一种电子皂膜流量计

1.本实用新型涉及一种气体流量测量装置，具体涉及一种电子皂膜流量计，属于检测技术领域。


背景技术：

2.皂膜流量计作为一种简单、实用的流量测量装置，在工业生产、理化分析和科学实验等各个领域具有广泛的应用。传统皂膜流量计的工作原理是由气源流出的气体，经皂膜管下方的进气口进入皂膜管，挤压橡胶球产生皂膜，在外来气体的推动下皂膜沿管壁以一定的速度上升，根据标定皂膜管的体积以及测量皂膜经过该体积所需要的时间，便可得到外来气体的流量。而电子皂膜流量计则是在皂膜上升过程中，经过外壁安装的一对传感器的下限和上限时，显示仪表直接显示出瞬时流量。
3.传统皂膜流量计使用手掐秒表的方式进行计时，这是该技术在测量流量时产生误差的最主要因素。靠手动挤压橡胶球来提升液位的启膜方式，因每次挤压的力度难以控制适度，使启膜的成功率较低。而现有电子皂膜流量计将启膜胶球换成按钮后，通过按压按钮带动启膜环上下运动进行启膜。因每次手动按压按钮使启膜环浸入皂液的时间不同，启膜的均匀性和厚度一致性难以保证。一般认为，要产生一个很薄的皂膜，启膜环在皂液中停留的时间间隔应该很短，随着停留时间的增加，产生的皂膜的厚度也会增加。膜的厚薄不均匀使膜经过传感器的时间判断产生误差，直接影响到测量的可重复性和最终的测量准确度。
4.本实用新型通过使用单片机控制微型伺服电机的转速，从而控制启膜环上升和下降时的速度以及在皂液中的停留时间，使启膜环快速下降、缓慢上升且在皂液中停留适当的时间。实现一键式流量的测量，同时避免了繁琐的手工劳动，使实验者的操作体验有了很大的提升。由于皂膜每次都以同样的方式产生，保证了皂膜厚度的均匀性，消除了人为误差，提高了测量的准确度。


