信号，传导到微电脑数显表头13,就能同步 电测数显出测压管32的标尺高度作用水头值；状态二时，令测压选择电控气阀28通电，贝U 测压选择电控气阀28的第S接口与第二接口内部气路导通，与第一接口不导通，则压差传 感器10可测量液气转换测压筒2内的压缩空气相对大气压的压差，同样，因为液气转换测 压筒2中的液气交界面与恒压供水箱6的出流口 7的中轴水平面3为等平面，所W该相对 压强即等于恒压供水箱6中恒定水头作用于出流口 7的中轴水平面3的作用水头H。，压差 传感器10将测量的压差信号传导到微电脑数显表头13,通过存储在其内部的经过标定的 非线性修正对应转换数据表，即可经内部换算，实时显示出流口 7的射流流量。同时由上功 能所述，微电脑数显表头13应该选用2路W上物理量数值显示的智能表头。
[0080] 同样的，为了自动高精度电测的射流测压筒34中的液气传压的压缩气柱气压，设 计了排气复位功辅助结构，并巧妙的利用同一个气累25对直管式测压管37排气、射流测压 筒34复位。结构如下；直管式测压管37顶部封闭，但在上部设有通气孔气嘴51，通过测压 管电控加气气阀27与排气累25的排气嘴密封连通；测压管电控加气气阀27为=通电控气 阀（或2个并联的电控2通气阀），它可提供两路并联气路通路电控选择：一路为直管式测 压管37上部的通气孔气嘴51与排气累25的排气嘴连接管路，即测压管电控加气气阀27 的第二接口通过空屯、软管40与直管式测压管37上部的通气孔气嘴51密封连通，测压管电 控加气气阀27的第一接口通过空屯、软管、=通与排气累25的排气嘴密封连通；另一路为直 管式测压管37上部的通气孔气嘴51与测压管电控加气气阀27的通大气口连接管路，即测 压管电控加气气阀27的第二接口与其开口通大气的第=接口形成的该一气路。
[0081] 不通电时，测压管电控加气气阀27的第二接口和第S接口内部气路导通，与第一 接口不连通，即相当于直管式测压管37顶部通大气，直管式测压管37底部进水嘴33才能 进水，正常测量带活塞套的测压管32内的水头高度。通电时，测压管电控加气气阀27的 第二接口和第一接口内部气路导通，与第=接口不连通，选择该气路导通时，方便排气累25 对直管式测压管37和射流测压筒34排气，进行复位操作，W消除直管式测压管37内的附 壁气泡和射流测压筒34内空气压缩带来误差；
[0082] 必须设置该排气复位辅助装置的原因有S，一是传统使用直管式测压管37测量 水头时，都需要用洗耳球（吹气球）在直管式测压管37上方开口对测压管打气排水，然后 利用测点的水压力自流流入直管式测压管37内，使其连通细管中的气泡随水流带走，直至 连通管和直管式测压管37中液面W下充满连续的液体，没有附壁气泡影响测量精度，在此 用电控排气累25来对直管式测压管37排气。二、是直管式测压管37水头较高时，会使射 流测压筒34内液气交界面产生0. 4mm左右的偏高，产生小于0. 5%的零点误差，通过排气往 射流测压筒34的上部密封气柱内压入有压压缩空气进行复位，能消除该一误差，提高实验 精度。=、在实际试用中发现液气转换测压筒2顶部的气体有时会因接管或者传感器气路 系统的微漏气引起液面上升，造成测量误差，该种情况会在实验超时下偶然发生。如果没有 该一排气复位装置，实验者必须停机关水，使射流测压筒34内液位都降低到直管式测压管 37底部的进水管35底面定位水平面W下，才能重新实验。
【主权项】
L 一种具备教学效果流量数显的活塞式动量实验仪，其特征在于，包括： 侧壁带出流口的恒压供水箱，该出流口为管嘴，所述的恒压供水箱中设有将恒压供水 箱隔成进水工作区和溢流区的溢流隔板，所述的恒压供水箱中设有将进水工作区隔成进水 区和稳水工作区的稳水孔板； 与所述恒压供水箱的出流口连接的集水箱； 用于测量所述恒压供水箱的出流口射流动量力的动量管，固定在所述集水箱中； 设置在所述恒压供水箱内稳水工作区的液气转换测压筒，所述液气转换测压筒的底部 与所述恒压供水箱的内部空间连通，所述液气转换测压筒的顶部设有连通定位管，所述的 连通定位管的底面为水平面，并位于所述出流口的中轴水平面上； 与所述液气转换测压筒连接，用于检测所述液气转换测压筒内压缩空气与外界空气压 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强信号转换成流量的微电 脑数显表； 自循环供水器，所述的恒压供水箱中进水区的底部设有进水口，所述的恒压供水箱中 溢流区设有出水口，所述的恒压供水箱的进水口和出水口与所述自循环供水器相连。
