[实用新型]液柱复合式测压计

说明书

技术领域：流体静力学，测量流体压强的仪器。

目前用于测量流体压强的计量仪器一般归结为液柱式和机械弹力式两种方式，常用于测量大气压强的如水银气压计（托里拆利管）和无液气压计（金属盒气压计），还有其他的测压计如∪型压强计和气压表等。

无液测压计体积小，但由于机械构件的局限，存在准确性差和指示非线性等缺点。液柱式（主要为水银柱）测压计虽然具有准确性好，指示数值线性等优点，但由于普通液柱式测压计本身是利用液位高度差产生成比例的压强差，也就不可避免地带来了局限，液柱过高而引起整体体积庞大，造成携带不便，在很多场合的使用受到限制。

本技术是在现有液柱式测压计的基础上加以改进，引入虹吸现象。目的是增大量程缩小体积，解决量程与自身高度同步增大的矛盾，提供体积小，便于携带的测量仪器。

本技术的具体方案是，以双液蛇形管替代长直形液柱管，形成液柱复合式测压计。其意图是把垂直方向的有效液柱高度分割成若干段，置于水平位置，利用虹吸作用对各段进行串联叠加，而能确保其线性关系不变。

结构上由若干个等截面∪形管正反两两对接组合而成，构成形状为的蛇形管，蛇形管中一端的上部作为待测压强的气体或液体的接入口（如作测大气压的气压计则直接开口），另一端上部为真空（或接其他标准压强），蛇形管内注有二种液体，其密度相差较大且不相容，蛇形管下部为密度较大的液体（如水银）成若干个∪形差压器，各自的两端能形成高度差而产生压强差值，上部为密度较轻的液体（如酒精，水等），成∩形虹吸管，传递界面压强，使各段压强叠加。

在蛇形管中，当下部∪形管段左右两边的液柱形成高度差时，低端的界面就有一定的压强值，由于两液体界面是彼此相接，同样的上部∩形管段左右就形成反方向的高度差，如果上下是同一液体，自然压强最后就相互抵消。

但现在下部∪形管段内液体的密度为ρ₁，上部∩形管段内液体的密度为ρ₂，ρ₁>>ρ₂，根据P＝ρh，同样高度的液柱，不同液体所形成的压强就不同，有P₁>>P₂，所以管内压强传递的结果，彼此间仅抵消很小的一部分，各∪形管段内高密度液体的液柱高度差形成的压强值就会传递累加，这样就实现了几个高度差较小的液柱组合后总体产生较大压强的目的。

本实用新型技术，根本上还是利用流体静力学原理P＝ρh，这就与一般现有的液柱式一样，具有指示值线性和数值准确的优点，而引入的虹吸作用则有效地解决了一定量程下，仪器体积无法缩小的问题。形象化地说，是提供了把长直形的托里拆里管弯曲成矮小的蛇形管的技术。因而本技术可应用于各种用途的液柱式测压计的改进，而成为各种新型的测量气体压强，液体压强的仪器，也可以以此为基础，作为其他用途的测量仪器和设施。如气体压力（压强）计，液体压力（压强）计，大气压计，医用血压计，海拔高度计。

本实用新型其核心是引入虹吸作用，∪形管段是通过∩形管段交错对口，逐一连接成叠合式结构，其排列方式和叠合的数目不受限制，可根据测量对象的要求并综合仪器的体积、量程、精度等诸因素而定，蛇形管中∪形管段不少于二个，一般的以二，三个为宜。

附图描述了本实用新型技术的一个实例，该仪器是用于测量大气压强的气压计，标准气压为真空，图一为其主体部分的蛇形管。蛇形管水平面上竖直放置，其中的∪形管段为三个。蛇形管（1）的右上端为被测气体（8），水银柱段（3），（5），（7）的液位差分别为h₁，h₃，h₅，酒精（4），（6）的液位差分别为h₂，h₄，各液体界面的压强分别为P₁，P₂，P₃，P₄，P₅，P₆，所测气压值为P_X，水银密度为ρ₁，酒精密度为ρ₂，真空室（2）的压强 为P₀＝0。

则有：P₁＝P₀＝0 P₂＝P₁＋ρ₁gh₁