一种实验室用小流量气体流量计的制作方法

本实用新型涉及一种气体流量计，尤其涉及一种实验室用小流量气体流量计。

背景技术：

实验室发酵实验通常体系较小，产气量很低且存在不连续性，通常采用排水集气法对产气体积进行计量，但是容器体积有限，当容器积满后必须重新加水排气，如果容积选择偏小后会造成计量错误。

市面上有各种流量计用于气体计量，每种流量计都有最小流速要求，当产气达不到该最低限时不会产生信号用于计算或是计算不准确。由于流量传感原理的不同，微小气流传感器通常采用的是硅电桥的形式，但是其不能用于含水或是有腐蚀性气体的计量，这就限制其在实验室发酵实验中的应用；电子皂膜流量计是基于表面活性剂为基础的一种可以测量微小流量的设备，但是由于发酵产气中的成分不单一，可能会与表活剂发生反应导致皂膜形成出现问题，或是由于发酵过程中从体系中带出水分造成皂液增加引起计量不准，也不适用。

技术实现要素：

为了解决以上问题，本实用新型的目的是提供一种简单方便且计量准确的实验室用小流量气体流量计。

为了实现以上目的，本实用新型采用的技术方案：一种实验室用小流量气体流量计，包括依次从上而下设置的电子仓、顶盖、主体和底座。

所述电子仓内安装有单片机，所述电子仓侧壁上设置有显示屏，所述显示屏与单片机信号连接；单片机用于记录和换算主体内所流气体的体积，将结果进行累加，显示于显示屏上，将单片机与显示屏置于顶部的电子仓内，防止电路因漏水或泼溅导致损坏。

所述顶盖上设置有加水口，用于向主体内加水，利用排水法对通过气体的体积进行计算。

所述主体侧壁上设置有进气孔和出气孔，所述进气孔沿主体侧壁向下连通至主体底端的气道，所述气道末端连接气孔，所述气孔穿过主体底端连通主体内部，所述出气孔连通主体内部；气体通过进气孔、气道与气孔流进主体内，经过主体内的液体后，从出气孔排出。

所述主体一端侧壁上安装有光电传感器，另一端侧壁上安装有发射器，所述光电传感器用于接收发射器的信号，所述光电传感器和发射器均与单片机信号连接；所述主体内部底端铰接有翻板，所述翻板底端设置有两个对称的气仓，所述翻板顶端设置有遮挡凸起。主体内充满液体，气体进入一侧的气仓，当气体达到一定体积后，浮力所产生力矩超过翻板自重所形成力矩时，翻板倒向另一侧，排出累积气体，同时用遮挡凸起遮挡发射器所发出的红外线，引起光电传感器产生一次信号，并由单片机记录和换算；由于每次只有在一定量的气体作用下，翻板才能翻转，这一定量的气体体积和翻转板翻转的次数均由单片机记录和换算。

进一步的是，所述主体两端的侧壁上均设置有凹槽，凹槽上端开设有开孔，一个凹槽通过光电传感器安装孔安装所述光电传感器，另一个凹槽通过发射器安装孔安装所述发射器，所述光电传感器和发射器通过顶盖上的线路板通孔与单片机信号连接，两个凹槽内均设置有标识，便于安装，所述光电传感器安装孔正对所述发射器安装孔，使发射器所产生的信号能被光电传感器所接收。

进一步的是，所述翻板为三角形结构，两个气仓通过中间的分气挡板被隔开，所述翻板顶部两端设置有多个配重孔，所述配重孔两端出口所在面均为倾斜斜面。使用者可以根据实际要求增减配重，方便操作；配重孔两端出口所在面均为倾斜斜面，有效推动翻板实现快速动作。未开始工作时，往一端的配重孔加入配重块，使这一侧的气仓盖住气孔；工作后，气体流进这一侧的气仓，气体到达一定体积后，这一侧的气仓翻转，另一侧的气仓盖住气孔，另一侧气仓气体体积到达后，气仓翻转，以此类推，循环翻转。

进一步的是，所述翻板下端中部设置有轴孔，光电传感器所在凹槽内设置有轴固定孔，发射器所在凹槽内设置有轴入孔，翻板轴依次穿过轴入孔、轴孔和轴固定孔。轴孔位置低于翻板的整体重心，有效推动了翻板实现快速动作。

进一步的是，所述底座侧壁上设置有两个与凹槽配合的挡板，遮挡住凹槽内的光电传感器和发射器，防止其被破坏。

进一步的是，所述主体上端侧壁上设有水位观察窗，水位观察窗中部设有水位刻线，用于观察主体内的水位情况，便于使用者往主体内加水。

进一步的是，所述底座上设置有隔水板，所述隔水板与气道底端接触，密封住气道，使气体能顺利从进气孔、气道与气孔流进主体底端，防止跑气。

进一步的是，所述电子仓背部设置有电源接口和复位孔，用于电器元件的电源接入与单片机的复位操作。

进一步的是，所述加水口上安装有塞子，加水后盖上塞子，防止其他杂质进入主体内。

进一步的是，所述主体的材料为ABS塑料，主体上的密封胶为硅橡胶，所述光电传感器和发射器外壳为PC材料。由于实验室发酵实验中可能会产生腐蚀性气体如硫化氢，因此本实用新型内部完全采用耐腐性材料。