2. 根据权利要求1所述的具备教学效果流量数显的活塞式动量实验仪，其特征在于， 所述的集水箱设有回水出口，所述的自循环供水器设有回水进口，所述的回水出口和回水 进口通过漏斗和回水管形成回路。
3. 根据权利要求1所述的具备教学效果流量数显的活塞式动量实验仪，其特征在于， 所述的压差传感器中的一测量口通大气，所述的压差传感器中的另一测量口通过导管与所 述液气转换测压筒密封连接，该导管上连接有与大气相通的电控调零气阀； 所述的导管插入所述液气转换测压筒的一端位于所述连通定位管的底面与所述液气 转换测压筒的顶面之间，且高于所述连通定位管的底面。
4. 根据权利要求3所述的具备教学效果流量数显的活塞式动量实验仪，其特征在于， 所述的电控调零气阀至少有并联的两路气路，一路气路的两端分别与所述压差传感器的测 量口和所述液气转换测压筒连通，另一路气路的两端分别与所述压差传感器的测量口和大 气连通。
5. 根据权利要求4所述的具备教学效果流量数显的活塞式动量实验仪，其特征在于， 所述的液气转换测压筒连接有加气复位装置，所述的加气复位装置包括：气泵和测压筒电 控加气气阀，所述气泵的排气嘴通过测压筒电控加气气阀与所述液气转换测压筒内压缩空 气密封连接。
6. 根据权利要求5所述的具备教学效果流量数显的活塞式动量实验仪，其特征在于， 所述的集水箱内固定有射流测压筒，所述的射流测压筒通过管路与所述动量管连通，所述 射流测压筒的底面低于恒压供水箱出流口的中轴水平面； 所述的射流测压筒的顶部密封连通有一根直管式测压管，该直管式测压管底部的进水 管插入所述射流测压筒内，该直管式测压管底部的进水管底面为水平面，与所述恒压供水 箱出流口的中轴水平面同平面。
7. 根据权利要求6所述的具备教学效果流量数显的活塞式动量实验仪，其特征在于， 所述的导管上还连接有测压选择电控气阀，所述测压选择电控气阀至少包括并联的两路气 路，一路气路的两端分别与所述电控调零气阀和所述液气转换测压筒连通，另一路气路的 两端分别与所述电控调零气阀和所述射流测压筒内压缩空气连通。
8. 根据权利要求6所述的具备教学效果流量数显的活塞式动量实验仪，其特征在于， 所述的直管式测压管顶部封闭并开有通气孔，该通气孔通过测压管电控加气气阀与所述排 气泵的排气嘴密封连通； 所述的测压管电控加气气阀至少有并联的两路气路，一路气路的两端分别与所述直管 式测压管的通气孔和所述排气泵的排气嘴连通，另一路气路的两端分别与所述直管式测压 管的通气孔和大气连通。
9. 根据权利要求1所述的具备教学效果流量数显的活塞式动量实验仪，其特征在于， 所述的动量管内设有阻尼孔板。
10. 根据权利要求1所述的具备教学效果流量数显的活塞式动量实验仪，其特征在于， 所述的稳水孔板高于所述溢流隔板，所述的稳水孔板低于溢流隔板高度的部分开有多排稳 水孔； 所述的溢流隔板上设有溢流孔，该溢流孔内塞有塞子。
【专利摘要】本发明公开了一种具备教学效果流量数显的活塞式动量实验仪，包括：侧壁带出流口的恒压供水箱，该出流口为管嘴；与恒压供水箱的出流口连接的集水箱；用于测量恒压供水箱的出流口射流动量力的动量管，固定在集水箱中；设置在恒压供水箱内稳水工作区的液气转换测压筒，液气转换测压筒的顶部设有连通定位管，并位于出流口的中轴水平面上；压差传感器；用于将压差传感器检测到的压强信号转换成流量的微电脑数显表；自循环供水器。本发明实验仪能自动复位、消除空气压缩的误差及实时调零，精度高，可以方便的数字化精确测量流体力学动量定律实验仪的射流流量和射流动量力2个基本物理量，并具有很好的教学效果。
【IPC分类】G09B23/12
【公开号】CN104882048
【申请号】CN201510297756
【发明人】毛欣炜, 毛根海
【申请人】浙江大学, 杭州源流科技有限公司
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年6月2日