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電動數(shù)字微壓計的制作方法

文檔序號:5870993閱讀:149來源:國知局
專利名稱:電動數(shù)字微壓計的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種可用于對污染源采樣設(shè)備的動壓測量系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)、檢定的電數(shù)字微壓計。
背景技術(shù)
目前,現(xiàn)有用于校準(zhǔn)、檢定污染源采樣設(shè)備動壓測量系統(tǒng)的設(shè)備為我國從前蘇聯(lián) 引進(jìn)的機械式補償微壓計,其具有準(zhǔn)確度高、重復(fù)性好、壓力發(fā)生穩(wěn)定的特點。但是現(xiàn)有的 機械式補償微壓計也存在如下缺陷1)靜壓端(水匣)的升降是通過操作人員手工撥動 “微調(diào)盤”實現(xiàn)的,勞動量大,操作不易掌握,操作人員初次使用時易將補償微壓計弄倒,甚 至摔壞,手動發(fā)生壓力時,若控制不當(dāng),極易在高量程或低量程卡死;2)現(xiàn)有的的微壓計是 通過度板和微調(diào)盤上的刻度數(shù)值來計算壓力值,不能直接讀數(shù);3)現(xiàn)有的微壓計其最大測 量范圍為-2500 2500Pa,不能滿足市場新的需求;4)現(xiàn)有的微壓計不能測量大氣壓、溫 度、濕度等環(huán)境參數(shù),實驗室建設(shè)時還需要額外配置相應(yīng)的儀表設(shè)備,使用不便且增加了成 本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種電動數(shù)字微壓計,該微壓計能夠自動完成壓力補償直 接給出壓力值,同時還能測量大氣壓、溫度、濕度等環(huán)境參數(shù)的數(shù)值。為了解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為一種電動數(shù)字微壓計,其包括有殼體、設(shè)置于所述殼體內(nèi)的微壓補償器絲桿和壓 力發(fā)生器,所述壓力發(fā)生器包括設(shè)有靜壓氣嘴的水匣和通過管路與動壓氣嘴連接的儲水 罐,所述水匣設(shè)置于所述微壓補償器絲桿上、并通過連接軟管與所述儲水罐連接,所述電動 數(shù)字微壓計還包括能夠控制所述水匣作垂直上下運動的電動升降裝置和MCU主控板,所述 電動升降裝置包括設(shè)置在所述殼體內(nèi)頂端的步進(jìn)電機、固定在所述步進(jìn)電機轉(zhuǎn)軸上的小傳 動輪、固定在所述微壓補償器絲桿頂端的大傳動輪以及用于水平傳動連接所述小傳動輪與 所述大傳動輪的傳動帶,所述MCU主控板具有受MCU控制并與所述步進(jìn)電機電連接的步進(jìn) 電機驅(qū)動模塊,所述步進(jìn)電機驅(qū)動模塊能夠驅(qū)動所述步進(jìn)電機運轉(zhuǎn)。所述殼體內(nèi)的上下兩端分別固設(shè)有供所述微壓補償器絲桿垂直穿設(shè)的上支板和 底座,所述步進(jìn)電機的轉(zhuǎn)軸垂直向上穿過所述上支板,所述小傳動輪與所述大傳動輪設(shè)置 在所述上支板的上表面。所述電動升降裝置還包括有設(shè)置在所述殼體內(nèi)、并與所述MCU主控板電連接能夠 限定所述水匣升降范圍的上行程限位開關(guān)和下行程限位開關(guān);所述上行程限位開關(guān)對應(yīng)于 所述水匣的上端面設(shè)置在所述上支板上,所述下行程限位開關(guān)對應(yīng)于所述水匣的下端面設(shè) 置在所述底座上;所述上行程限位開關(guān)或者所述下行程限位開關(guān)與所述MCU主控板的電路 連通后,能夠改變所述步進(jìn)電機的運轉(zhuǎn)方向。所述上支板和所述底座之間還設(shè)有支撐桿,所述支撐桿平行于所述微壓補償器絲桿設(shè)置。