[实用新型]可电脑操控的流体静力学实验装置

说明书

本实用新型提供一种可电脑操控的流体静力学实验装置。包括：大水箱、小水箱、泄水降压电磁阀、连通大气电磁阀、密封水箱电磁阀、液位计、实验台、摄像头、加压泵、真空泵、真空表、压力变送器、U型测压管、连通管、真空测压管、测压管、PLC控制系统和触摸屏电脑。PLC控制系统软控制气泵启、停及软控制阀门启闭或者调节开度，结合PLC控制系统后的压力变送器和电子液位计自动检测和记录相关水力参数；摄像头用于在电脑中监控实验的真实运行情况；触摸屏电脑与PLC连接，用于显示和实施PLC相关的软控制、数据存储及程序载体、摄像头调用；本实用新型解决了高校开设流体静力学实验存在的相关问题，如手动操作不精准，记录数据不及时。

技术领域

本实用新型涉及教育教学及工业控制技术领域，尤其涉及一种可电脑操控的流体静力学实验装置。

背景技术

目前国内各高校给排水科学与工程专业一般需开设相关专业实验，其中包括流体静力学实验等。现阶段实验设备一般包括水箱、测压管、加压打气球、阀门等。在水力学实验运行过程中，通过设备上安装的电磁阀、压力变送器、液位计等得出实验结果数据。

现阶段国内流体静力学实验平台可归为两种：一是由学生动手进行实验操作。由于实际操作必须根据实验指导书进行操作，要排除各种因素的影响，且实验中不可避免的存在系统误差，为得到准确的实验结果需进行多次实验，但在实际操作中，很难进行多次实验以得到准确的实验结果；还有一些实验现象不便于近距离观察的实验现象。

二是基于互联网的远程虚拟仿真实验方案，主要是采用软件仿真实验平台进行网上仿真或虚拟实验，这种方案的实验现象和数据都是在理想情况下由软件计算得到的，完全由软件来虚拟化实验环境，不具有实验过程中应有的真实性，实验过程固化，不能模拟实际情况中存在的各种干扰因素和误差，实验虽便于了解实验过程，但实验效果难以比拟真实实验，对学生创新能力和发现问题意识的培养不利。

发明内容

本实用新型的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供一种依托于可电脑操控的流体静力学实验装置，解决手动操控不精准、数据记录不及时及一些不便靠近观察的实验现象等问题。

所述可电脑操控的流体静力学实验装置包括：大水箱、小水箱、泄水降压电磁阀、连通大气电磁阀、密封水箱电磁阀、液位计、实验台、摄像头、加压泵、真空泵、真空表、压力变送器、U型测压管、连通管、真空测压管、测压管、PLC控制系统和触摸屏电脑。

所述PLC控制系统控制触摸屏电脑的信号输入与输出、加压泵、真空泵和摄像头的启闭；PLC控制系统采集电磁阀的开度；通过信号线采集压力变送器、电子液位计等的在线监测数据。

大水箱与U型测压管、连通管、测压管、真空测压管相连通，在大水箱上部连接有电磁阀、加压泵和真空泵以便于与大气相连和加减水箱内的气压。

在测压管、大水箱内安装有用于采集液位信息的电子液位计；在真空测压管上设置有真空表、压力变送器来实时采集真空测压管内的压力变化与数值。

进一步地，如上所述的可电脑操控的流体静力学实验装置，所述大水箱上安装有：平衡气压电磁阀、气泵；在测压管上安装有：电子液位计、真空表、压力变送器。

所述电磁阀通过PLC控制系统控制其开启度来调节流量。

所述压力变送器用于在线监测测压计中的压差数据。

所述电子液位计在线监测流量并反馈数据至PLC控制系统，便于与实验观测所得数据进行误差分析。

进一步地，如上所述的可电脑操控的流体静力学实验装置，包括PLC控制系统控制触摸屏电脑、各数据采集设备及摄像头。

所述PLC控制系统控制触摸屏电脑的信号输入与输出、加压泵、真空泵和摄像头的启闭；PLC控制系统采集电磁阀的开度；通过信号线采集压力变送器、电子液位计等的在线监测数据。