂膜管1 一端嵌入安裝在儲液亞2內(nèi)，皂膜管1另 一端與緩沖皿12相連并 固定，且使皂膜管1的啟膜口 10與儲液亞2底部保持4-6mm間距，啟膜環(huán) 3套裝在皂膜管1的啟膜口 10端，連桿4從儲液亞2的頂端插入，連桿4 插入儲液皿2的一端與啟膜環(huán)3相連并固定，連桿4的另一端安裝有按鈕 6,彈簧5穿設(shè)在連桿4上并置于按鈕6與儲液皿2頂端之間，緩沖皿12 內(nèi)安裝有透氣隔板13,緩沖皿12的底部一側(cè)、儲液亞2的頂部一側(cè)分別 都設(shè)有氣嘴(11,14)，緩沖皿12上設(shè)有的氣嘴14要穿過透氣隔板13,所 述的透氣隔板13上設(shè)有篩狀小孔，所述的按，6設(shè)計成臺階形，電磁鐵8 固定在儲液亞2靠近連桿4 一側(cè)，電磁鐵8的聯(lián)動軸9上安裝一壓桿7, 并使壓桿7的另一端與按鈕6的臺面相連。
本實用新型的工作過程為當(dāng)被測氣流為正壓狀態(tài)時，氣流由氣嘴ll
5進(jìn)入儲液亞2,由于儲液皿的容積較大，氣流經(jīng)儲液皿緩沖后平穩(wěn)地由皂 膜管1的啟膜口 IO進(jìn)入流向皂膜管1的上端并進(jìn)入緩沖亞下層，經(jīng)過透氣 隔板13周圍的篩狀小孔進(jìn)入緩沖皿上層由氣嘴14排除。在儲液皿的底部 加有1-2mm深的皂液，當(dāng)克服彈簧5的張力按下按鈕6時，連桿4即帶動 啟膜環(huán)3向下運動并使啟膜環(huán)3與儲液皿2底部的急液面平整均勻地相切， 當(dāng)松開按鈕6時啟膜環(huán)3的中心形成平整的液膜被提取并在氣流的帶動下 進(jìn)入皂膜管1,初次使用時需要潤滑皂膜管1內(nèi)壁幾次。當(dāng)液膜在皂膜管1 中上升至緩沖皿12的下層時，由于其直徑突然變大，且在透氣隔板13的 篩狀小孔作用下讓液膜迅速破滅，使液泡不會進(jìn)入緩沖皿12的上層并由氣 嘴14流向被測設(shè)備，在用戶無需增加任何保護(hù)裝置的情況下仍能保障后級 設(shè)備的安全。當(dāng)被測氣體為負(fù)壓狀態(tài)時，抽氣端接于氣嘴14抽氣即可完成 上述過程的啟膜，無需做裝置的調(diào)整。當(dāng)需要連續(xù)對一個流量進(jìn)行多次重 復(fù)測量時，為了提高工作效率、保證操作的一致性及連續(xù)啟膜的可靠性， 可采用自動啟膜方式。自動啟膜由單片機(jī)或計算機(jī)發(fā)出電信號，使電磁鐵 產(chǎn)生機(jī)械拉力，在壓桿7的帶動下克服彈簧5的張力使按鈕6的臺面向下 運動，當(dāng)取消電信號時，電磁鐵釋放，按鈕6在彈簧5的張力下復(fù)位，即 完成一次自動啟膜過程。如果采用的是減速電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)作為自動啟膜 的機(jī)械力，如圖2,在電機(jī)17的軸18上裝有壓桿7',電機(jī)橫向安裝，當(dāng) 電機(jī)正轉(zhuǎn)(圖2中A方向)時帶動壓桿7'做偏心運動，對按鈕6的臺面向 下產(chǎn)生壓力，將按4丑6的臺面壓下，當(dāng)電機(jī)反轉(zhuǎn)時，壓桿7'向上抬起，按 鈕6復(fù)位，即完成一次自動啟膜。在采用電機(jī)產(chǎn)生機(jī)械力時，如果將壓桿 7'換成旋轉(zhuǎn)凸輪，且旋轉(zhuǎn)凸輪的外邊與按鈕6的臺面靠緊，當(dāng)電機(jī)帶動凸 輪轉(zhuǎn)動至最高點時凸輪將按鈕6的臺面壓下，當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)至最低點時，按鈕 6復(fù)位，同樣可以快速地完成自動啟膜功能。
實際應(yīng)用中，當(dāng)在皂膜管1的上下各裝上一組光電傳感器，結(jié)合單片 機(jī)控制系統(tǒng)，即可構(gòu)成一高精度、高可靠性、結(jié)構(gòu)簡單且可操作性極強(qiáng)的 電子皂膜流量計，完美地實現(xiàn)了氣體流量的自動或手動啟膜測量。
權(quán)利要求1、皂膜流量計啟膜裝置，包括皂膜管、儲液皿、啟膜環(huán)、連桿、彈簧、按鈕、緩沖皿、透氣隔板及氣嘴，其特征在于皂膜管一端嵌入安裝在儲液皿內(nèi)，皂膜管另一端與緩沖皿相連并固定，且使皂膜管的啟膜口與儲液皿底部保持4-6mm間距，啟膜環(huán)套裝在皂膜管的啟膜口端，連桿從儲液皿的頂端插入，連桿插入儲液皿的一端與啟膜環(huán)相連并固定，連桿的另一端安裝有按鈕，彈簧穿設(shè)在連桿上并置于按鈕與儲液皿頂端之間，緩沖皿內(nèi)安裝有透氣隔板，緩沖皿的底部一側(cè)、儲液皿的頂部一側(cè)分別都設(shè)有氣嘴，緩沖皿上設(shè)有的氣嘴要穿過透氣隔板。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的皂膜流量計啟膜裝置，其特征在于所述的 透氣隔板上設(shè)有篩狀小孔。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的皂膜流量計啟膜裝置，其特征在于所述的 按鈕設(shè)計成臺階形。.
4、 根據(jù)權(quán)利要求1 - 3之一所述的皂膜流量計啟膜裝置，其特征在于 還包括電磁鐵和壓桿，電磁鐵固定在儲液皿靠近連桿一側(cè)，電磁鐵的聯(lián)動 軸上安裝一壓桿，并使壓桿的另一端與按鈕的臺面相連。
專利摘要本實用新型涉及皂膜流量計啟膜裝置，連接方式如下皂膜管一端嵌入在儲液皿內(nèi)，皂膜管另一端與緩沖皿連接固定，且皂膜管的啟膜口與儲液皿底部保持4-6mm間距，啟膜環(huán)套裝在皂膜管的啟膜口端，連桿從儲液皿頂端插入，連桿插入儲液皿一端與啟膜環(huán)相連并固定，連桿另一端安裝有按鈕，彈簧穿在連桿上并置于按鈕與儲液皿頂端之間，緩沖皿內(nèi)裝有透氣隔板，緩沖皿底部一側(cè)、儲液皿頂部一側(cè)分別都設(shè)有氣嘴，緩沖皿上的氣嘴要穿過透氣隔板。本實用新型可以實現(xiàn)皂膜流量計的自動或手動啟膜功能，采用這種啟膜原理能保證啟膜成功率高達(dá)98％，且啟膜厚度均勻，一致性好，操作簡單可靠，特別適合皂膜流量計各流量范圍段的手動或自動啟膜。
文檔編號G01F1/36GK201408034SQ20092008578
公開日2010年2月17日 申請日期2009年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月15日
發(fā)明者安建峰, 祥 李, 汪天照, 董華斌, 雷興旺 申請人:武漢銘為電子科技有限公司