所述MCU主控板還包括有液晶顯示模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、壓力測量模塊和環(huán)境參數(shù)測量模塊;所述壓力測量模塊包括與所述動壓氣嘴和所述靜壓氣嘴通過軟管連接的差壓 傳感器,所述環(huán)境參數(shù)測量模塊包括數(shù)字大氣壓傳感器、溫度傳感器和濕度傳感器,所述液 晶顯示模塊包括設(shè)在所述殼體的外側(cè)面板上的數(shù)字顯示器;所述壓力測量模塊和所述環(huán)境 參數(shù)測量模塊均與所述數(shù)據(jù)采集模塊電連接,所述數(shù)據(jù)采集模塊、MCU和所述液晶顯示模塊 依序電連接。所述電動數(shù)字微壓計,還包括有鄰近所述數(shù)字顯示器設(shè)置在所述殼體的外側(cè)面板 上的操作鍵盤,所述操作鍵盤通過電路板與所述MCU主控板電連接、并能操控所述步進(jìn)電 機驅(qū)動模塊、所述壓力測量模塊、所述環(huán)境參數(shù)測量模塊、所述數(shù)據(jù)采集模塊和所述液晶顯 示模塊。所述步進(jìn)電機為脈沖步進(jìn)電機。所述儲水罐標(biāo)示有水準(zhǔn)線。所述殼體與所述儲水罐相對應(yīng)的位置處開設(shè)有觀測孔。所述殼體的底部安裝有固定腳和調(diào)平螺釘,所述殼體的頂部安裝有水平泡。本發(fā)明電動數(shù)字微壓計可交直流兩用,其利用“U型壓力計”測壓原理,通過電動升 降裝置的傳動使水匣上下運動,自動形成液位差來發(fā)生壓力,并自動跟蹤設(shè)定壓力值,無需 手工操作,對操作人員無培訓(xùn)要求,不會有傾倒的隱患,而且電動發(fā)生的壓力更穩(wěn)定。通過 增加微壓補償器絲桿的長度,使壓力發(fā)生范圍為-3000 3000Pa,滿足市場新的測量范圍 需求。此外,通過液晶顯示模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、壓力測量模塊、環(huán)境參數(shù)測量模塊以及操作 鍵盤,可直接顯示發(fā)生的壓力值和大氣壓、溫度、濕度等環(huán)境參數(shù)值。


圖1為本發(fā)明電動數(shù)字微壓計的立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明電動數(shù)字微壓計的平面結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明中MCU主控板的架構(gòu)方框圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明電動數(shù)字微壓計作進(jìn)一步地詳細(xì)說明。如圖1和圖2所示,本發(fā)明電動數(shù)字微壓計,其包括有殼體1、設(shè)置于殼體1內(nèi)的微 壓補償器絲桿2和壓力發(fā)生器。壓力發(fā)生器包括設(shè)有靜壓氣嘴3的水匣4和通過管路與動 壓氣嘴5連接的儲水罐6,儲水罐6上標(biāo)示有水準(zhǔn)線7,水匣4設(shè)置于微壓補償器絲桿2上, 并通過連接軟管(圖未示出)與儲水罐6連接。殼體1主要由頂板8、前蓋9、后蓋10和外 側(cè)面板11圍構(gòu)而成,為了便于觀察儲水罐6中的水位相對于水準(zhǔn)線7的位置高低,在后蓋 10與儲水罐6相對應(yīng)的位置處開設(shè)有觀測孔12。殼體1的底部安裝有主要由調(diào)平螺釘13 和固定腳14構(gòu)成的水平調(diào)節(jié)裝置,殼體1的頂部安裝有水平泡15。殼體1的上部還設(shè)有雙 頭氣嘴16,因其屬于現(xiàn)有技術(shù),因此這里不再贅述。本發(fā)明電動數(shù)字微壓計,其還包括有能夠控制水匣4作垂直上下運動的電動升降 裝置和MCU主控板20,其中MCU主控板20安裝于殼體1的外側(cè)面板11的下面。電動升降裝置包括設(shè)置在殼體1內(nèi)部頂端的步進(jìn)電機(圖未示出)、固定在步進(jìn)電機轉(zhuǎn)軸上的小傳動 輪17、固定在微壓補償器絲桿2頂端的大傳動輪18以及用于水平傳動連接小傳動輪17與 大傳動輪18的傳動帶。其中,步進(jìn)電機可為脈沖步進(jìn)電機。