一种改进的沿程水头损失实验装置的制作方法

本实用新型涉及一种改进的沿程水头损失实验装置。

背景技术：

现有沿程水头损失教学实验装置中，水头损失的测量量是依据沿程压差计中的水柱高度差表示，并利用直尺进行水柱高度的量测。

现有沿程水头损失教学实验装置在使用过程中，会产生如下问题：1.利用直尺量测水柱高度是需保持实现与凹液面最低处平行，但实际中人眼观测会产生误差；2.由于实验构成中水是不断流动的状态，压差计中的水柱高度是不断地上下浮动的，不利于读出较准确地平均数值；3.当需要量测的位置较多时，需要花费大量时间进行读数，实验效率低。

技术实现要素：

本实用新型需要解决的问题是针对上述现有技术测量存在误差，费事费力的不足，而提供一种可方便测定实验数据的改进的沿程水头损失实验装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种改进的沿程水头损失实验装置，包括试验台、储水箱、水泵、注水箱、沿程实验管道、水头测试试管、出水阀门和回水管道；注水箱与沿程实验管道相连，沿程实验管道上并排连接有至少两根水头测试试管，沿程实验管道的尾端连接出水阀门，沿程实验管道内的水通过回水管道回到储水箱内，储水箱内的水通过水泵泵入注水箱内，还包括水头测试头、电容式液位传感器和转换电路及液晶显示屏，水头测试头设于水头测试试管内，水头测试头的上端与电容式液位传感器连接，电容式液位传感器与转换电路及液晶显示屏连接，水头测试头为电容式液位计。

注水箱与沿程实验管道之间设有进水阀门。

回水管道衔接沿程实验管道处设有敞口膨大部。

注水箱内设有隔板A和隔板B, 注水箱箱壁高于隔板A， 隔板A高于隔板B, 隔板A将注水箱隔成Ⅰ室和Ⅱ室，隔板B将Ⅱ室隔成Ⅲ室和Ⅳ室, 隔板A与隔板B之间的空腔为Ⅲ室，与水泵连接的注水管设于Ⅲ室底部，沿程实验管道连接于Ⅳ室侧壁。

注水箱和储水箱之间另连接有溢流管，溢流管连接于Ⅰ室底部。

沿程实验管道上设有流量表。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：利用电容式液位传感器对压差计中的水柱高度进行量测，可以取保数据的准确性，提高实验效率，方便后期实验数据的整理，实际操作性强、自动化程度高、采用电子采集读数，能有效解决以往依靠肉眼和尺子读数而费时费力数据精度不高的问题，可大规模装配于学校等教学场所。

附图说明

图1是本实用新型的改进的沿程水头损失实验装置的结构示意图；

图2是图1中F的局部放大示意图。

其中，1-注水箱，2-沿程实验管道，3-回水管道，4-水头测试头，5-水头测试试管，6-电容式液位传感器，7-转换电路及液晶显示屏，8-水泵，9-储水箱，10-出水阀门。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

如图1-2所示，一种改进的沿程水头损失实验装置，包括试验台、储水箱、水泵、注水箱、沿程实验管道、水头测试试管、出水阀门和回水管道；注水箱与沿程实验管道相连，沿程实验管道上并排连接有至少两根水头测试试管，沿程实验管道的尾端连接出水阀门，沿程实验管道内的水通过回水管道回到储水箱内，实现了水体循环利用，节约用水，储水箱内的水通过水泵泵入注水箱内，还包括水头测试头、电容式液位传感器和转换电路及液晶显示屏，水头测试头设于水头测试试管内，水头测试头的上端与电容式液位传感器连接，电容式液位传感器与转换电路及液晶显示屏连接，水头测试头为电容式液位计。

注水箱与沿程实验管道之间设有进水阀门。

回水管道衔接沿程实验管道处设有敞口膨大部。

注水箱内设有隔板A和隔板B, 注水箱箱壁高于隔板A， 隔板A高于隔板B, 隔板A将注水箱隔成Ⅰ室和Ⅱ室，隔板B将Ⅱ室隔成Ⅲ室和Ⅳ室, 隔板A与隔板B之间的空腔为Ⅲ室，与水泵连接的注水管设于Ⅲ室底部，沿程实验管道连接于Ⅳ室侧壁。

注水箱和储水箱之间另连接有溢流管，溢流管连接于Ⅰ室底部。

沿程实验管道上设有流量表。

具体使用方法如下：

打开电源，校准转换电路及液晶显示屏7读数，接着打开水泵8，从储水箱9中注水箱1中充水，待水位达到越过注水箱1中隔板B的高度时，开始流入沿程实验管道2，待水流稳定后，开始读取各测点对应的转换电路及液晶显示屏7的读数，记下读数即为各测点处总水头。通过调节出水阀门10开度来调节流量大小，通过流量表可得出流量，于是可以方便的分析流量和沿程水头损失之间的关系。

本实用新型的工作原理如下：通过在沿程实验管道各处设置水头测点，将测点i处的流速和压强水头转化为静水下的水柱高度H_i，H_i即代表测点i处的总水头。在水头测试试管中放有电容式液位传感器，可将水头高度转换为电子信号，经由转换电路在液晶显示屏上显示出相应读数 N_i，通过调节电路设置，可以使得N_i=H_i,由此可方便的得出测点i处的总水头。知道了相邻两测点间的距离l_i，以及相应的总水头H_i、H_i+1，可由下式计算水力坡降J：

J=（H_i+1-H_i）/l_i；

电容式液位传感器利用传感器两电极的覆盖面积随被测液体液位的变化而变化，从而引起电用量变化的关系进行液位测量。

现有电容式液位传感器将非电量的变化转换为电容量的变化，将需要的数据信息化，并可以利用计算机进行更进一步的大量数据处理和计算。同时还具有以下优点：1.灵敏度高；2.结构简单；3.体积小；4.动态响应好；5.高频特性好；6.可以在较恶劣环境工作。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。