实用新型的有益效果：本实用新型结构紧凑，体积小巧，使用方便，光电传感器反应灵敏，翻板为对称的双气仓，有效防止因不及时回位跑气；本实用新型采用排水法对通过气体体积进行计算，主体内部具有一个三角形翻板，其具有两个对称气仓，气体流经气仓后，气仓翻转，采用光电传感器实现计数计算，由单片机对每次遮挡凸起所产生信号进行记录和换算，并显示于显示屏上，同时可长期储存数据；本实用新型适用于实验室发酵实验产生的小流量气体计量，方便了操作人员快速计量小流量的气体体积，具有很强的实用性。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的电子仓结构示意图；

图3为本实用新型的电子仓另一侧结构示意图；

图4为本实用新型的顶盖结构示意图；

图5为本实用新型的主体结构示意图；

图6为本实用新型的主体前视图；

图7为本实用新型的主体后视图；

图8为本实用新型的主体底视图；

图9为本实用新型的底座结构示意图；

图10为本实用新型的隔水板结构示意图；

图11为本实用新型的翻板结构示意图；

图12为本实用新型的翻板另一侧结构示意图；

图中：1、电子仓；11、显示屏；12、电源接口；13、复位孔；2、顶盖；21、加水口；22、线路板通孔；23、塞子；3、主体；31、进气孔；32、出气孔；33、气道；34、气孔；35、凹槽；36、光电传感器安装孔；37、发射器安装孔；38、轴固定孔；39、轴入孔；39-1、水位观察窗；4、底座；41、挡板；42、隔水板；5、翻板；51、气仓；52、遮挡凸起；53、分气挡板；54、配重孔；55、轴孔。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本实用新型作进一步阐述。

如图1所示，一种实验室用小流量气体流量计，包括依次从上而下设置的电子仓1、顶盖2、主体3和底座4。

如图2所示，所述电子仓1内安装有单片机，本实施例选用ATmega328P单片机，所述电子仓1侧壁上设置有显示屏11，所述显示屏11与单片机信号连接。如图4所示，所述顶盖2上设置有加水口21。

如图5和图8所示，所述主体3侧壁上设置有进气孔31和出气孔32，所述进气孔31沿主体3侧壁向下连通至主体3底端的气道33，所述气道33末端连接气孔34，所述气孔34穿过主体3底端连通主体3内部，所述出气孔32连通主体3内部。

所述主体3一端侧壁上安装有光电传感器，另一端侧壁上安装有发射器，本实施例发射器选用5mm红外线发射管，光电传感器选用5mm红外线接收管，所述光电传感器用于接收发射器的信号，所述光电传感器和发射器均与单片机信号连接；所述主体3内部底端铰接有翻板5，如图11-12所示，所述翻板5底端设置有两个对称的气仓51，所述翻板5顶端设置有遮挡凸起52。

作为本实用新型的优化方案，如图6-7所示，所述主体3两端的侧壁上均设置有凹槽35，凹槽35上端开设有开孔，一个凹槽35通过光电传感器安装孔36安装所述光电传感器，另一个凹槽35通过发射器安装孔37安装所述发射器，所述光电传感器和发射器通过顶盖2上的线路板通孔22与单片机信号连接，两个凹槽35内均设置有标识，本实施例中，光电传感器所在凹槽35内刻有“R”字体，发射器所在凹槽35内刻有“E”字体，所述光电传感器安装孔36正对所述发射器安装孔37。

作为本实用新型的优化方案，如图11-12所示，所述翻板5为三角形结构，两个气仓51通过中间的分气挡板53被隔开，所述翻板5顶部两端设置有多个配重孔54，所述配重孔54两端出口所在面均为倾斜斜面。

作为本实用新型的优化方案，所述翻板5下端中部设置有轴孔55，光电传感器所在凹槽35内设置有轴固定孔38，发射器所在凹槽35内设置有轴入孔39，翻板轴依次穿过轴入孔39、轴孔55和轴固定孔38。

作为本实用新型的优化方案，所述底座4侧壁上设置有两个与凹槽35配合的挡板41，如图8、9和10所示。

作为本实用新型的优化方案，所述主体3上端侧壁上设有水位观察窗39-1，水位观察窗39-1中部设有水位刻线。

作为本实用新型的优化方案，所述底座4上设置有隔水板42，所述隔水板42与气道33底端接触，如图10所示。

作为本实用新型的优化方案，所述电子仓1背部设置有电源接口12和复位孔13，如图3所示。

作为本实用新型的优化方案，所述加水口21上安装有塞子23，如图1所示。

作为本实用新型的优化方案，所述主体3的材料为ABS塑料，主体3上的密封胶为硅橡胶，所述光电传感器和发射器外壳为PC材料。

为了更好的理解本实用新型，下面对本实用新型的工作原理作一次完整的描述：

1、打开加水口21的塞子23，加水至水位观察窗39-1中线，并塞回塞子23；

2、将实验室发酵实验产生的气体通过进气管道连接至进气孔31；

3、气体进入进气孔31，经过气道33到达主体3底部的气孔34；

4、从气孔34冒出的气体通过分气挡板53的引导进入左侧的气仓51，由于在左端配重孔54中安装有配重，左端的气仓51盖住气孔34，当气仓51中的气体达到一定体积后，浮力所产生力矩超过配重以及三角形翻板自重所形成力矩时，翻板倒向右端，排出累积气体，右端的气仓51盖住气孔34，同时用遮挡凸起52遮挡安装于发射器安装孔37的发射器所发出红外线，引起安装于光电传感器安装孔36的光电传感器产生一次信号，并由单片机记录和换算；

5、换算所得出结果进行累加，并显示于显示屏11上；

6、右端气仓51中的气体达到一定体积后，浮力所产生力矩超过配重以及三角形翻板自重所形成力矩时，翻板5倒向左端，排出累积气体，依次重复，得以对流量进行记录。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。