如圖3所示,MCU主控板20具 有受MCU控制并與步進(jìn)電機電連接的步進(jìn)電機驅(qū)動模塊,步進(jìn)電機驅(qū)動模塊能夠驅(qū)動步進(jìn) 電機運轉(zhuǎn)。由此,當(dāng)通過MCU主控板20控制的步進(jìn)電機驅(qū)動模塊驅(qū)動步進(jìn)電機運轉(zhuǎn)時,可 使固定在步進(jìn)電機轉(zhuǎn)軸上的小傳動輪17轉(zhuǎn)動,并通過傳動帶帶動固定在微壓補償器絲桿 2上的大傳動輪18也相應(yīng)地發(fā)生轉(zhuǎn)動,從而能夠?qū)⒉竭M(jìn)電機和大小傳動輪的水平轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換 為固定在微壓補償器絲桿2上的水匣4的垂直上下運動。此外,通過改變微壓計的構(gòu)造,增 加微壓補償器絲桿2的長度,可使壓力發(fā)生范圍為-3000 3000Pa,從而能滿足市場新的測 量范圍需求。 在殼體1內(nèi)的上下兩端可分別固設(shè)有供微壓補償器絲桿2垂直穿設(shè)的上支板19 和底座26,步進(jìn)電機的轉(zhuǎn)軸垂直向上穿過上支板19,小傳動輪17與大傳動輪18設(shè)置在上 支板19的上表面,由此可加強穩(wěn)固電動升降裝置的傳動。在上支板19和底座26之間設(shè)置 有三根平行于微壓補償器絲桿2的支撐桿21,以起到支撐、穩(wěn)固的作用。電動升降裝置還包括有設(shè)置在殼體1內(nèi)、并與MCU主控板20電連接能夠限定水匣 4升降范圍的上行程限位開關(guān)和下行程限位開關(guān)(圖未示出),其中上行程限位開關(guān)對應(yīng)于 水匣4的上端面設(shè)置在上支板19上,下行程限位開關(guān)對應(yīng)于水匣4的下端面設(shè)置在底座26 上。上行程限位開關(guān)或者下行程限位開關(guān)與MCU主控板20的電路連通后,能夠改變步進(jìn)電 機的運轉(zhuǎn)方向。當(dāng)水匣4在上升過程中觸壓上行程限位開關(guān)的觸點時,使上行程限位開關(guān) 與MCU主控板20之間的電路導(dǎo)通,提供給MCU主控板一個電信號,MCU主控板接收到該電 信號后能夠操控步進(jìn)電機驅(qū)動模塊,使步進(jìn)電機進(jìn)行反向運轉(zhuǎn),從而使水匣4停止上升而 自動下降。當(dāng)水匣4在下降過程中觸發(fā)下行程限位開關(guān)的觸點時,使下行程限位開關(guān)與MCU 主控板20之間的電路導(dǎo)通,會再次提供給MCU主控板一個電信號,MCU主控板接收到該電 信號后能夠再次操控步進(jìn)電機驅(qū)動模塊,使步進(jìn)電機停止運轉(zhuǎn),從而使水匣4停止下降。由 此,可確保電動微壓計的水匣4在限定的范圍內(nèi)運動。本發(fā)明電動數(shù)字微壓計采用上述結(jié)構(gòu)后具有自動排空功能,即能夠自動排除水匣 4與儲水罐6之間連接軟管內(nèi)蒸餾水中的氣泡。初次使用本發(fā)明,加入蒸餾水后,在靜壓氣 嘴3和動壓氣嘴5空載的條件下,啟動步進(jìn)電機使水匣4自動上升,相應(yīng)地水匣4中的水位 下降、儲水罐6中的水位上升,從而有效消除連接管路中的氣泡,直到水匣4的上端面頂壓 上行程限位開關(guān),使MCU主控板20能夠控制步進(jìn)電機反向運轉(zhuǎn),使水匣4停止上升而自動 下降,此時水匣4中的水位相應(yīng)地上升、動壓氣嘴5連接儲水罐6之間的管路中的水位下 降,再次有效消除連接管路中的氣泡,直到水匣4的下端面頂壓下行程限位開關(guān),使MCU主 控板20控制步進(jìn)電機停止運轉(zhuǎn),從而使水匣4停止下降,完成自動排空功能。如圖3所示,本發(fā)明中的MCU主控板20,還包括有壓力測量模塊22、環(huán)境參數(shù)測量 模塊23、數(shù)據(jù)采集模塊24和液晶顯示模25。