技术实现要素：

5.为克服现有电子皂膜流量计手动按压按钮启膜造成的膜厚不均匀、一致性差的问题，本实用新型提供一种完全自动化的电子皂膜流量计，通过使用单片机控制微型伺服电机的转速，从而控制启膜环上升和下降时的速度以及在皂液中的停留时间，弥补了现有技术的不足，提高了测量的准确度。
6.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种完全自动化的用于测量微小气体流量的电子皂膜流量计，包括皂膜管、上端盖、皂液盒、皂液盒端盖、启膜装置、传感器装置，其中：所述皂膜管为带有上、下两刻线的透明玻璃管，其一端与上端盖螺纹连接，另一端通过密封圈、皂液盒端盖与皂液盒密封连接；所述上端盖包括出气口、缓冲室、透气隔板、破膜针，缓冲室上方设有出气口，缓冲室下方的透气隔板开有小孔，破膜针与透气隔板相连；所述皂液盒端盖与皂液盒采用螺纹连接，皂液盒端盖上方设有进气口；所述启膜装置包括微型伺服电机、联轴器、滑动丝杆、丝杆螺母、导向管、连杆、启膜环；所述微型伺服电机
通过法兰连接固定在皂液盒端盖上；所述滑动丝杆与丝杆螺母配合，一端通过联轴器与伺服电机输出轴连接，另一端悬空；所述丝杆螺母开有两个方形凹槽，分别与导向管内部的两个导向柱配合，起到限位和导向的作用；所述联轴器、滑动丝杆和丝杆螺母均置于导向管中，导向管则通过螺栓连接固定在皂液盒端盖底部；所述连杆一端与启膜环连接，另一端与丝杆螺母相连；所述传感器装置包括皂膜管外套、红外对管、锁紧螺母、密封垫；所述红外对管对称布置，嵌于黑色皂膜管外套内部；所述皂膜管外套内部开有狭缝，作为红外对管间的光的通道；所述传感器装置通过两锁紧螺母和密封垫固定在皂膜管上。
7.进一步的，所述微型伺服电机和法兰通过螺栓连接固定在皂液盒端盖上；所述导向管底端和丝杆螺母加工有通孔；所述连杆两端均带有台阶和螺纹，其一端穿过导向管底端与丝杆螺母的通孔并用螺母拧紧，另一端穿过启膜环后用螺母拧紧；所述皂膜管外套端部带有螺纹，其通过与锁紧螺母配合压紧密封垫将传感器装置固定在皂膜管上。
8.再进一步，所述上端盖中的出气口、缓冲室、透气隔板、破膜针是一个整体；所述皂液盒端盖与进气口是一个整体；所述破膜针底端位于传感器装置上刻线的上方；所述皂膜管的启膜口位于导向管的下方；所述启膜环上下移动距离为10mm；所述作为光通道的狭缝宽1.5mm。
9.更进一步，所述皂液盒、皂液盒端盖和导向管均为透明塑料材质；所述滑动丝杆、丝杆螺母均为不锈钢材质；所述传感器支架为黑色pvc材质，以消除相邻光源之间的干扰；所述密封圈、启膜环均为弹性材质。
10.本实用新型的有益效果：能够自动准确地控制启膜环快速下降、缓慢上升且在皂液中停留适当的时间，可有效减少工时和消除人为误差。本实用新型具有启膜厚度均匀，一致性好，测量精度高，抗干扰性强的特点。
附图说明
11.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
12.图1是本实用新型的等轴测视图。
13.图2是本实用新型的主视剖视图。
14.图3是图2的局部剖视图。
15.图4是启膜环的主视图和剖视图。
16.附图标记说明如下：
17.1、上端盖；111、出气口；112、缓冲室；113、透气挡板；114、破膜针； 2、皂膜管；3、锁紧螺母；4、皂膜管外套；5、微型伺服电机；6、密封圈；7、皂液盒端盖；71、进气口；8、皂液盒；9、启膜环；10、连杆；11、滑动丝杆； 12、丝杆螺母；13、导向管；14、联轴器；15、法兰；16、六角头螺栓；17、红外对管；18、密封垫。
具体实施方式
18.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行
清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
19.具体使用时，为方便理解本实用新型，结合附图进行描述。
20.如图1-图4所示，一种完全自动化的用于测量微小气体流量的电子皂膜流量计，包括皂膜管2、上端盖1、皂液盒8、皂液盒端盖7、启膜装置、传感器装置。皂膜管2为带有上、下两刻线的透明玻璃管，其一端与上端盖1螺纹连接，另一端通过密封圈6、皂液盒端盖7与皂液盒8密封连接；缓冲室112用于减小外部气流的冲击，其上方设有出气口111，下方的透气隔板113上开有小孔，破膜针114与透气隔板113相连，使上升的皂膜破裂，起到湿润管壁的作用；皂液盒端盖7与皂液盒8采用螺纹连接，皂液盒端盖7上方设有进气口71；微型伺服电机5通过法兰15连接固定在皂液盒端盖7上；滑动丝杆11与丝杆螺母12配合，一端通过联轴器14与伺服电机输出轴连接，另一端悬空；丝杆螺母12开有两个方形凹槽，分别与导向管13内部的两个导向柱配合，起到限位和导向的作用；联轴器14、滑动丝杆11和丝杆螺母12均置于导向管中13，导向管13通过螺栓连接固定在皂液盒端盖7的底部；连杆10下端与启膜环相连并固定，上端与丝杆螺母12相连；红外对管17对称布置，嵌于黑色皂膜管外套4的内部；皂膜管外套4的内部开有狭缝，作为红外对管17间的光的通道；皂膜管外套4通过两锁紧螺母3和密封垫18固定在皂膜管2上。
21.本实用新型所述的微型伺服电机5和法兰15通过螺栓16连接固定在皂液盒端盖7的上方；导向管13的底端和丝杆螺母12开有通孔；连杆10两头均带有台阶和螺纹，其一端穿过导向管13底端与丝杆螺母12的通孔并用螺母拧紧，另一端穿过启膜环9后用螺母拧紧；皂膜管外套4端部带有螺纹，其通过与锁紧螺母3配合压紧密封垫18将传感器装置固定在皂膜管2上。
22.本实用新型所述上端盖1中的出气口111、缓冲室112、透气隔板113、破膜针114是一个整体；皂液盒端盖7与进气口71是一个整体；所述破膜针114 的底端位于传感器装置上刻线的上方；皂膜管2的启膜口位于导向管13的下方；启膜环9上下移动距离为10mm；皂膜管外套4内作为光通道的狭缝宽1.5mm。
23.本实用新型所述皂液盒7、皂液盒端盖8和导向管13均为透明塑料材质；滑动丝杆11、丝杆螺母12、连杆10均为不锈钢材质；皂膜管外套4采用黑色 pvc材质，以消除相邻光源之间的干扰；密封圈6、密封垫18、启膜环9均为弹性材质。
24.本实用新型还可以直接将红外对管17的输出数字化后直接送入计算机进行进一步分析，采用计算机化的数据采集系统以获得更高的精度。
25.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。