[实用新型]具备教学效果流量数显的自循环伯努利实验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及实验量测领域，具体涉及一种具备教学效果流量数显的自循环伯努利实验装置。

背景技术

伯努利方程即为不可压缩液体恒定流的能量方程，是水力学与流体力学三大重要方程之一，其物理意义是：水流从一个断面流到另一个断面过程中，单位重液体的位能、压能、动能是可以相互转换的，但前一个断面的单位总机械能应等于后一断面的单位总机械能与两断面之间流体的能量损失之和，能量损失以热能的形式耗散了，因此，与其他三项能量之间的转换是不可逆的。伯努利方程教学实验是水力学与流体力学重要教学内容之一。

其中，专利号为ZL200420091079.5的中国实用新型专利公开了一种桌面小型化的、具备独立自循环恒压供水系统的自循环伯努利方程实验仪，自2005年发明以来已被国内几百所院校采用，方便了进行现代实验教学。作为学生理论验证性实验，这其中很重要的一个实验物理量测量参数为实验管道的流量。传统测定实验管道流量时，需要在流量稳定时，用重量法(即通过秒表计时，在管嘴射流的下游水槽出流口用水筒接取一筒水，并用电子秤称重换算得到水体积，再除以计时时间即能得到出流流量)或体积法(直接用大的量筒接取出流水，并用秒表计时)去测量实验管道的出流流量，费时费力，实验环境也容易搞湿搞脏，学生对这类传统的流量测量方法学习1～2次以后即可达到实验教学目的，不需要对每个流体力学实验都重复这类手工传统的测量方法，可以将节省的宝贵实验操作时间更好的用于实验原理探究与学习上。同时，传统流量测量方法也无法实时测量实验管道的出流流量。

随着现代量测技术的发展，其他各行业领域的实验仪器在现代量测技术的创新和应用上已远远领先于流体力学类实验教学仪器。而对于自循环伯努利方程实验仪这类重要的基础实验仪器想要实现数字化量测，想要实现全面测控、实现将来的网络远程实验、实现教师课堂远程实验量测演示，第一步要解决的就是如何实现上述流量的数字化量测问题。同时，作为实验教学仪器应该保留原来实验管道，不能破坏伯努利实验管道中的测压点，并应用流体力学基本原理来解决伯努利实验仪中小口径实验管低流量的高精度测量问题的话，会更具教学效果。

实际市场上，可应用于伯努利实验仪器实验管道均匀段实验管径14毫米左右，水流流量范围10-300ml/s的小流量高精度的数显流量测量装置，目前处于空白状态。教学实验上通常用如传统的重量计时法或体积计时法手工测量为主。若配备现代量测仪器时，以典型的压差式流量仪为例，在实验教学应用中却有很多问题。压差式流量仪的压差式信号发生器(例文丘里、孔板等)所产生的流量信号压差大多数仅为0.1-50厘米水柱，而现有流量仪是通过水管连通管将传感器与压差信号发生器的测压点直接相连通，传感器的压力是通过水体传送的，传感器端是密封的，内有空气阻隔，连通管中的有压水柱不能直接作用在传感器的压力芯片上，又由于传感器内的压力传递通道很细小，因而在液气交界面上产生很大的表面张力，其值可达到1-5厘米水柱，甚至更大，使流量信号的压力误差达10％以上，会造成中低端流量误差达10％-30％，因而此类流量仪无法用于有高精度要求的教学实验装置上；现在市场上也有供应小管径的涡轮流量计等非压差式流量仪，但是目前这类型流量计1％-2％以上精度的流量测量范围，是其满度的70％-100％，在30％以下都是不适用的，而自循环伯努利实验仪实验流量范围正好处在30％以下，所以也是无法选用。

由上，对伯努利实验仪器进行研发创新，研制针对伯努利实验仪器的具备教学效果的现代数显流量仪是目前日益迫切的需求。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供了一种具备教学效果流量数显的自循环伯努利实验装置，在优选技术方案中，具备教学效果流量数显的自循环伯努利实验装置还能在正常的流量测量实验过程中实时调零，是低压差高精度流量仪器。

一种具备教学效果流量数显的自循环伯努利实验装置，其特征在于，包括：

自循环伯努利实验仪，包含有：伯努利实验管道，所述的伯努利实验管道中的一段为用于产生压差信号的压差式流量信号发生器；

与所述压差式流量信号发生器连接的压差高端液气转换筒和压差低端液气转换筒，所述的压差高端液气转换筒和压差低端液气转换筒上各设有一个放气嘴，该两个放气嘴外连接有活动密封塞；

与所述压差高端液气转换筒和压差低端液气转换筒密封连接，用于检测所述压差高端液气转换筒内压缩空气与压差低端液气转换筒内压缩空气的压差的压差传感器；

与所述压差传感器连接，用于将所述压差传感器检测到的压差信号转换成流量的微电脑数显表。