壓力測量模塊22包括與動壓氣嘴5和靜壓氣 嘴3通過軟管連接的差壓傳感器,以測量產(chǎn)生的壓力值,其壓力分辨率為0. IPa0環(huán)境參數(shù) 測量模塊23包括數(shù)字大氣壓傳感器、溫度傳感器和濕度傳感器等儀器,可相應(yīng)地測出大氣 壓、溫度、濕度等環(huán)境參數(shù)。液晶顯示模塊25包括設(shè)在殼體1的外側(cè)面板11上的數(shù)字顯示 器。其中,壓力測量模塊22和環(huán)境參數(shù)測量模塊23中的模擬器件的電路均與數(shù)據(jù)采集模塊24連接,數(shù)據(jù)采集模塊24、MCU和液晶顯示模塊25依序電連接。壓力測量模塊22與環(huán) 境參數(shù)測量模塊23中的模擬器件所測量出的電信號數(shù)據(jù),通過數(shù)據(jù)采集模塊24數(shù)據(jù)處理 (即轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號)后,再經(jīng)MCU處理后送至液晶顯示模塊25,通過數(shù)字顯示器直接以十 進(jìn)制數(shù)字顯示出發(fā)生的壓力值和大氣壓、溫度、濕度等環(huán)境參數(shù)值。本發(fā)明電動數(shù)字微壓計,其還包括有鄰近數(shù)字顯示器設(shè)置在殼體1的外側(cè)面板11 上的操作鍵盤(圖未示出)。操作鍵盤通過電路板與MCU主控板20電連接,并能夠通過控 制電路操控步進(jìn)電機驅(qū)動模塊、壓力測量模塊22、環(huán)境參數(shù)測量模塊23、數(shù)據(jù)采集模塊24 和液晶顯示模塊25進(jìn)行相應(yīng)的功能操作。本發(fā)明電動數(shù)字微壓計可交直流兩用,是一臺高精度的壓力發(fā)生儀表和壓力測量 儀表。通過電動升降裝置的傳動使水匣上下運動,自動形成液位差來發(fā)生壓力,并自動跟蹤 設(shè)定壓力值,無需手工操作,不會有傾倒和卡死的隱患,而且電動發(fā)生的壓力更穩(wěn)定。此外, 通過壓力測量模塊、環(huán)境參數(shù)測量模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、液晶顯示模塊,可直接顯示發(fā)生的 壓力值和大氣壓、溫度、濕度等環(huán)境參數(shù)值。
權(quán)利要求
一種電動數(shù)字微壓計,其包括有殼體、設(shè)置于所述殼體內(nèi)的微壓補償器絲桿和壓力發(fā)生器,所述壓力發(fā)生器包括設(shè)有靜壓氣嘴的水匣和通過管路與動壓氣嘴連接的儲水罐,所述水匣設(shè)置于所述微壓補償器絲桿上、并通過連接軟管與所述儲水罐連接,其特征在于其還包括能夠控制所述水匣作垂直上下運動的電動升降裝置和MCU主控板;所述電動升降裝置包括設(shè)置在所述殼體內(nèi)頂端的步進(jìn)電機、固定在所述步進(jìn)電機轉(zhuǎn)軸上的小傳動輪、固定在所述微壓補償器絲桿頂端的大傳動輪以及用于水平傳動連接所述小傳動輪與所述大傳動輪的傳動帶;所述MCU主控板具有受MCU控制并與所述步進(jìn)電機電連接的步進(jìn)電機驅(qū)動模塊,所述步進(jìn)電機驅(qū)動模塊能夠驅(qū)動所述步進(jìn)電機運轉(zhuǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動數(shù)字微壓計,其特征在于所述殼體內(nèi)的上下兩端分別 固設(shè)有供所述微壓補償器絲桿垂直穿設(shè)的上支板和底座,所述步進(jìn)電機的轉(zhuǎn)軸垂直向上穿 過所述上支板,所述小傳動輪與所述大傳動輪設(shè)置在所述上支板的上表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動數(shù)字微壓計,其特征在于所述電動升降裝置還包括有 設(shè)置在所述殼體內(nèi)、并與所述MCU主控板電連接能夠限定所述水匣升降范圍的上行程限位 開關(guān)和下行程限位開關(guān);所述上行程限位開關(guān)對應(yīng)于所述水匣的上端面設(shè)置在所述上支板 上,所述下行程限位開關(guān)對應(yīng)于所述水匣的下端面設(shè)置在所述底座上;所述上行程限位開 關(guān)或者所述下行程限位開關(guān)與所述MCU主控板的電路連通后,能夠改變所述步進(jìn)電機的運 轉(zhuǎn)方向。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動數(shù)字微壓計,其特征在于所述上支板和所述底座之間 還設(shè)有支撐桿,所述支撐桿平行于所述微壓補償器絲桿設(shè)置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動數(shù)字微壓計,其特征在于所述MCU主控板還包括有液 晶顯示模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、壓力測量模塊和環(huán)境參數(shù)測量模塊;所述壓力測量模塊包括與 所述動壓氣嘴和所述靜壓氣嘴通過軟管連接的差壓傳感器,所述環(huán)境參數(shù)測量模塊包括數(shù) 字大氣壓傳感器、溫度傳感器和濕度傳感器,所述液晶顯示模塊包括設(shè)在所述殼體的外側(cè) 面板上的數(shù)字顯示器;所述壓力測量模塊和所述環(huán)境參數(shù)測量模塊均與所述數(shù)據(jù)采集模塊 電連接,所述數(shù)據(jù)采集模塊、MCU和所述液晶顯示模塊依序電連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電動數(shù)字微壓計,其特征在于其還包括有鄰近所述數(shù)字顯 示器設(shè)置在所述殼體的外側(cè)面板上的操作鍵盤,所述操作鍵盤通過電路板與所述MCU主控 板電連接、并能操控所述步進(jìn)電機驅(qū)動模塊、所述壓力測量模塊、所述環(huán)境參數(shù)測量模塊、 所述數(shù)據(jù)采集模塊和所述液晶顯示模塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動數(shù)字微壓計,其特征在于所述步進(jìn)電機為脈沖步進(jìn)電機。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動數(shù)字微壓計,其特征在于所述儲水罐標(biāo)示有水準(zhǔn)線。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動數(shù)字微壓計,其特征在于所述殼體與所述儲水罐相對 應(yīng)的位置處開設(shè)有觀測孔。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動數(shù)字微壓計,其特征在于所述殼體的底部安裝有固定 腳和調(diào)平螺釘,所述殼體的頂部安裝有水平泡。
全文摘要
本發(fā)明為一種電動數(shù)字微壓計,其包括有殼體、設(shè)置于殼體內(nèi)的微壓補償器絲桿和壓力發(fā)生器,壓力發(fā)生器包括設(shè)有靜壓氣嘴的水匣和通過管路與動壓氣嘴連接的儲水罐,水匣設(shè)置于微壓補償器絲桿上、并通過連接軟管與儲水罐連接。本發(fā)明電動數(shù)字微壓計還包括其還包括電動升降裝置和MCU主控板;電動升降裝置包括設(shè)置在殼體內(nèi)頂端的步進(jìn)電機、固定在步進(jìn)電機轉(zhuǎn)軸上的小傳動輪、固定在微壓補償器絲桿頂端的大傳動輪以及用于水平傳動連接小傳動輪與大傳動輪的傳動帶;MCU主控板具有受MCU控制并與步進(jìn)電機電連接的步進(jìn)電機驅(qū)動模塊,能夠驅(qū)動步進(jìn)電機運轉(zhuǎn)。本發(fā)明通過電動升降裝置的傳動能夠使水匣上下運動,自動形成液位差來發(fā)生壓力。
文檔編號G01L7/18GK101806648SQ20101015984
公開日2010年8月18日 申請日期2010年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月29日
發(fā)明者劉文藝, 張培生, 李虹杰, 楊穎 申請人:武漢市天虹儀表有限責(zé)任公司
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